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中考压轴题第9部分 抛物线 学案
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1.已知,点M是二次函数y=ax2(a>0)图象上的一点,点F的坐标为(0,),直角坐标系中的坐标原点O与点M,F在同一个圆上,圆心Q的纵坐标为.
(1)求a的值;
(2)当O,Q,M三点在同一条直线上时,求点M和点Q的坐标;
(3)当点M在第一象限时,过点M作MN⊥x轴,垂足为点N,求证:MF=MN+OF.
2.已知抛物线y=mx2+(1﹣2m)x+1﹣3m与x轴相交于不同的两点A、B
(1)求m的取值范围;
(2)证明该抛物线一定经过非坐标轴上的一点P,并求出点P的坐标;
(3)当<m≤8时,由(2)求出的点P和点A,B构成的△ABP的面积是否有最值?若有,求出该最值及相对应的m值.
3.在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=mx2﹣2mx+m﹣1(m>0)与x轴的交点为A,B.
(1)求抛物线的顶点坐标;
(2)横、纵坐标都是整数的点叫做整点.
①当m=1时,求线段AB上整点的个数;
②若抛物线在点A,B之间的部分与线段AB所围成的区域内(包括边界)恰有6个整点,结合函数的图象,求m的取值范围.
4.如图,抛物线y=ax2+bx﹣5(a≠0)经过点A(4,﹣5),与x轴的负半轴交于点B,与y轴交于点C,且OC=5OB,抛物线的顶点为点D.
(1)求这条抛物线的表达式;
(2)联结AB、BC、CD、DA,求四边形ABCD的面积;
(3)如果点E在y轴的正半轴上,且∠BEO=∠ABC,求点E的坐标.
5.如图,已知△ABC为直角三角形,∠ACB=90°,AC=BC,点A、C在x轴上,点B坐标为(3,m)(m>0),线段AB与y轴相交于点D,以P(1,0)为顶点的抛物线过点B、D.
(1)求点A的坐标(用m表示);
(2)求抛物线的解析式;
(3)设点Q为抛物线上点P至点B之间的一动点,连接PQ并延长交BC于点E,连接BQ并延长交AC于点F,试证明:FC(AC+EC)为定值.
6.如图,已知抛物线y=x2﹣x﹣3与x轴的交点为A、D(A在D的右侧),与y轴的交点为C.
(1)直接写出A、D、C三点的坐标;
(2)若点M在抛物线上,使得△MAD的面积与△CAD的面积相等,求点M的坐标;
(3)设点C关于抛物线对称轴的对称点为B,在抛物线上是否存在点P,使得以A、B、C、P四点为顶点的四边形为梯形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
7.抛物线y=+x+m的顶点在直线y=x+3上,过点F(﹣2,2)的直线交该抛物线于点M、N两点(点M在点N的左边),MA⊥x轴于点A,NB⊥x轴于点B.
(1)先通过配方求抛物线的顶点坐标(坐标可用含m的代数式表示),再求m的值;
(2)设点N的横坐标为a,试用含a的代数式表示点N的纵坐标,并说明NF=NB;
(3)若射线NM交x轴于点P,且PA•PB=,求点M的坐标.
8.如图,二次函数y=a(x2﹣2mx﹣3m2)(其中a,m是常数,且a>0,m>0)的图象与x轴分别交于点A、B(点A位于点B的左侧),与y轴交于C(0,﹣3),点D在二次函数的图象上,CD∥AB,连接AD,过点A作射线AE交二次函数的图象于点E,AB平分∠DAE.
(1)用含m的代数式表示a;
(2)求证:为定值;
(3)设该二次函数图象的顶点为F,探索:在x轴的负半轴上是否存在点G,连接GF,以线段GF、AD、AE的长度为三边长的三角形是直角三角形?如果存在,只要找出一个满足要求的点G即可,并用含m的代数式表示该点的横坐标;如果不存在,请说明理由.
9.已知抛物线y=x2﹣(k+2)x+和直线y=(k+1)x+(k+1)2.
(1)求证:无论k取何实数值,抛物线总与x轴有两个不同的交点;
(2)抛物线于x轴交于点A、B,直线与x轴交于点C,设A、B、C三点的横坐标分别是x1、x2、x3,求x1•x2•x3的最大值;
(3)如果抛物线与x轴的交点A、B在原点的右边,直线与x轴的交点C在原点的左边,又抛物线、直线分别交y轴于点D、E,直线AD交直线CE于点G(如图),且CA•GE=CG•AB,求抛物线的解析式.
10.如图,已知二次函数y=(x﹣m)2﹣4m2(m>0)的图象与x轴交于A、B两点.
(1)写出A、B两点的坐标(坐标用m表示);
(2)若二次函数图象的顶点P在以AB为直径的圆上,求二次函数的解析式;
(3)在(2)的基础上,设以AB为直径的⊙M与y轴交于C、D两点,求CD的长.
11.阅读材料:如图1,在平面直角坐标系中,A、B两点的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),AB中点P的坐标为(xp,yp).由xp﹣x1=x2﹣xp,得xp=,同理yp=,所以AB的中点坐标为.由勾股定理得AB2=,所以A、B两点间的距离公式为AB=.
注:上述公式对A、B在平面直角坐标系中其它位置也成立.
解答下列问题:
如图2,直线l:y=2x+2与抛物线y=2x2交于A、B两点,P为AB的中点,过P作x轴的垂线交抛物线于点C.
(1)求A、B两点的坐标及C点的坐标;
(2)连结AB、AC,求证△ABC为直角三角形;
(3)将直线l平移到C点时得到直线l′,求两直线l与l′的距离.
12.如图,抛物线y=ax2+c(a≠0)经过C(2,0),D(0,﹣1)两点,并与直线y=kx交于A、B两点,直线l过点E(0,﹣2)且平行于x轴,过A、B两点分别作直线l的垂线,垂足分别为点M、N.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)求证:AO=AM;
(3)探究:
①当k=0时,直线y=kx与x轴重合,求出此时的值;
②试说明无论k取何值,的值都等于同一个常数.
13.已知抛物线y=ax2﹣2ax﹣3a(a<0)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D为抛物线的顶点.
(1)求A、B的坐标;
(2)过点D作DH丄y轴于点H,若DH=HC,求a的值和直线CD的解析式;
(3)在第(2)小题的条件下,直线CD与x轴交于点E,过线段OB的中点N作NF丄x轴,并交直线CD于点F,则直线NF上是否存在点M,使得点M到直线CD的距离等于点M到原点O的距离?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
14.已知抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣4,3)、B(2,0)两点,当x=3和x=﹣3时,这条抛物线上对应点的纵坐标相等.经过点C(0,﹣2)的直线l与x轴平行,O为坐标原点.
(1)求直线AB和这条抛物线的解析式;
(2)以A为圆心,AO为半径的圆记为⊙A,判断直线l与⊙A的位置关系,并说明理由;
(3)设直线AB上的点D的横坐标为﹣1,P(m,n)是抛物线y=ax2+bx+c上的动点,当△PDO的周长最小时,求四边形CODP的面积.
15.已知,如图(a),抛物线y=ax2+bx+c经过点A(x1,0),B(x2,0),C(0,﹣2),其顶点为D.以AB为直径的⊙M交y轴于点E、F,过点E作⊙M的切线交x轴于点N.∠ONE=30°,|x1﹣x2|=8.
(1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)连结AD、BD,在(1)中的抛物线上是否存在一点P,使得△ABP与△ADB相似(除去全等这一情况)?若存在,求出P点的坐标;若不存在,说明理由;
(3)如图(b),点Q为上的动点(Q不与E、F重合),连结AQ交y轴于点H,问:AH•AQ是否为定值?若是,请求出这个定值;若不是,请说明理由.
16.如图,直线l:y=﹣x+1与x轴,y轴分别交于A,B两点,点P,Q是直线l上的两个动点,且点P在第二象限,点Q在第四象限,∠POQ=135°.
(1)求△AOB的周长;
(2)设AQ=t>0,试用含t的代数式表示点P的坐标;
(3)当动点P,Q在直线l上运动到使得△AOQ与△BPO的周长相等时,记tan∠AOQ=m,若过点A的二次函数y=ax2+bx+c同时满足以下两个条件:
①6a+3b+2c=0;
②当m≤x≤m+2时,函数y的最大值等于,求二次项系数a的值.
17.若两个二次函数图象的顶点、开口方向都相同,则称这两个二次函数为“同簇二次函数”.
(1)请写出两个为“同簇二次函数”的函数;
(2)已知关于x的二次函数y1=2x2﹣4mx+2m2+1和y2=ax2+bx+5,其中y1的图象经过点A(1,1),若y1+y2与y1为“同簇二次函数”,求函数y2的表达式,并求出当0≤x≤3时,y2的最大值.
18.如图,已知一条直线过点(0,4),且与抛物线y=x2交于A,B两点,其中点A的横坐标是﹣2.
(1)求这条直线的函数关系式及点B的坐标.
(2)在x轴上是否存在点C,使得△ABC是直角三角形?若存在,求出点C的坐标,若不存在,请说明理由.
(3)过线段AB上一点P,作PM∥x轴,交抛物线于点M,点M在第一象限,点N(0,1),当点M的横坐标为何值时,MN+3MP的长度最大?最大值是多少?
19.如图,点P是直线l:y=﹣2x﹣2上的点,过点P的另一条直线m交抛物线y=x2于A、B两点.
(1)若直线m的解析式为y=﹣x+,求A,B两点的坐标;
(2)①若点P的坐标为(﹣2,t).当PA=AB时,请直接写出点A的坐标;
②试证明:对于直线l上任意给定的一点P,在抛物线上能找到点A,使得PA=AB成立.
(3)设直线l交y轴于点C,若△AOB的外心在边AB上,且∠BPC=∠OCP,求点P的坐标.
20.如图,抛物线y=a(x﹣m)2+2m﹣2(其中m>1)与其对称轴l相交于点P,与y轴相交于点A(0,m﹣1).连接并延长PA、PO,与x轴、抛物线分别相交于点B、C,连接BC.点C关于直线l的对称点为C′,连接PC′,即有PC′=PC.将△PBC绕点P逆时针旋转,使点C与点C′重合,得到△PB′C′.
(1)该抛物线的解析式为 (用含m的式子表示);
(2)求证:BC∥y轴;
(3)若点B′恰好落在线段BC′上,求此时m的值.
21.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c经过点A(,0)和点B(1,),与x轴的另一个交点为C.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点D在对称轴的右侧,x轴上方的抛物线上,且∠BDA=∠DAC,求点D的坐标;
(3)在(2)的条件下,连接BD,交抛物线对称轴于点E,连接AE.
①判断四边形OAEB的形状,并说明理由;
②点F是OB的中点,点M是直线BD的一个动点,且点M与点B不重合,当∠BMF=∠MFO时,请直接写出线段BM的长.
22.已知在平面直角坐标系xOy中(如图),抛物线y=ax2﹣4与x轴的负半轴(XRS)相交于点A,与y轴相交于点B,AB=2,点P在抛物线上,线段AP与y轴的正半轴交于点C,线段BP与x轴相交于点D,设点P的横坐标为m.
(1)求这条抛物线的解析式;
(2)用含m的代数式表示线段CO的长;
(3)当tan∠ODC=时,求∠PAD的正弦值.
23.如图1,二次函数y=ax2+bx的图象过点A(﹣1,3),顶点B的横坐标为1.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)点P在该二次函数的图象上,点Q在x轴上,若以A、B、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,求点P的坐标;
(3)如图3,一次函数y=kx(k>0)的图象与该二次函数的图象交于O、C两点,点T为该二次函数图象上位于直线OC下方的动点,过点T作直线TM⊥OC,垂足为点M,且M在线段OC上(不与O、C重合),过点T作直线TN∥y轴交OC于点N.若在点T运动的过程中,为常数,试确定k的值.
24.若关于x的二次函数y=ax2+bx+c(a>0,c>0,a,b,c是常数)与x轴交于两个不同的点A(x1,0),B(x2,0)(0<x1<x2),与y轴交于点P,其图象顶点为点M,点O为坐标原点.
(1)当x1=c=2,a=时,求x2与b的值;
(2)当x1=2c时,试问△ABM能否为等边三角形?判断并证明你的结论;
(3)当x1=mc(m>0)时,记△MAB,△PAB的面积分别为S1,S2,若△BPO∽△PAO,且S1=S2,求m的值.
25.如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,直线y=kx+1(k≠0)与x轴交于点A,与y轴交于点C,过点C的抛物线y=ax2﹣(6a﹣2)x+b(a≠0)与直线AC交于另一点B,点B坐标为(4,3).
(1)求a的值;
(2)点P是射线CB上的一个动点,过点P作PQ⊥x轴,垂足为点Q,在x轴上点Q的右侧取点M,使MQ=,在QP的延长线上取点N,连接PM,AN,已知tan∠NAQ﹣tan∠MPQ=,求线段PN的长;
(3)在(2)的条件下,过点C作CD⊥AB,使点D在直线AB下方,且CD=AC,连接PD,NC,当以PN,PD,NC的长为三边长构成的三角形面积是时,在y轴左侧的抛物线上是否存在点E,连接NE,PE,使得△ENP与以PN,PD,NC的长为三边长的三角形全等?若存在,求出E点坐标;若不存在,请说明理由.
26.如图1,直线y=﹣x+n交x轴于点A,交y轴于点C(0,4),抛物线y=x2+bx+c经过点A,交y轴于点B(0,﹣2).点P为抛物线上一个动点,过点P作x轴的垂线PD,过点B作BD⊥PD于点D,连接PB,设点P的横坐标为m.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当△BDP为等腰直角三角形时,求线段PD的长;
(3)如图2,将△BDP绕点B逆时针旋转,得到△BD′P′,且旋转角∠PBP′=∠OAC,当点P的对应点P′落在坐标轴上时,请直接写出点P的坐标.
1.解:(1)∵圆心O的纵坐标为,∴设Q(m,),F(0,),
∵QO=QF,∴m2+()2=m2+(﹣)2,∴a=1,∴抛物线为y=x2.
(2)∵M在抛物线上,设M(t,t2),Q(m,),
∵O、Q、M在同一直线上,∴KOM=KOQ,∴=,∴m=,
∵QO=QM,∴m2+()2=(m﹣t)2=(﹣t2)2,
整理得到:﹣t2+t4+t2﹣2mt=0,∴4t4+3t2﹣1=0,
∴(t2+1)(4t2﹣1)=0,∴t1=,t2=﹣,
当t1=时,m1=,当t2=﹣时,m2=﹣.
∴M1(,),Q1(,),M2(﹣,),Q2(﹣,).
(3)设M(n,n2)(n>0),
∴N(n,0),F(0,),∴MF===n2+,MN+OF=n2+,
∴MF=MN+OF.
2.(1)解:当m=0时,函数为一次函数,不符合题意,舍去;当m≠0时,
∵抛物线y=mx2+(1﹣2m)x+1﹣3m与x轴相交于不同的两点A、B,
∴△=(1﹣2m)2﹣4×m×(1﹣3m)=(1﹣4m)2>0,∴1﹣4m≠0,∴m≠;
(2)证明:∵抛物线y=mx2+(1﹣2m)x+1﹣3m,∴y=m(x2﹣2x﹣3)+x+1,
抛物线过定点说明在这一点y与m无关,
显然当x2﹣2x﹣3=0时,y与m无关,
解得:x=3或x=﹣1,
当x=3时,y=4,定点坐标为(3,4);
当x=﹣1时,y=0,定点坐标为(﹣1,0),
∵P不在坐标轴上,∴P(3,4);
(3)解:|AB|=|xA﹣xB|=====||=|﹣4|,
∵<m≤8,∴≤<4,∴﹣≤﹣4<0,∴0<|﹣4|≤,
∴|AB|最大时,||=,
解得:m=8,或m=(舍去),
∴当m=8时,|AB|有最大值,
此时△ABP的面积最大,没有最小值,
则面积最大为:|AB|yP=××4=.
3.解:(1)∵y=mx2﹣2mx+m﹣1=m(x﹣1)2﹣1,∴抛物线顶点坐标(1,﹣1).
(2)①∵m=1,∴抛物线为y=x2﹣2x,
令y=0,得x=0或2,不妨设A(0,0),B(2,0),
∴线段AB上整点的个数为3个.
②如图所示,抛物线在点A,B之间的部分与线段AB所围成的区域内(包括边界)恰有6个整点,
∴点A在(﹣1,0)与(﹣2,0)之间(包括(﹣1,0)),
当抛物线经过(﹣1,0)时,m=,
当抛物线经过点(﹣2,0)时,m=,
∴m的取值范围为<m≤.
4.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx﹣5与y轴交于点C,
∴C(0,﹣5),∴OC=5.
∵OC=5OB,∴OB=1,
又点B在x轴的负半轴上,∴B(﹣1,0).
∵抛物线经过点A(4,﹣5)和点B(﹣1,0),∴,解得,
∴这条抛物线的表达式为y=x2﹣4x﹣5.
(2)由y=x2﹣4x﹣5,得顶点D的坐标为(2,﹣9).连接AC,
∵点A的坐标是(4,﹣5),点C的坐标是(0,﹣5),
又S△ABC=×4×5=10,S△ACD=×4×4=8,∴S四边形ABCD=S△ABC+S△ACD=18.
(3)过点C作CH⊥AB,垂足为点H.
∵S△ABC=×AB×CH=10,AB=5,∴CH=2,
在RT△BCH中,∠BHC=90°,BC=,BH==3,∴tan∠CBH==.
∵在RT△BOE中,∠BOE=90°,tan∠BEO=,
∵∠BEO=∠ABC,∴,得EO=,∴点E的坐标为(0,).
5.方法一:(1)解:由B(3,m)可知OC=3,BC=m,又△ABC为等腰直角三角形,
∴AC=BC=m,OA=m﹣3,∴点A的坐标是(3﹣m,0).
(2)解:∵∠ODA=∠OAD=45° ∴OD=OA=m﹣3,则点D的坐标是(0,m﹣3).
又抛物线顶点为P(1,0),且过点B、D,
所以可设抛物线的解析式为:y=a(x﹣1)2,得:解得
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x+1;
(3)证明:过点Q作QM⊥AC于点M,过点Q作QN⊥BC于点N,
设点Q的坐标是(x,x2﹣2x+1),
则QM=CN=(x﹣1)2,MC=QN=3﹣x.
∵QM∥CE∴△PQM∽△PEC∴即,得EC=2(x﹣1)
∵QN∥FC ∴△BQN∽△BFC ∴即,得
又∵AC=4∴FC(AC+EC)=[4+2(x﹣1)]=(2x+2)=×2×(x+1)=8
即FC(AC+EC)为定值8.
方法二:(1)略.(2)略.(3)设Q(t,t2﹣2t+1),B(3,4),
设直线BQ:y=kx+b,∴lBQ:y=(t+1)x+1﹣3t,
把y=0代入y=(t+1)x+1﹣3t,∴x=,即F(,0),
∵P(1,0),Q(t,t2﹣2t+1),
∴lPQ:y=(t﹣1)x+1﹣t,把x=3代入,∴y=2t﹣2,即E(3,2t﹣2),
∴FC(AC+EC)=(CX﹣FX)(CX﹣AX+EY﹣CY)=(3﹣)(4+2t﹣2)=8.
(4)过点Q分别作x轴及BC的垂线,垂足分别为H,G,
设Q(t,t2﹣2t+1),
∵∠EPC=∠CBF,∴tan∠EPC=tan∠CBF,
∴,∴,∴t2﹣1=1,∴t=±,
∴Q1(,3﹣2),Q2(﹣,3+2).
6.解:(1)∵y=x2﹣x﹣3,∴当y=0时,x2﹣x﹣3=0,解得x1=﹣2,x2=4.
当x=0,y=﹣3.
∴A点坐标为(4,0),D点坐标为(﹣2,0),C点坐标为(0,﹣3);
(2)∵y=x2﹣x﹣3,∴对称轴为直线x==1.
∵AD在x轴上,点M在抛物线上,
∴当△MAD的面积与△CAD的面积相等时,分两种情况:
①点M在x轴下方时,根据抛物线的对称性,可知点M与点C关于直线x=1对称,
∵C点坐标为(0,﹣3),
∴M点坐标为(2,﹣3);
②点M在x轴上方时,根据三角形的等面积法,可知M点到x轴的距离等于点C到x轴的距离3.
当y=3时,x2﹣x﹣3=3,
解得x1=1+,x2=1﹣,
∴M点坐标为(1+,3)或(1﹣,3).
综上所述,所求M点坐标为(2,﹣3)或(1+,3)或(1﹣,3);
(3)结论:存在.如图所示,在抛物线上有两个点P满足题意:
①若BC∥AP1,此时梯形为ABCP1.
由点C关于抛物线对称轴的对称点为B,可知BC∥x轴,则P1与D点重合,∴P1(﹣2,0).
∵P1A=6,BC=2,∴P1A≠BC,
∴四边形ABCP1为梯形;
②若AB∥CP2,此时梯形为ABCP2.
∵A点坐标为(4,0),B点坐标为(2,﹣3),
∴直线AB的解析式为y=x﹣6,∴可设直线CP2的解析式为y=x+n,
将C点坐标(0,﹣3)代入,得n=﹣3,∴直线CP2的解析式为y=x﹣3.
∵点P2在抛物线y=x2﹣x﹣3上,
∴x2﹣x﹣3=x﹣3,化简得:x2﹣6x=0,解得x1=0(舍去),x2=6,
∴点P2横坐标为6,代入直线CP2解析式求得纵坐标为6,∴P2(6,6).
∵AB∥CP2,AB≠CP2,
∴四边形ABCP2为梯形.
综上所述,在抛物线上存在一点P,使得以点A、B、C、P四点为顶点所构成的四边形为梯形;点P的坐标为(﹣2,0)或(6,6).
7.解:(1)y=x2+x+m=(x+2)2+(m﹣1)∴顶点坐标为(﹣2,m﹣1)
∵顶点在直线y=x+3上,∴﹣2+3=m﹣1,得m=2;
(2)过点F作FC⊥NB于点C,
∵点N在抛物线上,∴点N的纵坐标为:a2+a+2,即点N(a,a2+a+2)
在Rt△FCN中,FC=a+2,NC=NB﹣CB=a2+a,
∴NF2=NC2+FC2=(a2+a)2+(a+2)2,=(a2+a)2+(a2+4a)+4,
而NB2=(a2+a+2)2,=(a2+a)2+(a2+4a)+4
∴NF2=NB2,NF=NB;
(3)连接AF、BF,
由NF=NB,得∠NFB=∠NBF,由(2)的思路知,MF=MA,
∴∠MAF=∠MFA,
∵MA⊥x轴,NB⊥x轴,∴MA∥NB,∴∠AMF+∠BNF=180°
∵△MAF和△NFB的内角总和为360°,
∴2∠MAF+2∠NBF=180°,∠MAF+∠NBF=90°,
∵∠MAB+∠NBA=180°,∴∠FBA+∠FAB=90°,
又∵∠FAB+∠MAF=90°,∴∠FBA=∠MAF=∠MFA,
又∵∠FPA=∠BPF,∴△PFA∽△PBF,∴=,PF2=PA×PB=,
过点F作FG⊥x轴于点G,在Rt△PFG中,
PG==,∴PO=PG+GO=,∴P(﹣,0)
设直线PF:y=kx+b,把点F(﹣2,2)、点P(﹣,0)代入y=kx+b,解得k=,b=,
∴直线PF:y=x+,解方程x2+x+2=x+,
得x=﹣3或x=2(不合题意,舍去),当x=﹣3时,y=,
∴M(﹣3,).
8.(1)解:将C(0,﹣3)代入二次函数y=a(x2﹣2mx﹣3m2),
则﹣3=a(0﹣0﹣3m2),解得 a=.
(2)方法一:证明:如图1,过点D、E分别作x轴的垂线,垂足为M、N.
由a(x2﹣2mx﹣3m2)=0,解得 x1=﹣m,x2=3m,
则 A(﹣m,0),B(3m,0).
∵CD∥AB,∴D点的纵坐标为﹣3,
又∵D点在抛物线上,∴将D点纵坐标代入抛物线方程得D点的坐标为(2m,﹣3).
∵AB平分∠DAE,∴∠DAM=∠EAN,
∵∠DMA=∠ENA=90°,∴△ADM∽△AEN.∴==.
设E坐标为(x,),∴=,∴x=4m,
∴E(4m,5),
∵AM=AO+OM=m+2m=3m,AN=AO+ON=m+4m=5m,∴==,即为定值.
方法二:过点D、E分别作x轴的垂线,垂足为M、N,
∵a(x2﹣2mx﹣3m2)=0,∴x1=﹣m,x2=3m,
则A(﹣m,0),B(3m,0),
∵CD∥AB,∴D点的纵坐标为﹣3,∴D(2m,﹣3),
∵AB平分∠DAE,∴KAD+KAE=0,
∵A(﹣m,0),D(2m,﹣3),∴KAD==﹣,∴KAE=,
∴⇒x2﹣3mx﹣4m2=0,∴x1=﹣m(舍),x2=4m,∴E(4m,5),
∵∠DAM=∠EAN=90°∴△ADM∽△AEN,∴,
∵DM=3,EN=5,∴.
(3)解:如图2,记二次函数图象顶点为F,则F的坐标为(m,﹣4),过点F作FH⊥x轴于点H.
连接FC并延长,与x轴负半轴交于一点,此点即为所求的点G.
∵tan∠CGO=,tan∠FGH=,∴=,∴,
∵OC=3,HF=4,OH=m,∴OG=3m.
∵GF===4, AD===3,∴=.
∵=,∴AD:GF:AE=3:4:5,
∴以线段GF,AD,AE的长度为三边长的三角形是直角三角形,此时G点的横坐标为﹣3m.
9.(1)证明:∵△=(k+2)2﹣4×1×=k2﹣k+2=(k﹣)2+,∵(k﹣)2≥0,∴△>0,
故无论k取何实数值,抛物线总与x轴有两个不同的交点;
(2)解∵抛物线于x轴交于点A、B,直线与x轴交于点C,设A、B、C三点的横坐标分别是x1、x2、x3,
∴x1•x2=,令0=(k+1)x+(k+1)2,解得:x=﹣(k+1),即x3=﹣(k+1),
∴x1•x2•x3=﹣(k+1)•=﹣(k+)2+,∴x1•x2•x3的最大值为:;
(3)解:∵CA•GE=CG•AB,∴,
∵∠ACG=∠BCE,∴△CAG∽△CBE,∴∠CAG=∠CBE,
∵∠AOD=∠BOE,∴△OAD∽△OBE,∴,
∵抛物线与x轴的交点A、B在原点的右边,直线与x轴的交点C在原点的左边,又抛物线、直线分别交y轴于点D、E,
∴OA•OB=,OD=,OE=(k+1)2,∴OA•OB=OD,∴,
∴OB2=OE,∴OB=k+1,∴点B(k+1,0),
将点B代入抛物线y=x2﹣(k+2)x+得:(k+1)2﹣(k+2)(k+1)﹣=0,解得:k=2,
∴抛物线的解析式为:y=x2﹣4x+3.
10.解:(1)∵y=(x﹣m)2﹣4m2,∴当y=0时,(x﹣m)2﹣4m2=0,
解得x1=﹣m,x2=3m,
∵m>0,∴A、B两点的坐标分别是(﹣m,0),(3m,0);
(2)∵A(﹣m,0),B(3m,0),m>0,∴AB=3m﹣(﹣m)=4m,圆的半径为AB=2m,
∴OM=AM﹣OA=2m﹣m=m,∴抛物线的顶点P的坐标为:(m,﹣2m),
又∵二次函数y=(x﹣m)2﹣4m2(m>0)的顶点P的坐标为:(m,﹣4m2),∴﹣2m=﹣4m2,
解得m1=,m2=0(舍去),∴二次函数的解析式为y=(x﹣)2﹣1,即y=x2﹣x﹣;
(3)如图,连接CM.在Rt△OCM中,∵∠COM=90°,CM=2m=2×=1,OM=m=,
∴OC===,∴CD=2OC=.
追加第(4)问:过点B作x轴的垂线l,若点F为直线l上一点,且△BCF是等腰三角形,求F点坐标.
(4)∵FB⊥x轴,∴FB为⊙M的切线,∵△BCF是等腰三角形,
∴BC=BF,BC=CF,BF=CF,
设F(,t),∵B(,0),C(0,),∴(﹣0)2+(0﹣)2=t2,∴t=±,
∴(﹣0)2+(0﹣)2=(﹣0)2+(t﹣)2,∴t1=0(舍),t2=,
∴(﹣0)2+(t﹣)2=t2,∴t=,∴F1(,),F2(,﹣).
11.(1)解:由,解得:,.
则A,B两点的坐标分别为:A(,3﹣),B(,3+),
∵P是A,B的中点,由中点坐标公式得P点坐标为(,),即(,3),
又∵PC⊥x轴交抛物线于C点,将x=代入y=2x2中得y=,∴C点坐标为(,).
(2)证明:由两点间距离公式得:
AB==5,PC=|3﹣|=,∴PC=PA=PB,
∴∠PAC=∠PCA,∠PBC=∠PCB,
∴∠PAC+∠PCB=90°,即∠ACB=90°,∴△ABC为直角三角形.
(3)解:过点C作CG⊥AB于G,过点A作AH⊥PC于H,
则H点的坐标为(,3﹣),∴S△PAC=AP•CG=PC•AH,∴CG=AH=|﹣|=.
又∵直线l与l′之间的距离等于点C到l的距离CG,∴直线l与l′之间的距离为.
12.(1)解:∵抛物线y=ax2+c(a≠0)经过C(2,0),D(0,﹣1),∴,
解得,所以,抛物线的解析式为y=x2﹣1;
(2)证明:设点A的坐标为(m,m2﹣1),则AO==m2+1,
∵直线l过点E(0,﹣2)且平行于x轴,∴点M的纵坐标为﹣2,
∴AM=m2﹣1﹣(﹣2)=m2+1,∴AO=AM;
(3)解:①k=0时,直线y=kx与x轴重合,点A、B在x轴上,
∴AM=BN=0﹣(﹣2)=2,∴+=+=1;
②k取任何值时,设点A(x1,x12﹣1),B(x2,x22﹣1),
则+=+==,联立,
消掉y得,x2﹣4kx﹣4=0,
由根与系数的关系得,x1+x2=4k,x1•x2=﹣4,
所以,x12+x22=(x1+x2)2﹣2x1•x2=16k2+8,x12•x22=16,
∴+===1,
∴无论k取何值,+的值都等于同一个常数1.
13.解:(1)由y=0得,ax2﹣2ax﹣3a=0,
∵a≠0,∴x2﹣2x﹣3=0,解得x1=﹣1,x2=3,∴点A的坐标(﹣1,0),点B的坐标(3,0);
(2)由y=ax2﹣2ax﹣3a,令x=0,得y=﹣3a,∴C(0,﹣3a),
又∵y=ax2﹣2ax﹣3a=a(x﹣1)2﹣4a,得D(1,﹣4a),
∴DH=1,CH=﹣4a﹣(﹣3a)=﹣a,∴﹣a=1,∴a=﹣1,
∴C(0,3),D(1,4),
设直线CD的解析式为y=kx+b,把C、D两点的坐标代入得,,解得,
∴直线CD的解析式为y=x+3;
(3)存在.由(2)得,E(﹣3,0),
∵点B的坐标(3,0),N是线段OB的中点,∴N(,0)∴F(,),EN=,
作MQ⊥CD于Q,设存在满足条件的点M(,m),则FM=﹣m,
EF==,MQ=OM=
由题意得:Rt△FQM∽Rt△FNE,∴=,即=,
∴2(+m2)=(﹣m)2,
整理得4m2+36m﹣63=0,∴m2+9m=,
m2+9m+=+ (m+)2= m+=±
∴m1=,m2=﹣,
∴点M的坐标为M1(,),M2(,﹣).
14.解:(1)设直线AB的解析式为y=kx+b,则有:,解得;
∴直线AB的解析式为y=﹣x+1;
由题意知:抛物线的对称轴为y轴,则抛物线经过(﹣4,3),(2,0),(﹣2,0)三点;
设抛物线的解析式为:y=a(x﹣2)(x+2),则有:3=a(﹣4﹣2)(﹣4+2),a=;
∴抛物线的解析式为:y=x2﹣1;
(2)易知:A(﹣4,3),则OA==5;
而A到直线l的距离为:3﹣(﹣2)=5;所以⊙A的半径等于圆心A到直线l的距离,
即直线l与⊙A相切;
(3)过D点作DM∥y轴交直线于点M交抛物线于点P,
则P(m,n),M(m,﹣2);∴PO2=m2+n2,PM2=(n+2)2;
∵n=m2﹣1,即m2=4n+4;∴PO2=n2+4n+4=(n+2)2,
即PO2=PM2,PO=PM;易知D(﹣1,),则OD的长为定值;
若△PDO的周长最小,则PO+PD的值最小;
∵PO+PD=PD+PM≥DM,∴PD+PO的最小值为DM,
即当D、P、M三点共线时PD+PM=PO+PD=DM;
此时点P的横坐标为﹣1,代入抛物线的解析式可得y=﹣1=﹣,即P(﹣1,﹣);
∴S四边形CPDO=(CO+PD)×|xD|=×(2++)×1=.
15.解:(1)圆的半径r====4.
如答图1,连接ME,∵NE是切线,∴ME⊥NE.
在Rt△MNE中,∠ONE=30°,MA=ME=4,∴∠EMN=60°,MN=8,
∴OM=2,∴OA=2,OB=6.∴点A、B的坐标分别为(﹣2,0)、(6,0).
∵抛物线过A、B两点,所以可设抛物线解析式为:y=a(x+2)(x﹣6),
又∵抛物线经过点C(0,﹣2),∴﹣2=a(0+2)(0﹣6),解得a=.
∴抛物线的解析式为:y=(x+2)(x﹣6)=x2﹣x﹣2.
∵y=x2﹣x﹣2=(x﹣2)2﹣,∴顶点D的坐标为(2,﹣).
(2)如答图2,由抛物线的对称性可知:AD=BD,∠DAB=∠DBA.
若在抛物线对称轴的右侧图象上存在点P,使△ABP与△ADB相似,
必须有∠BAP=∠BPA=∠BAD.
设AP交抛物线的对称轴于D′点,显然,∴直线AP的解析式为,
由,得x1=﹣2(舍去),x2=10.∴P(10,8).
过P作PG⊥x轴,垂足为G,在Rt△BGP中,BG=4,PG=8,
∵∴PB≠AB.∴∠BAP≠∠BPA..∴△PAB与△BAD不相似,
同理可说明在对称轴左边的抛物线上也不存在符合条件的P点.
所以在该抛物线上不存在点P,使得△PAB与△DAB相似.
(3)如答图3,连结AF、QF,
在△AQF和△AFH中,
由垂径定理易知:弧AE=弧AF.
∴∠AQF=∠AFH,
又∠QAF=∠HAF,
∴△AQF∽△AFH,∴,∴AH•AQ=AF2
在Rt△AOF中,AF2=AO2+OF2=22+(2)2=16(或利用AF2=AO•AB=2×8=16)∴AH•AQ=16
即:AH•AQ为定值.
16.解:(1)在函数y=﹣x+1中,令x=0,得y=1,∴B(0,1),
令y=0,得x=1,∴A(1,0),则OA=OB=1,AB=,
∴△AOB周长为1+1+=2+.
(2)∵OA=OB,
∴∠ABO=∠BAO=45°,∴∠PBO=∠QAO=135°,
设∠POB=x,则∠OPB=∠AOQ=135°﹣x﹣90°=45°﹣x,
∴△PBO∽△OAQ,∴=,∴PB==,
过点P作PH⊥OB于H点,
则△PHB为等腰直角三角形,
∵PB=,∴PH=HB=,∴P(﹣,1+).
(3)由(2)可知△PBO∽△OAQ,若它们的周长相等,则相似比为1,即全等,
∴PB=OA,∴=1,∴t=1,
同理可得Q(1+,﹣),∴m==﹣1,
∵抛物线经过点A,∴a+b+c=0,
又∵6a+3b+2c=0,∴b=﹣4a,c=3a,
对称轴x=2,取值范围﹣1≤x+1,
①若a>0,则开口向上,
由题意x=﹣1时取得最大值=2+2,
即(﹣1)2a+(﹣1)b+c=2+2,解得a=.
②若a<0,则开口向下,
由题意x=2时取得最大值2+2,即4a+2b+c=2+2,
解得a=﹣2﹣2.
综上所述所求a的值为或﹣2﹣2.
17.解:(1)设顶点为(h,k)的二次函数的关系式为y=a(x﹣h)2+k,
当a=2,h=3,k=4时,
二次函数的关系式为y=2(x﹣3)2+4.
∵2>0,∴该二次函数图象的开口向上.
当a=3,h=3,k=4时,
二次函数的关系式为y=3(x﹣3)2+4.
∵3>0,∴该二次函数图象的开口向上.
∵两个函数y=2(x﹣3)2+4与y=3(x﹣3)2+4顶点相同,开口都向上,
∴两个函数y=2(x﹣3)2+4与y=3(x﹣3)2+4是“同簇二次函数”.
∴符合要求的两个“同簇二次函数”可以为:y=2(x﹣3)2+4与y=3(x﹣3)2+4.
(2)∵y1的图象经过点A(1,1),∴2×12﹣4×m×1+2m2+1=1.
整理得:m2﹣2m+1=0.解得:m1=m2=1.∴y1=2x2﹣4x+3=2(x﹣1)2+1.
∴y1+y2=2x2﹣4x+3+ax2+bx+5=(a+2)x2+(b﹣4)x+8
∵y1+y2与y1为“同簇二次函数”,
∴y1+y2=(a+2)(x﹣1)2+1=(a+2)x2﹣2(a+2)x+(a+2)+1.
其中a+2>0,即a>﹣2.
∴.解得:.
∴函数y2的表达式为:y2=5x2﹣10x+5.
∴y2=5x2﹣10x+5=5(x﹣1)2.
∴函数y2的图象的对称轴为x=1.
∵5>0,∴函数y2的图象开口向上.
①当0≤x≤1时,∵函数y2的图象开口向上,
∴y2随x的增大而减小,
∴当x=0时,y2取最大值,最大值为5×(0﹣1)2=5,
②当1≤x≤3时,∵函数y2的图象开口向上,
∴y2随x的增大而增大,
∴当x=3时,y2取最大值,
最大值为5(3﹣1)2=20.
综上所述:当0≤x≤3时,y2的最大值为20.
18.解:(1)∵点A是直线与抛物线的交点,且横坐标为﹣2,
∴y=×(﹣2)2=1,A点的坐标为(﹣2,1),
设直线的函数关系式为y=kx+b,
将(0,4),(﹣2,1)代入得,解得,∴直线y=x+4,
∵直线与抛物线相交,∴x+4=x2,解得:x=﹣2或x=8,
当x=8时,y=16,∴点B的坐标为(8,16);
(2)如图1,过点B作BG∥x轴,过点A作AG∥y轴,交点为G,∴AG2+BG2=AB2,
∵由A(﹣2,1),B(8,16)可求得AB2=325.
设点C(m,0),同理可得AC2=(m+2)2+12=m2+4m+5,
BC2=(m﹣8)2+162=m2﹣16m+320,
①若∠BAC=90°,则AB2+AC2=BC2,即325+m2+4m+5=m2﹣16m+320,
解得:m=﹣;
②若∠ACB=90°,则AB2=AC2+BC2,即325=m2+4m+5+m2﹣16m+320,
解得:m=0或m=6;
③若∠ABC=90°,则AB2+BC2=AC2,即m2+4m+5=m2﹣16m+320+325,
解得:m=32;
∴点C的坐标为(﹣,0),(0,0),(6,0),(32,0)
(3)设M(a,a2),如图2,设MP与y轴交于点Q,
在Rt△MQN中,由勾股定理得MN==a2+1,
又∵点P与点M纵坐标相同,∴+4=a2,∴x=,
∴点P的横坐标为,∴MP=a﹣,
∴MN+3PM=+1+3(a﹣)=﹣a2+3a+9,∴当a=﹣=6,
又∵﹣2≤6≤8,
∴取到最大值18,
∴当M的横坐标为6时,MN+3PM的长度的最大值是18.
19.方法一:解:(1)∵点A、B是抛物线y=x2与直线y=﹣x+的交点,∴x2=﹣x+,
解得x=1或x=﹣.
当x=1时,y=1;当x=﹣时,y=,∴A(﹣,),B(1,1).
(2)①∵点P(﹣2,t)在直线y=﹣2x﹣2上,∴t=2,∴P(﹣2,2).
设A(m,m2),如答图1所示,分别过点P、A、B作x轴的垂线,垂足分别为点G、E、F.
∵PA=AB,∴AE是梯形PGFB的中位线,∴GE=EF,AE=(PG+BF).
∵OF=|EF﹣OE|,GE=EF,∴OF=|GE﹣EO|
∵GE=GO﹣EO=2+m,EO=﹣m
∴OF=|2+m﹣(﹣m)|=|2+2m|∴OF=2m+2,
∵AE=(PG+BF),∴BF=2AE﹣PG=2m2﹣2.∴B(2+2m,2m2﹣2).
∵点B在抛物线y=x2上,∴2m2﹣2=(2+2m)2 解得:m=﹣1或﹣3,
当m=﹣1时,m2=1;当m=﹣3时,m2=9 ∴点A的坐标为(﹣1,1)或(﹣3,9).
②设P(a,﹣2a﹣2),A(m,m2).
如答图1所示,分别过点P、A、B作x轴的垂线,垂足分别为点G、E、F.
与①同理可求得:B(2m﹣a,2m2+2a+2).
∵点B在抛物线y=x2上,∴2m2+2a+2=(2m﹣a)2
整理得:2m2﹣4am+a2﹣2a﹣2=0.
△=16a2﹣8(a2﹣2a﹣2)=8a2+16a+16=8(a+1)2+8>0,
∴无论a为何值时,关于m的方程总有两个不相等的实数根.即对于任意给定的点P,抛物线上总能找到两个满足条件的点A,使得PA=AB成立.
(3)∵△AOB的外心在边AB上,∴AB为△AOB外接圆的直径,∴∠AOB=90°.
设A(m,m2),B(n,n2),
如答图2所示,过点A、B分别作x轴的垂线,垂足为E、F,则易证△AEO∽△OFB.
∴,即,整理得:mn(mn+1)=0,
∵mn≠0,∴mn+1=0,即mn=﹣1.设直线m的解析式为y=kx+b,联立,得:x2﹣kx﹣b=0.
∵m,n是方程的两个根,∴mn=﹣b.∴b=1.
设直线m与y轴交于点D,则OD=1.
易知C(0,﹣2),OC=2,∴CD=OC+OD=3.
∵∠BPC=∠OCP,∴PD=CD=3.
设P(a,﹣2a﹣2),过点P作PG⊥y轴于点G,则PG=﹣a,GD=OG﹣OD=﹣2a﹣3.
在Rt△PDG中,由勾股定理得:PG2+GD2=PD2,
即:(﹣a)2+(﹣2a﹣3)2=32,整理得:5a2+12a=0,解得a=0(舍去)或a=﹣,
当a=﹣时,﹣2a﹣2=,∴P(﹣,).
方法二:1)略.(2)①∵y=﹣2x﹣2,P(﹣2,t),∴P(﹣2,2),设A(a,a2),
∵PA=AB,∴B(2a+2,2a2﹣2),
∴2a2﹣2=(2a+2)2,∴a1=﹣1,a2=﹣3,
∴满足题意的点A(﹣1,1)或(﹣3,9),
②∵点P是直线:y=﹣2x﹣2上的点,
∴设P(t,﹣2t﹣2),∵点A在抛物线:y=x2上,∴设A(a,a2),
∵PA=AB,∴B(2a﹣t,2a2+2t+2),∴(2a﹣t)2=2a2+2t+2,
∴2a2﹣4ta+t2﹣2t﹣2=0,
△=(﹣4t)2﹣4×2(2t2﹣t+3)=8(t+1)2+8>0,
∴无论t为何值,关于a的一元二次方程总有两个不等的实数解,对于直线上任意给定的一点P,在抛物线上都能找到A,使得PA=AB成立.
(3)设直线AB与y轴交于点D,若△AOB的外心在边AB上,则OA⊥OB,
设B(m,m2),∴KOB=m,
又∵KOA×KOB=﹣1,∴KOA=﹣,∴lOA:y=﹣x,∵y=x2,∴A(,),B(m,m2),
∴lAB:y=(m﹣)x+1,∴D(0,1),
∵lAC:y=﹣2x﹣2,∴C(0,﹣2),
设P(t,﹣2t﹣2),∵∠BPC=∠OCP,∴CD=PD,
∴t2+(2t+3)2=32,∴t1=0(舍),t2=﹣,
综上所述,满足题意的点P(﹣,).
20.(1)解:∵A(0,m﹣1)在抛物线y=a(x﹣m)2+2m﹣2上,
∴a(0﹣m)2+2m﹣2=m﹣1.∴a=.∴抛物线的解析式为y=(x﹣m)2+2m﹣2.
(2)证明:如图1,设直线PA的解析式为y=kx+b,
∵点P(m,2m﹣2),点A(0,m﹣1).∴.解得:.
∴直线PA的解析式是y=x+m﹣1.当y=0时,x+m﹣1=0.
∵m>1,∴x=﹣m.∴点B的横坐标是﹣m.
设直线OP的解析式为y=k′x,
∵点P的坐标为(m,2m﹣2),∴k′m=2m﹣2.∴k′=.∴直线OP的解析式是y=x.
联立解得:或.
∵点C在第三象限,且m>1,∴点C的横坐标是﹣m.∴BC∥y轴.
(3)方法一:解:若点B′恰好落在线段BC′上,
设对称轴l与x轴的交点为D,连接CC′,如图2,
则有∠PB′C′+∠PB′B=180°.
∵△PB′C′是由△PBC绕点P逆时针旋转所得,
∴∠PBC=∠PB′C′,PB=PB′,∠BPB′=∠CPC′.∴∠PBC+∠PB'B=180°.
∵BC∥AO,∴∠ABC+∠BAO=180°.∴∠PB′B=∠BAO.
∵PB=PB′,PC=PC′,
∴∠PB′B=∠PBB′=,∴∠PCC′=∠PC′C=.
∴∠PB′B=∠PCC′.∴∠BAO=∠PCC′.
∵点C关于直线l的对称点为C′,∴CC′⊥l.
∵OD⊥l,∴OD∥CC′.∴∠POD=∠PCC′.∴∠POD=∠BAO.
∵∠AOB=∠ODP=90°,∠POD=∠BAO,∴△BAO∽△POD.∴=.
∵BO=m,PD=2m﹣2,AO=m﹣1,OD=m,∴=.
解得:∴m1=2+,m2=2﹣.
经检验:m1=2+,m2=2﹣都是分式方程的解.
∵m>1,∴m=2+.
∴若点B′恰好落在线段BC′上,此时m的值为2+.
方法二:∵点C关于直线l的对称点为C″,
∴,∵C(﹣m,2﹣2m),P(m,2m﹣2),∴m=,∴C′X=3m,
∴C′(3m,2﹣2m),
∵将△PBC绕点P逆时针旋转,∴△BCP≌△B′C′P,
∵点B′恰好落在线段BC′上,∴线段BP所对的∠BCP=∠B′C′P,
∴点P,B,C,C′四点共圆,(同侧共底的两个三角形顶角相等,则四点共圆)
∵CY=C′Y=2﹣2m,
∴CC′⊥BC,∴BC′为P,B,C,C′四点共圆所在圆的直径,
∴BP⊥C′P,∴KBP×KC′P=﹣1,
∵P(m,2m﹣2),∴C′(3m,2﹣2m),B(﹣m,0),
∴=﹣1,∴m2﹣4m+2=0,∴m1=2﹣,m2=2+,
∵m>1,∴m=2+.
21.解:(1)将A(,0)、B(1,)代入抛物线解析式y=x2+bx+c,得:
,解得:.∴y=x2x+.
(2)当∠BDA=∠DAC时,BD∥x轴.∵B(1,),
当y=时,=x2x+,解得:x=1或x=4,∴D(4,).
(3)①四边形OAEB是平行四边形.
理由如下:抛物线的对称轴是x=,∴BE=﹣1=.
∵A(,0),∴OA=BE=.又∵BE∥OA,∴四边形OAEB是平行四边形.
②∵O(0,0),B(1,),F为OB的中点,∴F(,).
过点F作FN⊥直线BD于点N,则FN=﹣=,BN=1﹣=.
在Rt△BNF中,由勾股定理得:BF==.
∵∠BMF=∠MFO,∠MFO=∠FBM+∠BMF,
∴∠FBM=2∠BMF.
(I)当点M位于点B右侧时.
在直线BD上点B左侧取一点G,使BG=BF=,连接FG,则GN=BG﹣BN=1,
在Rt△FNG中,由勾股定理得:FG==.
∵BG=BF,∴∠BGF=∠BFG.
又∵∠FBM=∠BGF+∠BFG=2∠BMF,
∴∠BFG=∠BMF,又∵∠MGF=∠MGF,
∴△GFB∽△GMF,∴,即,∴BM=;
(II)当点M位于点B左侧时.
设BD与y轴交于点K,连接FK,则FK为Rt△KOB斜边上的中线,
∴KF=OB=FB=,∴∠FKB=∠FBM=2∠BMF,
又∵∠FKB=∠BMF+∠MFK,∴∠BMF=∠MFK,∴MK=KF=,
∴BM=MK+BK=+1=.综上所述,线段BM的长为或.
22.解:(1)∵抛物线y=ax2﹣4与y轴相交于点B,
∴点B的坐标是(0,﹣4),∴OB=4,
∵AB=2,∴OA==2,∴点A的坐标为(﹣2,0),
把(﹣2,0)代入y=ax2﹣4得:0=4a﹣4,解得:a=1,
则抛物线的解析式是:y=x2﹣4;
(2)方法一:∵点P的横坐标为m,∴点P的坐标为(m,m2﹣4),
过点P作PE⊥x轴于点E,∴OE=m,PE=m2﹣4,∴AE=2+m,
∵=,∴=,∴CO=2m﹣4;
方法二:∵点P在抛物线上,∴P(m,m2﹣4),设PA的直线方程为:y=kx+b,
∴⇒,∴lPA:y=(m﹣2)x+2m﹣4,∴CO=2m﹣4;
(3)方法一:
∵tan∠ODC=,∴=,∴OD=OC=×(2m﹣4)=,
∵△ODB∽△EDP,∴=,∴=,∴m1=﹣1(舍去),m2=3,∴OC=2×3﹣4=2,
∵OA=2,∴OA=OC,∴∠PAD=45°,∴sin∠PAD=sin45°=.
方法二:∵P(m,m2﹣4),B(0,﹣4),∴lPB:y=mx﹣4,∴D(,0),
tan∠ODC=⇒,OC=2m﹣4,∴OD=,
∵线段AP与y轴的正半轴交于点C,∴OC=2m﹣4(m>2),∴,
经整理:m2﹣2m﹣3=0,∴m1=﹣1(舍去),m2=3,
∴P(3,5),∴lPA:y=x+2,∴∠PAD=45°,∴sin∠PAD=.
23.解:(1)∵二次函数y=ax2+bx的图象过点A(﹣1,3),顶点B的横坐标为1,
则有解得∴二次函数y=x2﹣2x,
(2)由(1)得,B(1,﹣1),
∵A(﹣1,3),∴直线AB解析式为y=﹣2x+1,AB=2,
设点Q(m,0),P(n,n2﹣2n)
∵以A、B、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,
①当AB为对角线时,根据中点坐标公式得,则有,解得或
∴P(1+,2)和(1﹣,2)
②当AB为边时,根据中点坐标公式得解得或
∴P(1+,4)或(1﹣,4).
故答案为P(1+,2)或(1﹣,2)或P(1+,4)或(1﹣,4).
(3)设T(m,m2﹣2m),∵TM⊥OC,
∴可以设直线TM为y=﹣x+b,则m2﹣2m=﹣m+b,b=m2﹣2m+,
由解得,
∴OM==,ON=m•,
∴=,∴k=时,=.
∴当k=时,点T运动的过程中,为常数.
24.解:(1)设ax2+bx+c=0的两根为x1、x2,把a=,c=2代入得:x2+bx+2=0,
∵x1=2是它的一个根,∴×22+2b+2=0,解得:b=﹣,
∴方程为:x2﹣x+2=0,∴另一个根为x2=3;
(2)当x1=2c时,x2==,此时b=﹣a(x1+x2)=﹣(2ac+),4ac=﹣2b﹣1,
∵M(﹣,),当△ABM为等边三角形时||=AB,
即||=(﹣2c),∴||=•,∴b2+2b+1=(1+2b+1),
解得:b1=﹣1,b2=2﹣1(舍去),此时4ac=﹣2b﹣1=1,即2c=,A、B重合,
∴△ABM不可能为等边三角形;
(3)∵△BPO∽△PAO,∴=,即x1x2=c2=,∴ac=1,
由S1=S2得c=||=﹣c,∴b2=4a•2c=8ac=8,∴b1=﹣2,b2=2(舍去),
方程可解为x2﹣2x+c=0,∴x1===(﹣1)c,∴m=﹣1.
25.解:(1)当x=0时,由y=kx+1得y=1,则C(0,1).
∵抛物线y=ax2﹣(6a﹣2)x+b(a≠0)经过C(0,1),B(4,3),∴,解得:,∴a=;
(2)把B(4,3)代入y=kx+1中,得3=4k+1,解得:k=,∴直线AB的解析式为y=x+1.
由y=0得0=x+1,解得:x=﹣2,∴A(﹣2,0),OA=2,
∵C(0,1),∴OC=1,∴tan∠CAO==.
∵PQ⊥x轴,∴tan∠PAQ==,
设PQ=m,则QA=2m,∵tan∠NAQ﹣tan∠MPQ=,∴=,
∵MQ=,∴﹣=,∴PN=;
(3)方法一:在y轴左侧抛物线上存在E,使得△ENP与以PN,PD,NC的长为三边长的三角形全等.
过点D作DF⊥CO于点F,如图2,
∵DF⊥CF,CD⊥AB,∴∠CDF+∠DCF=90°,∠DCF+∠ACO=90°,∴∠CDF=∠ACO,
∵CO⊥x轴,DF⊥CO,∴∠AOC=∠CFD=90°,
在△ACO和△CDF中,,∴△ACO≌△CDF(AAS),
∴CF=AO=2,DF=CO=1,∴OF=CF﹣CO=1,
作PH∥CN,交y轴于点H,连接DH,
∵CH∥PN,∴四边形CHPN是平行四边形,∴CN=HP,CH=PN=,
∴HF=CF﹣CH=,DH==,∴DH=PN.
∴△PHD是以PN,PD,NC的长为三边长的三角形,∴S△PHD=.
延长FD、PQ交于点G,
∵PQ∥y轴,∴∠G=180°﹣∠CFD=90°,
∴S四边形HFGP=S△HFD+S△PHD+S△PDG,
∴(HF+PG)FG=HF•FD++DG•PG.
∵点P在y=x+1上,∴可设P(t,t+1),
∴(+t+1+1)•t=××1++(t﹣1)•(t+1+1),∴t=4,P(4,3),
∴N(4,),tan∠DPG==.∵tan∠HDF==,∴∠DPG=∠HDF.
∵∠DPG+∠PDG=90°,∴∠HDF+∠PDG=90°,∴∠HDP=90°.
∵PN=DH,若△ENP与△PDH全等,则有两种情况:
①当∠ENP=∠PDH=90°,EN=PD时,
∵PD==5,∴EN=5,∴E(﹣1,).
由(1)得:抛物线y=x2﹣x+1.当x=﹣1时,y=,所以点E在此抛物线上.
②当∠NPE=∠HDP=90°,BE=PD时,
则有E(﹣1,3),此时点E不在抛物线上,
∴存在点E,满足题中条件,点E的坐标为(﹣1,).
方法二:作BF∥CN交y轴于点F,如图3,
∴NC=PF,PN=CF=,F(0,﹣),
∵CD⊥AB,且CD=AC,
∴点D可视为点A绕点C逆时针旋转90°而成,将点C(0,1)平移至原点C′(0,0),则点A′(﹣2,﹣1),
将点A′绕原点逆时针旋转90°,则D′(1,﹣2),将C′(0,0)平移至点C(0,1),
则D′平移后即为点D(1,﹣1),
∴lDF:y=﹣x﹣,
过点P作x轴垂线交FD的延长线于H,
∵P(t,t+1),∴H(t,﹣t﹣),
∴S△PDF=,
∴,
∴t=4,∴P(4,3),D(1,﹣1),F(0,﹣),
∴PD2=25,PN2=,
∴PD2+PN2=,PF2=42+(3+)2=,
∴PD2+PN2=PF2,
∴以PN,PD,NC的长为三边长的三角形为直角三角形,欲使△ENP全等于上述三角形,则必有直角
①过点P作PE⊥PN交抛物线于点E,∴E(﹣,3)(舍)
②过点N作PE⊥PN交抛物线于点E,∴E(﹣1,).
26.解:(1)∵点C(0,4)在直线y=﹣x+n上,∴n=4,∴y=﹣x+4,
令y=0,∴x=3,∴A(3,0),
∵抛物线y=x2+bx+c经过点A,交y轴于点B(0,﹣2).
∴c=﹣2,6+3b﹣2=0,∴b=﹣,∴抛物线解析式为y=x2﹣x﹣2,
(2)∵点P的横坐标为m.∴P(m,m2﹣m﹣2),
当△BDP为等腰直角三角形时,PD=BD.
①当点P在直线BD上方时,PD=m2﹣m
(i)若点P在y轴左侧,则m<0,BD=﹣m.∴m2﹣m=﹣m,解得m1=0(舍去),m2=(舍去)
(ii)若点P在y轴右侧,则m>0,BD=m.∴m2﹣m=m,解得m1=0(舍去),m2=.
②当点P在直线BD下方时,m>0,BD=m,PD=﹣m2+m.∴﹣m2+m=m,
解得m1=0(舍去),m2=.
即当△BDP为等腰直角三角形时,线段PD的长为或.
(3)∵∠PBP'=∠OAC,OA=3,OC=4,∴AC=5,∴sin∠PBP'=,cos∠PBP'=,
①当点P'落在x轴上时,过点D'作D'N⊥x轴,垂足为N,交BD于点M,
∠DBD'=∠ND'P'=∠PBP',
如图1,
ND'﹣MD'=2,∴(m2﹣m)﹣(﹣m)=2,∴m=(舍),或m=﹣,
如图2,ND'+MD'=2,
∴(m2﹣m)+m=2,∴m=,或m=﹣(舍),∴P(﹣,)或P(,),
②当点P'落在y轴上时,如图3,
过点D′作D′M⊥x轴,交BD于M,过点P′作P′N⊥y轴,交MD'的延长线于点N,
∴∠DBD′=∠ND′P′=∠PBP′,
∵P′N=BM,∴(m2﹣m)=m,∴m=,∴P(,).
∴P(﹣,)或P(,)或P(,).
(1)求a的值;
(2)当O,Q,M三点在同一条直线上时,求点M和点Q的坐标;
(3)当点M在第一象限时,过点M作MN⊥x轴,垂足为点N,求证:MF=MN+OF.
2.已知抛物线y=mx2+(1﹣2m)x+1﹣3m与x轴相交于不同的两点A、B
(1)求m的取值范围;
(2)证明该抛物线一定经过非坐标轴上的一点P,并求出点P的坐标;
(3)当<m≤8时,由(2)求出的点P和点A,B构成的△ABP的面积是否有最值?若有,求出该最值及相对应的m值.
3.在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=mx2﹣2mx+m﹣1(m>0)与x轴的交点为A,B.
(1)求抛物线的顶点坐标;
(2)横、纵坐标都是整数的点叫做整点.
①当m=1时,求线段AB上整点的个数;
②若抛物线在点A,B之间的部分与线段AB所围成的区域内(包括边界)恰有6个整点,结合函数的图象,求m的取值范围.
4.如图,抛物线y=ax2+bx﹣5(a≠0)经过点A(4,﹣5),与x轴的负半轴交于点B,与y轴交于点C,且OC=5OB,抛物线的顶点为点D.
(1)求这条抛物线的表达式;
(2)联结AB、BC、CD、DA,求四边形ABCD的面积;
(3)如果点E在y轴的正半轴上,且∠BEO=∠ABC,求点E的坐标.
5.如图,已知△ABC为直角三角形,∠ACB=90°,AC=BC,点A、C在x轴上,点B坐标为(3,m)(m>0),线段AB与y轴相交于点D,以P(1,0)为顶点的抛物线过点B、D.
(1)求点A的坐标(用m表示);
(2)求抛物线的解析式;
(3)设点Q为抛物线上点P至点B之间的一动点,连接PQ并延长交BC于点E,连接BQ并延长交AC于点F,试证明:FC(AC+EC)为定值.
6.如图,已知抛物线y=x2﹣x﹣3与x轴的交点为A、D(A在D的右侧),与y轴的交点为C.
(1)直接写出A、D、C三点的坐标;
(2)若点M在抛物线上,使得△MAD的面积与△CAD的面积相等,求点M的坐标;
(3)设点C关于抛物线对称轴的对称点为B,在抛物线上是否存在点P,使得以A、B、C、P四点为顶点的四边形为梯形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
7.抛物线y=+x+m的顶点在直线y=x+3上,过点F(﹣2,2)的直线交该抛物线于点M、N两点(点M在点N的左边),MA⊥x轴于点A,NB⊥x轴于点B.
(1)先通过配方求抛物线的顶点坐标(坐标可用含m的代数式表示),再求m的值;
(2)设点N的横坐标为a,试用含a的代数式表示点N的纵坐标,并说明NF=NB;
(3)若射线NM交x轴于点P,且PA•PB=,求点M的坐标.
8.如图,二次函数y=a(x2﹣2mx﹣3m2)(其中a,m是常数,且a>0,m>0)的图象与x轴分别交于点A、B(点A位于点B的左侧),与y轴交于C(0,﹣3),点D在二次函数的图象上,CD∥AB,连接AD,过点A作射线AE交二次函数的图象于点E,AB平分∠DAE.
(1)用含m的代数式表示a;
(2)求证:为定值;
(3)设该二次函数图象的顶点为F,探索:在x轴的负半轴上是否存在点G,连接GF,以线段GF、AD、AE的长度为三边长的三角形是直角三角形?如果存在,只要找出一个满足要求的点G即可,并用含m的代数式表示该点的横坐标;如果不存在,请说明理由.
9.已知抛物线y=x2﹣(k+2)x+和直线y=(k+1)x+(k+1)2.
(1)求证:无论k取何实数值,抛物线总与x轴有两个不同的交点;
(2)抛物线于x轴交于点A、B,直线与x轴交于点C,设A、B、C三点的横坐标分别是x1、x2、x3,求x1•x2•x3的最大值;
(3)如果抛物线与x轴的交点A、B在原点的右边,直线与x轴的交点C在原点的左边,又抛物线、直线分别交y轴于点D、E,直线AD交直线CE于点G(如图),且CA•GE=CG•AB,求抛物线的解析式.
10.如图,已知二次函数y=(x﹣m)2﹣4m2(m>0)的图象与x轴交于A、B两点.
(1)写出A、B两点的坐标(坐标用m表示);
(2)若二次函数图象的顶点P在以AB为直径的圆上,求二次函数的解析式;
(3)在(2)的基础上,设以AB为直径的⊙M与y轴交于C、D两点,求CD的长.
11.阅读材料:如图1,在平面直角坐标系中,A、B两点的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),AB中点P的坐标为(xp,yp).由xp﹣x1=x2﹣xp,得xp=,同理yp=,所以AB的中点坐标为.由勾股定理得AB2=,所以A、B两点间的距离公式为AB=.
注:上述公式对A、B在平面直角坐标系中其它位置也成立.
解答下列问题:
如图2,直线l:y=2x+2与抛物线y=2x2交于A、B两点,P为AB的中点,过P作x轴的垂线交抛物线于点C.
(1)求A、B两点的坐标及C点的坐标;
(2)连结AB、AC,求证△ABC为直角三角形;
(3)将直线l平移到C点时得到直线l′,求两直线l与l′的距离.
12.如图,抛物线y=ax2+c(a≠0)经过C(2,0),D(0,﹣1)两点,并与直线y=kx交于A、B两点,直线l过点E(0,﹣2)且平行于x轴,过A、B两点分别作直线l的垂线,垂足分别为点M、N.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)求证:AO=AM;
(3)探究:
①当k=0时,直线y=kx与x轴重合,求出此时的值;
②试说明无论k取何值,的值都等于同一个常数.
13.已知抛物线y=ax2﹣2ax﹣3a(a<0)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D为抛物线的顶点.
(1)求A、B的坐标;
(2)过点D作DH丄y轴于点H,若DH=HC,求a的值和直线CD的解析式;
(3)在第(2)小题的条件下,直线CD与x轴交于点E,过线段OB的中点N作NF丄x轴,并交直线CD于点F,则直线NF上是否存在点M,使得点M到直线CD的距离等于点M到原点O的距离?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
14.已知抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣4,3)、B(2,0)两点,当x=3和x=﹣3时,这条抛物线上对应点的纵坐标相等.经过点C(0,﹣2)的直线l与x轴平行,O为坐标原点.
(1)求直线AB和这条抛物线的解析式;
(2)以A为圆心,AO为半径的圆记为⊙A,判断直线l与⊙A的位置关系,并说明理由;
(3)设直线AB上的点D的横坐标为﹣1,P(m,n)是抛物线y=ax2+bx+c上的动点,当△PDO的周长最小时,求四边形CODP的面积.
15.已知,如图(a),抛物线y=ax2+bx+c经过点A(x1,0),B(x2,0),C(0,﹣2),其顶点为D.以AB为直径的⊙M交y轴于点E、F,过点E作⊙M的切线交x轴于点N.∠ONE=30°,|x1﹣x2|=8.
(1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)连结AD、BD,在(1)中的抛物线上是否存在一点P,使得△ABP与△ADB相似(除去全等这一情况)?若存在,求出P点的坐标;若不存在,说明理由;
(3)如图(b),点Q为上的动点(Q不与E、F重合),连结AQ交y轴于点H,问:AH•AQ是否为定值?若是,请求出这个定值;若不是,请说明理由.
16.如图,直线l:y=﹣x+1与x轴,y轴分别交于A,B两点,点P,Q是直线l上的两个动点,且点P在第二象限,点Q在第四象限,∠POQ=135°.
(1)求△AOB的周长;
(2)设AQ=t>0,试用含t的代数式表示点P的坐标;
(3)当动点P,Q在直线l上运动到使得△AOQ与△BPO的周长相等时,记tan∠AOQ=m,若过点A的二次函数y=ax2+bx+c同时满足以下两个条件:
①6a+3b+2c=0;
②当m≤x≤m+2时,函数y的最大值等于,求二次项系数a的值.
17.若两个二次函数图象的顶点、开口方向都相同,则称这两个二次函数为“同簇二次函数”.
(1)请写出两个为“同簇二次函数”的函数;
(2)已知关于x的二次函数y1=2x2﹣4mx+2m2+1和y2=ax2+bx+5,其中y1的图象经过点A(1,1),若y1+y2与y1为“同簇二次函数”,求函数y2的表达式,并求出当0≤x≤3时,y2的最大值.
18.如图,已知一条直线过点(0,4),且与抛物线y=x2交于A,B两点,其中点A的横坐标是﹣2.
(1)求这条直线的函数关系式及点B的坐标.
(2)在x轴上是否存在点C,使得△ABC是直角三角形?若存在,求出点C的坐标,若不存在,请说明理由.
(3)过线段AB上一点P,作PM∥x轴,交抛物线于点M,点M在第一象限,点N(0,1),当点M的横坐标为何值时,MN+3MP的长度最大?最大值是多少?
19.如图,点P是直线l:y=﹣2x﹣2上的点,过点P的另一条直线m交抛物线y=x2于A、B两点.
(1)若直线m的解析式为y=﹣x+,求A,B两点的坐标;
(2)①若点P的坐标为(﹣2,t).当PA=AB时,请直接写出点A的坐标;
②试证明:对于直线l上任意给定的一点P,在抛物线上能找到点A,使得PA=AB成立.
(3)设直线l交y轴于点C,若△AOB的外心在边AB上,且∠BPC=∠OCP,求点P的坐标.
20.如图,抛物线y=a(x﹣m)2+2m﹣2(其中m>1)与其对称轴l相交于点P,与y轴相交于点A(0,m﹣1).连接并延长PA、PO,与x轴、抛物线分别相交于点B、C,连接BC.点C关于直线l的对称点为C′,连接PC′,即有PC′=PC.将△PBC绕点P逆时针旋转,使点C与点C′重合,得到△PB′C′.
(1)该抛物线的解析式为 (用含m的式子表示);
(2)求证:BC∥y轴;
(3)若点B′恰好落在线段BC′上,求此时m的值.
21.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c经过点A(,0)和点B(1,),与x轴的另一个交点为C.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点D在对称轴的右侧,x轴上方的抛物线上,且∠BDA=∠DAC,求点D的坐标;
(3)在(2)的条件下,连接BD,交抛物线对称轴于点E,连接AE.
①判断四边形OAEB的形状,并说明理由;
②点F是OB的中点,点M是直线BD的一个动点,且点M与点B不重合,当∠BMF=∠MFO时,请直接写出线段BM的长.
22.已知在平面直角坐标系xOy中(如图),抛物线y=ax2﹣4与x轴的负半轴(XRS)相交于点A,与y轴相交于点B,AB=2,点P在抛物线上,线段AP与y轴的正半轴交于点C,线段BP与x轴相交于点D,设点P的横坐标为m.
(1)求这条抛物线的解析式;
(2)用含m的代数式表示线段CO的长;
(3)当tan∠ODC=时,求∠PAD的正弦值.
23.如图1,二次函数y=ax2+bx的图象过点A(﹣1,3),顶点B的横坐标为1.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)点P在该二次函数的图象上,点Q在x轴上,若以A、B、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,求点P的坐标;
(3)如图3,一次函数y=kx(k>0)的图象与该二次函数的图象交于O、C两点,点T为该二次函数图象上位于直线OC下方的动点,过点T作直线TM⊥OC,垂足为点M,且M在线段OC上(不与O、C重合),过点T作直线TN∥y轴交OC于点N.若在点T运动的过程中,为常数,试确定k的值.
24.若关于x的二次函数y=ax2+bx+c(a>0,c>0,a,b,c是常数)与x轴交于两个不同的点A(x1,0),B(x2,0)(0<x1<x2),与y轴交于点P,其图象顶点为点M,点O为坐标原点.
(1)当x1=c=2,a=时,求x2与b的值;
(2)当x1=2c时,试问△ABM能否为等边三角形?判断并证明你的结论;
(3)当x1=mc(m>0)时,记△MAB,△PAB的面积分别为S1,S2,若△BPO∽△PAO,且S1=S2,求m的值.
25.如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,直线y=kx+1(k≠0)与x轴交于点A,与y轴交于点C,过点C的抛物线y=ax2﹣(6a﹣2)x+b(a≠0)与直线AC交于另一点B,点B坐标为(4,3).
(1)求a的值;
(2)点P是射线CB上的一个动点,过点P作PQ⊥x轴,垂足为点Q,在x轴上点Q的右侧取点M,使MQ=,在QP的延长线上取点N,连接PM,AN,已知tan∠NAQ﹣tan∠MPQ=,求线段PN的长;
(3)在(2)的条件下,过点C作CD⊥AB,使点D在直线AB下方,且CD=AC,连接PD,NC,当以PN,PD,NC的长为三边长构成的三角形面积是时,在y轴左侧的抛物线上是否存在点E,连接NE,PE,使得△ENP与以PN,PD,NC的长为三边长的三角形全等?若存在,求出E点坐标;若不存在,请说明理由.
26.如图1,直线y=﹣x+n交x轴于点A,交y轴于点C(0,4),抛物线y=x2+bx+c经过点A,交y轴于点B(0,﹣2).点P为抛物线上一个动点,过点P作x轴的垂线PD,过点B作BD⊥PD于点D,连接PB,设点P的横坐标为m.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当△BDP为等腰直角三角形时,求线段PD的长;
(3)如图2,将△BDP绕点B逆时针旋转,得到△BD′P′,且旋转角∠PBP′=∠OAC,当点P的对应点P′落在坐标轴上时,请直接写出点P的坐标.
1.解:(1)∵圆心O的纵坐标为,∴设Q(m,),F(0,),
∵QO=QF,∴m2+()2=m2+(﹣)2,∴a=1,∴抛物线为y=x2.
(2)∵M在抛物线上,设M(t,t2),Q(m,),
∵O、Q、M在同一直线上,∴KOM=KOQ,∴=,∴m=,
∵QO=QM,∴m2+()2=(m﹣t)2=(﹣t2)2,
整理得到:﹣t2+t4+t2﹣2mt=0,∴4t4+3t2﹣1=0,
∴(t2+1)(4t2﹣1)=0,∴t1=,t2=﹣,
当t1=时,m1=,当t2=﹣时,m2=﹣.
∴M1(,),Q1(,),M2(﹣,),Q2(﹣,).
(3)设M(n,n2)(n>0),
∴N(n,0),F(0,),∴MF===n2+,MN+OF=n2+,
∴MF=MN+OF.
2.(1)解:当m=0时,函数为一次函数,不符合题意,舍去;当m≠0时,
∵抛物线y=mx2+(1﹣2m)x+1﹣3m与x轴相交于不同的两点A、B,
∴△=(1﹣2m)2﹣4×m×(1﹣3m)=(1﹣4m)2>0,∴1﹣4m≠0,∴m≠;
(2)证明:∵抛物线y=mx2+(1﹣2m)x+1﹣3m,∴y=m(x2﹣2x﹣3)+x+1,
抛物线过定点说明在这一点y与m无关,
显然当x2﹣2x﹣3=0时,y与m无关,
解得:x=3或x=﹣1,
当x=3时,y=4,定点坐标为(3,4);
当x=﹣1时,y=0,定点坐标为(﹣1,0),
∵P不在坐标轴上,∴P(3,4);
(3)解:|AB|=|xA﹣xB|=====||=|﹣4|,
∵<m≤8,∴≤<4,∴﹣≤﹣4<0,∴0<|﹣4|≤,
∴|AB|最大时,||=,
解得:m=8,或m=(舍去),
∴当m=8时,|AB|有最大值,
此时△ABP的面积最大,没有最小值,
则面积最大为:|AB|yP=××4=.
3.解:(1)∵y=mx2﹣2mx+m﹣1=m(x﹣1)2﹣1,∴抛物线顶点坐标(1,﹣1).
(2)①∵m=1,∴抛物线为y=x2﹣2x,
令y=0,得x=0或2,不妨设A(0,0),B(2,0),
∴线段AB上整点的个数为3个.
②如图所示,抛物线在点A,B之间的部分与线段AB所围成的区域内(包括边界)恰有6个整点,
∴点A在(﹣1,0)与(﹣2,0)之间(包括(﹣1,0)),
当抛物线经过(﹣1,0)时,m=,
当抛物线经过点(﹣2,0)时,m=,
∴m的取值范围为<m≤.
4.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx﹣5与y轴交于点C,
∴C(0,﹣5),∴OC=5.
∵OC=5OB,∴OB=1,
又点B在x轴的负半轴上,∴B(﹣1,0).
∵抛物线经过点A(4,﹣5)和点B(﹣1,0),∴,解得,
∴这条抛物线的表达式为y=x2﹣4x﹣5.
(2)由y=x2﹣4x﹣5,得顶点D的坐标为(2,﹣9).连接AC,
∵点A的坐标是(4,﹣5),点C的坐标是(0,﹣5),
又S△ABC=×4×5=10,S△ACD=×4×4=8,∴S四边形ABCD=S△ABC+S△ACD=18.
(3)过点C作CH⊥AB,垂足为点H.
∵S△ABC=×AB×CH=10,AB=5,∴CH=2,
在RT△BCH中,∠BHC=90°,BC=,BH==3,∴tan∠CBH==.
∵在RT△BOE中,∠BOE=90°,tan∠BEO=,
∵∠BEO=∠ABC,∴,得EO=,∴点E的坐标为(0,).
5.方法一:(1)解:由B(3,m)可知OC=3,BC=m,又△ABC为等腰直角三角形,
∴AC=BC=m,OA=m﹣3,∴点A的坐标是(3﹣m,0).
(2)解:∵∠ODA=∠OAD=45° ∴OD=OA=m﹣3,则点D的坐标是(0,m﹣3).
又抛物线顶点为P(1,0),且过点B、D,
所以可设抛物线的解析式为:y=a(x﹣1)2,得:解得
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x+1;
(3)证明:过点Q作QM⊥AC于点M,过点Q作QN⊥BC于点N,
设点Q的坐标是(x,x2﹣2x+1),
则QM=CN=(x﹣1)2,MC=QN=3﹣x.
∵QM∥CE∴△PQM∽△PEC∴即,得EC=2(x﹣1)
∵QN∥FC ∴△BQN∽△BFC ∴即,得
又∵AC=4∴FC(AC+EC)=[4+2(x﹣1)]=(2x+2)=×2×(x+1)=8
即FC(AC+EC)为定值8.
方法二:(1)略.(2)略.(3)设Q(t,t2﹣2t+1),B(3,4),
设直线BQ:y=kx+b,∴lBQ:y=(t+1)x+1﹣3t,
把y=0代入y=(t+1)x+1﹣3t,∴x=,即F(,0),
∵P(1,0),Q(t,t2﹣2t+1),
∴lPQ:y=(t﹣1)x+1﹣t,把x=3代入,∴y=2t﹣2,即E(3,2t﹣2),
∴FC(AC+EC)=(CX﹣FX)(CX﹣AX+EY﹣CY)=(3﹣)(4+2t﹣2)=8.
(4)过点Q分别作x轴及BC的垂线,垂足分别为H,G,
设Q(t,t2﹣2t+1),
∵∠EPC=∠CBF,∴tan∠EPC=tan∠CBF,
∴,∴,∴t2﹣1=1,∴t=±,
∴Q1(,3﹣2),Q2(﹣,3+2).
6.解:(1)∵y=x2﹣x﹣3,∴当y=0时,x2﹣x﹣3=0,解得x1=﹣2,x2=4.
当x=0,y=﹣3.
∴A点坐标为(4,0),D点坐标为(﹣2,0),C点坐标为(0,﹣3);
(2)∵y=x2﹣x﹣3,∴对称轴为直线x==1.
∵AD在x轴上,点M在抛物线上,
∴当△MAD的面积与△CAD的面积相等时,分两种情况:
①点M在x轴下方时,根据抛物线的对称性,可知点M与点C关于直线x=1对称,
∵C点坐标为(0,﹣3),
∴M点坐标为(2,﹣3);
②点M在x轴上方时,根据三角形的等面积法,可知M点到x轴的距离等于点C到x轴的距离3.
当y=3时,x2﹣x﹣3=3,
解得x1=1+,x2=1﹣,
∴M点坐标为(1+,3)或(1﹣,3).
综上所述,所求M点坐标为(2,﹣3)或(1+,3)或(1﹣,3);
(3)结论:存在.如图所示,在抛物线上有两个点P满足题意:
①若BC∥AP1,此时梯形为ABCP1.
由点C关于抛物线对称轴的对称点为B,可知BC∥x轴,则P1与D点重合,∴P1(﹣2,0).
∵P1A=6,BC=2,∴P1A≠BC,
∴四边形ABCP1为梯形;
②若AB∥CP2,此时梯形为ABCP2.
∵A点坐标为(4,0),B点坐标为(2,﹣3),
∴直线AB的解析式为y=x﹣6,∴可设直线CP2的解析式为y=x+n,
将C点坐标(0,﹣3)代入,得n=﹣3,∴直线CP2的解析式为y=x﹣3.
∵点P2在抛物线y=x2﹣x﹣3上,
∴x2﹣x﹣3=x﹣3,化简得:x2﹣6x=0,解得x1=0(舍去),x2=6,
∴点P2横坐标为6,代入直线CP2解析式求得纵坐标为6,∴P2(6,6).
∵AB∥CP2,AB≠CP2,
∴四边形ABCP2为梯形.
综上所述,在抛物线上存在一点P,使得以点A、B、C、P四点为顶点所构成的四边形为梯形;点P的坐标为(﹣2,0)或(6,6).
7.解:(1)y=x2+x+m=(x+2)2+(m﹣1)∴顶点坐标为(﹣2,m﹣1)
∵顶点在直线y=x+3上,∴﹣2+3=m﹣1,得m=2;
(2)过点F作FC⊥NB于点C,
∵点N在抛物线上,∴点N的纵坐标为:a2+a+2,即点N(a,a2+a+2)
在Rt△FCN中,FC=a+2,NC=NB﹣CB=a2+a,
∴NF2=NC2+FC2=(a2+a)2+(a+2)2,=(a2+a)2+(a2+4a)+4,
而NB2=(a2+a+2)2,=(a2+a)2+(a2+4a)+4
∴NF2=NB2,NF=NB;
(3)连接AF、BF,
由NF=NB,得∠NFB=∠NBF,由(2)的思路知,MF=MA,
∴∠MAF=∠MFA,
∵MA⊥x轴,NB⊥x轴,∴MA∥NB,∴∠AMF+∠BNF=180°
∵△MAF和△NFB的内角总和为360°,
∴2∠MAF+2∠NBF=180°,∠MAF+∠NBF=90°,
∵∠MAB+∠NBA=180°,∴∠FBA+∠FAB=90°,
又∵∠FAB+∠MAF=90°,∴∠FBA=∠MAF=∠MFA,
又∵∠FPA=∠BPF,∴△PFA∽△PBF,∴=,PF2=PA×PB=,
过点F作FG⊥x轴于点G,在Rt△PFG中,
PG==,∴PO=PG+GO=,∴P(﹣,0)
设直线PF:y=kx+b,把点F(﹣2,2)、点P(﹣,0)代入y=kx+b,解得k=,b=,
∴直线PF:y=x+,解方程x2+x+2=x+,
得x=﹣3或x=2(不合题意,舍去),当x=﹣3时,y=,
∴M(﹣3,).
8.(1)解:将C(0,﹣3)代入二次函数y=a(x2﹣2mx﹣3m2),
则﹣3=a(0﹣0﹣3m2),解得 a=.
(2)方法一:证明:如图1,过点D、E分别作x轴的垂线,垂足为M、N.
由a(x2﹣2mx﹣3m2)=0,解得 x1=﹣m,x2=3m,
则 A(﹣m,0),B(3m,0).
∵CD∥AB,∴D点的纵坐标为﹣3,
又∵D点在抛物线上,∴将D点纵坐标代入抛物线方程得D点的坐标为(2m,﹣3).
∵AB平分∠DAE,∴∠DAM=∠EAN,
∵∠DMA=∠ENA=90°,∴△ADM∽△AEN.∴==.
设E坐标为(x,),∴=,∴x=4m,
∴E(4m,5),
∵AM=AO+OM=m+2m=3m,AN=AO+ON=m+4m=5m,∴==,即为定值.
方法二:过点D、E分别作x轴的垂线,垂足为M、N,
∵a(x2﹣2mx﹣3m2)=0,∴x1=﹣m,x2=3m,
则A(﹣m,0),B(3m,0),
∵CD∥AB,∴D点的纵坐标为﹣3,∴D(2m,﹣3),
∵AB平分∠DAE,∴KAD+KAE=0,
∵A(﹣m,0),D(2m,﹣3),∴KAD==﹣,∴KAE=,
∴⇒x2﹣3mx﹣4m2=0,∴x1=﹣m(舍),x2=4m,∴E(4m,5),
∵∠DAM=∠EAN=90°∴△ADM∽△AEN,∴,
∵DM=3,EN=5,∴.
(3)解:如图2,记二次函数图象顶点为F,则F的坐标为(m,﹣4),过点F作FH⊥x轴于点H.
连接FC并延长,与x轴负半轴交于一点,此点即为所求的点G.
∵tan∠CGO=,tan∠FGH=,∴=,∴,
∵OC=3,HF=4,OH=m,∴OG=3m.
∵GF===4, AD===3,∴=.
∵=,∴AD:GF:AE=3:4:5,
∴以线段GF,AD,AE的长度为三边长的三角形是直角三角形,此时G点的横坐标为﹣3m.
9.(1)证明:∵△=(k+2)2﹣4×1×=k2﹣k+2=(k﹣)2+,∵(k﹣)2≥0,∴△>0,
故无论k取何实数值,抛物线总与x轴有两个不同的交点;
(2)解∵抛物线于x轴交于点A、B,直线与x轴交于点C,设A、B、C三点的横坐标分别是x1、x2、x3,
∴x1•x2=,令0=(k+1)x+(k+1)2,解得:x=﹣(k+1),即x3=﹣(k+1),
∴x1•x2•x3=﹣(k+1)•=﹣(k+)2+,∴x1•x2•x3的最大值为:;
(3)解:∵CA•GE=CG•AB,∴,
∵∠ACG=∠BCE,∴△CAG∽△CBE,∴∠CAG=∠CBE,
∵∠AOD=∠BOE,∴△OAD∽△OBE,∴,
∵抛物线与x轴的交点A、B在原点的右边,直线与x轴的交点C在原点的左边,又抛物线、直线分别交y轴于点D、E,
∴OA•OB=,OD=,OE=(k+1)2,∴OA•OB=OD,∴,
∴OB2=OE,∴OB=k+1,∴点B(k+1,0),
将点B代入抛物线y=x2﹣(k+2)x+得:(k+1)2﹣(k+2)(k+1)﹣=0,解得:k=2,
∴抛物线的解析式为:y=x2﹣4x+3.
10.解:(1)∵y=(x﹣m)2﹣4m2,∴当y=0时,(x﹣m)2﹣4m2=0,
解得x1=﹣m,x2=3m,
∵m>0,∴A、B两点的坐标分别是(﹣m,0),(3m,0);
(2)∵A(﹣m,0),B(3m,0),m>0,∴AB=3m﹣(﹣m)=4m,圆的半径为AB=2m,
∴OM=AM﹣OA=2m﹣m=m,∴抛物线的顶点P的坐标为:(m,﹣2m),
又∵二次函数y=(x﹣m)2﹣4m2(m>0)的顶点P的坐标为:(m,﹣4m2),∴﹣2m=﹣4m2,
解得m1=,m2=0(舍去),∴二次函数的解析式为y=(x﹣)2﹣1,即y=x2﹣x﹣;
(3)如图,连接CM.在Rt△OCM中,∵∠COM=90°,CM=2m=2×=1,OM=m=,
∴OC===,∴CD=2OC=.
追加第(4)问:过点B作x轴的垂线l,若点F为直线l上一点,且△BCF是等腰三角形,求F点坐标.
(4)∵FB⊥x轴,∴FB为⊙M的切线,∵△BCF是等腰三角形,
∴BC=BF,BC=CF,BF=CF,
设F(,t),∵B(,0),C(0,),∴(﹣0)2+(0﹣)2=t2,∴t=±,
∴(﹣0)2+(0﹣)2=(﹣0)2+(t﹣)2,∴t1=0(舍),t2=,
∴(﹣0)2+(t﹣)2=t2,∴t=,∴F1(,),F2(,﹣).
11.(1)解:由,解得:,.
则A,B两点的坐标分别为:A(,3﹣),B(,3+),
∵P是A,B的中点,由中点坐标公式得P点坐标为(,),即(,3),
又∵PC⊥x轴交抛物线于C点,将x=代入y=2x2中得y=,∴C点坐标为(,).
(2)证明:由两点间距离公式得:
AB==5,PC=|3﹣|=,∴PC=PA=PB,
∴∠PAC=∠PCA,∠PBC=∠PCB,
∴∠PAC+∠PCB=90°,即∠ACB=90°,∴△ABC为直角三角形.
(3)解:过点C作CG⊥AB于G,过点A作AH⊥PC于H,
则H点的坐标为(,3﹣),∴S△PAC=AP•CG=PC•AH,∴CG=AH=|﹣|=.
又∵直线l与l′之间的距离等于点C到l的距离CG,∴直线l与l′之间的距离为.
12.(1)解:∵抛物线y=ax2+c(a≠0)经过C(2,0),D(0,﹣1),∴,
解得,所以,抛物线的解析式为y=x2﹣1;
(2)证明:设点A的坐标为(m,m2﹣1),则AO==m2+1,
∵直线l过点E(0,﹣2)且平行于x轴,∴点M的纵坐标为﹣2,
∴AM=m2﹣1﹣(﹣2)=m2+1,∴AO=AM;
(3)解:①k=0时,直线y=kx与x轴重合,点A、B在x轴上,
∴AM=BN=0﹣(﹣2)=2,∴+=+=1;
②k取任何值时,设点A(x1,x12﹣1),B(x2,x22﹣1),
则+=+==,联立,
消掉y得,x2﹣4kx﹣4=0,
由根与系数的关系得,x1+x2=4k,x1•x2=﹣4,
所以,x12+x22=(x1+x2)2﹣2x1•x2=16k2+8,x12•x22=16,
∴+===1,
∴无论k取何值,+的值都等于同一个常数1.
13.解:(1)由y=0得,ax2﹣2ax﹣3a=0,
∵a≠0,∴x2﹣2x﹣3=0,解得x1=﹣1,x2=3,∴点A的坐标(﹣1,0),点B的坐标(3,0);
(2)由y=ax2﹣2ax﹣3a,令x=0,得y=﹣3a,∴C(0,﹣3a),
又∵y=ax2﹣2ax﹣3a=a(x﹣1)2﹣4a,得D(1,﹣4a),
∴DH=1,CH=﹣4a﹣(﹣3a)=﹣a,∴﹣a=1,∴a=﹣1,
∴C(0,3),D(1,4),
设直线CD的解析式为y=kx+b,把C、D两点的坐标代入得,,解得,
∴直线CD的解析式为y=x+3;
(3)存在.由(2)得,E(﹣3,0),
∵点B的坐标(3,0),N是线段OB的中点,∴N(,0)∴F(,),EN=,
作MQ⊥CD于Q,设存在满足条件的点M(,m),则FM=﹣m,
EF==,MQ=OM=
由题意得:Rt△FQM∽Rt△FNE,∴=,即=,
∴2(+m2)=(﹣m)2,
整理得4m2+36m﹣63=0,∴m2+9m=,
m2+9m+=+ (m+)2= m+=±
∴m1=,m2=﹣,
∴点M的坐标为M1(,),M2(,﹣).
14.解:(1)设直线AB的解析式为y=kx+b,则有:,解得;
∴直线AB的解析式为y=﹣x+1;
由题意知:抛物线的对称轴为y轴,则抛物线经过(﹣4,3),(2,0),(﹣2,0)三点;
设抛物线的解析式为:y=a(x﹣2)(x+2),则有:3=a(﹣4﹣2)(﹣4+2),a=;
∴抛物线的解析式为:y=x2﹣1;
(2)易知:A(﹣4,3),则OA==5;
而A到直线l的距离为:3﹣(﹣2)=5;所以⊙A的半径等于圆心A到直线l的距离,
即直线l与⊙A相切;
(3)过D点作DM∥y轴交直线于点M交抛物线于点P,
则P(m,n),M(m,﹣2);∴PO2=m2+n2,PM2=(n+2)2;
∵n=m2﹣1,即m2=4n+4;∴PO2=n2+4n+4=(n+2)2,
即PO2=PM2,PO=PM;易知D(﹣1,),则OD的长为定值;
若△PDO的周长最小,则PO+PD的值最小;
∵PO+PD=PD+PM≥DM,∴PD+PO的最小值为DM,
即当D、P、M三点共线时PD+PM=PO+PD=DM;
此时点P的横坐标为﹣1,代入抛物线的解析式可得y=﹣1=﹣,即P(﹣1,﹣);
∴S四边形CPDO=(CO+PD)×|xD|=×(2++)×1=.
15.解:(1)圆的半径r====4.
如答图1,连接ME,∵NE是切线,∴ME⊥NE.
在Rt△MNE中,∠ONE=30°,MA=ME=4,∴∠EMN=60°,MN=8,
∴OM=2,∴OA=2,OB=6.∴点A、B的坐标分别为(﹣2,0)、(6,0).
∵抛物线过A、B两点,所以可设抛物线解析式为:y=a(x+2)(x﹣6),
又∵抛物线经过点C(0,﹣2),∴﹣2=a(0+2)(0﹣6),解得a=.
∴抛物线的解析式为:y=(x+2)(x﹣6)=x2﹣x﹣2.
∵y=x2﹣x﹣2=(x﹣2)2﹣,∴顶点D的坐标为(2,﹣).
(2)如答图2,由抛物线的对称性可知:AD=BD,∠DAB=∠DBA.
若在抛物线对称轴的右侧图象上存在点P,使△ABP与△ADB相似,
必须有∠BAP=∠BPA=∠BAD.
设AP交抛物线的对称轴于D′点,显然,∴直线AP的解析式为,
由,得x1=﹣2(舍去),x2=10.∴P(10,8).
过P作PG⊥x轴,垂足为G,在Rt△BGP中,BG=4,PG=8,
∵∴PB≠AB.∴∠BAP≠∠BPA..∴△PAB与△BAD不相似,
同理可说明在对称轴左边的抛物线上也不存在符合条件的P点.
所以在该抛物线上不存在点P,使得△PAB与△DAB相似.
(3)如答图3,连结AF、QF,
在△AQF和△AFH中,
由垂径定理易知:弧AE=弧AF.
∴∠AQF=∠AFH,
又∠QAF=∠HAF,
∴△AQF∽△AFH,∴,∴AH•AQ=AF2
在Rt△AOF中,AF2=AO2+OF2=22+(2)2=16(或利用AF2=AO•AB=2×8=16)∴AH•AQ=16
即:AH•AQ为定值.
16.解:(1)在函数y=﹣x+1中,令x=0,得y=1,∴B(0,1),
令y=0,得x=1,∴A(1,0),则OA=OB=1,AB=,
∴△AOB周长为1+1+=2+.
(2)∵OA=OB,
∴∠ABO=∠BAO=45°,∴∠PBO=∠QAO=135°,
设∠POB=x,则∠OPB=∠AOQ=135°﹣x﹣90°=45°﹣x,
∴△PBO∽△OAQ,∴=,∴PB==,
过点P作PH⊥OB于H点,
则△PHB为等腰直角三角形,
∵PB=,∴PH=HB=,∴P(﹣,1+).
(3)由(2)可知△PBO∽△OAQ,若它们的周长相等,则相似比为1,即全等,
∴PB=OA,∴=1,∴t=1,
同理可得Q(1+,﹣),∴m==﹣1,
∵抛物线经过点A,∴a+b+c=0,
又∵6a+3b+2c=0,∴b=﹣4a,c=3a,
对称轴x=2,取值范围﹣1≤x+1,
①若a>0,则开口向上,
由题意x=﹣1时取得最大值=2+2,
即(﹣1)2a+(﹣1)b+c=2+2,解得a=.
②若a<0,则开口向下,
由题意x=2时取得最大值2+2,即4a+2b+c=2+2,
解得a=﹣2﹣2.
综上所述所求a的值为或﹣2﹣2.
17.解:(1)设顶点为(h,k)的二次函数的关系式为y=a(x﹣h)2+k,
当a=2,h=3,k=4时,
二次函数的关系式为y=2(x﹣3)2+4.
∵2>0,∴该二次函数图象的开口向上.
当a=3,h=3,k=4时,
二次函数的关系式为y=3(x﹣3)2+4.
∵3>0,∴该二次函数图象的开口向上.
∵两个函数y=2(x﹣3)2+4与y=3(x﹣3)2+4顶点相同,开口都向上,
∴两个函数y=2(x﹣3)2+4与y=3(x﹣3)2+4是“同簇二次函数”.
∴符合要求的两个“同簇二次函数”可以为:y=2(x﹣3)2+4与y=3(x﹣3)2+4.
(2)∵y1的图象经过点A(1,1),∴2×12﹣4×m×1+2m2+1=1.
整理得:m2﹣2m+1=0.解得:m1=m2=1.∴y1=2x2﹣4x+3=2(x﹣1)2+1.
∴y1+y2=2x2﹣4x+3+ax2+bx+5=(a+2)x2+(b﹣4)x+8
∵y1+y2与y1为“同簇二次函数”,
∴y1+y2=(a+2)(x﹣1)2+1=(a+2)x2﹣2(a+2)x+(a+2)+1.
其中a+2>0,即a>﹣2.
∴.解得:.
∴函数y2的表达式为:y2=5x2﹣10x+5.
∴y2=5x2﹣10x+5=5(x﹣1)2.
∴函数y2的图象的对称轴为x=1.
∵5>0,∴函数y2的图象开口向上.
①当0≤x≤1时,∵函数y2的图象开口向上,
∴y2随x的增大而减小,
∴当x=0时,y2取最大值,最大值为5×(0﹣1)2=5,
②当1≤x≤3时,∵函数y2的图象开口向上,
∴y2随x的增大而增大,
∴当x=3时,y2取最大值,
最大值为5(3﹣1)2=20.
综上所述:当0≤x≤3时,y2的最大值为20.
18.解:(1)∵点A是直线与抛物线的交点,且横坐标为﹣2,
∴y=×(﹣2)2=1,A点的坐标为(﹣2,1),
设直线的函数关系式为y=kx+b,
将(0,4),(﹣2,1)代入得,解得,∴直线y=x+4,
∵直线与抛物线相交,∴x+4=x2,解得:x=﹣2或x=8,
当x=8时,y=16,∴点B的坐标为(8,16);
(2)如图1,过点B作BG∥x轴,过点A作AG∥y轴,交点为G,∴AG2+BG2=AB2,
∵由A(﹣2,1),B(8,16)可求得AB2=325.
设点C(m,0),同理可得AC2=(m+2)2+12=m2+4m+5,
BC2=(m﹣8)2+162=m2﹣16m+320,
①若∠BAC=90°,则AB2+AC2=BC2,即325+m2+4m+5=m2﹣16m+320,
解得:m=﹣;
②若∠ACB=90°,则AB2=AC2+BC2,即325=m2+4m+5+m2﹣16m+320,
解得:m=0或m=6;
③若∠ABC=90°,则AB2+BC2=AC2,即m2+4m+5=m2﹣16m+320+325,
解得:m=32;
∴点C的坐标为(﹣,0),(0,0),(6,0),(32,0)
(3)设M(a,a2),如图2,设MP与y轴交于点Q,
在Rt△MQN中,由勾股定理得MN==a2+1,
又∵点P与点M纵坐标相同,∴+4=a2,∴x=,
∴点P的横坐标为,∴MP=a﹣,
∴MN+3PM=+1+3(a﹣)=﹣a2+3a+9,∴当a=﹣=6,
又∵﹣2≤6≤8,
∴取到最大值18,
∴当M的横坐标为6时,MN+3PM的长度的最大值是18.
19.方法一:解:(1)∵点A、B是抛物线y=x2与直线y=﹣x+的交点,∴x2=﹣x+,
解得x=1或x=﹣.
当x=1时,y=1;当x=﹣时,y=,∴A(﹣,),B(1,1).
(2)①∵点P(﹣2,t)在直线y=﹣2x﹣2上,∴t=2,∴P(﹣2,2).
设A(m,m2),如答图1所示,分别过点P、A、B作x轴的垂线,垂足分别为点G、E、F.
∵PA=AB,∴AE是梯形PGFB的中位线,∴GE=EF,AE=(PG+BF).
∵OF=|EF﹣OE|,GE=EF,∴OF=|GE﹣EO|
∵GE=GO﹣EO=2+m,EO=﹣m
∴OF=|2+m﹣(﹣m)|=|2+2m|∴OF=2m+2,
∵AE=(PG+BF),∴BF=2AE﹣PG=2m2﹣2.∴B(2+2m,2m2﹣2).
∵点B在抛物线y=x2上,∴2m2﹣2=(2+2m)2 解得:m=﹣1或﹣3,
当m=﹣1时,m2=1;当m=﹣3时,m2=9 ∴点A的坐标为(﹣1,1)或(﹣3,9).
②设P(a,﹣2a﹣2),A(m,m2).
如答图1所示,分别过点P、A、B作x轴的垂线,垂足分别为点G、E、F.
与①同理可求得:B(2m﹣a,2m2+2a+2).
∵点B在抛物线y=x2上,∴2m2+2a+2=(2m﹣a)2
整理得:2m2﹣4am+a2﹣2a﹣2=0.
△=16a2﹣8(a2﹣2a﹣2)=8a2+16a+16=8(a+1)2+8>0,
∴无论a为何值时,关于m的方程总有两个不相等的实数根.即对于任意给定的点P,抛物线上总能找到两个满足条件的点A,使得PA=AB成立.
(3)∵△AOB的外心在边AB上,∴AB为△AOB外接圆的直径,∴∠AOB=90°.
设A(m,m2),B(n,n2),
如答图2所示,过点A、B分别作x轴的垂线,垂足为E、F,则易证△AEO∽△OFB.
∴,即,整理得:mn(mn+1)=0,
∵mn≠0,∴mn+1=0,即mn=﹣1.设直线m的解析式为y=kx+b,联立,得:x2﹣kx﹣b=0.
∵m,n是方程的两个根,∴mn=﹣b.∴b=1.
设直线m与y轴交于点D,则OD=1.
易知C(0,﹣2),OC=2,∴CD=OC+OD=3.
∵∠BPC=∠OCP,∴PD=CD=3.
设P(a,﹣2a﹣2),过点P作PG⊥y轴于点G,则PG=﹣a,GD=OG﹣OD=﹣2a﹣3.
在Rt△PDG中,由勾股定理得:PG2+GD2=PD2,
即:(﹣a)2+(﹣2a﹣3)2=32,整理得:5a2+12a=0,解得a=0(舍去)或a=﹣,
当a=﹣时,﹣2a﹣2=,∴P(﹣,).
方法二:1)略.(2)①∵y=﹣2x﹣2,P(﹣2,t),∴P(﹣2,2),设A(a,a2),
∵PA=AB,∴B(2a+2,2a2﹣2),
∴2a2﹣2=(2a+2)2,∴a1=﹣1,a2=﹣3,
∴满足题意的点A(﹣1,1)或(﹣3,9),
②∵点P是直线:y=﹣2x﹣2上的点,
∴设P(t,﹣2t﹣2),∵点A在抛物线:y=x2上,∴设A(a,a2),
∵PA=AB,∴B(2a﹣t,2a2+2t+2),∴(2a﹣t)2=2a2+2t+2,
∴2a2﹣4ta+t2﹣2t﹣2=0,
△=(﹣4t)2﹣4×2(2t2﹣t+3)=8(t+1)2+8>0,
∴无论t为何值,关于a的一元二次方程总有两个不等的实数解,对于直线上任意给定的一点P,在抛物线上都能找到A,使得PA=AB成立.
(3)设直线AB与y轴交于点D,若△AOB的外心在边AB上,则OA⊥OB,
设B(m,m2),∴KOB=m,
又∵KOA×KOB=﹣1,∴KOA=﹣,∴lOA:y=﹣x,∵y=x2,∴A(,),B(m,m2),
∴lAB:y=(m﹣)x+1,∴D(0,1),
∵lAC:y=﹣2x﹣2,∴C(0,﹣2),
设P(t,﹣2t﹣2),∵∠BPC=∠OCP,∴CD=PD,
∴t2+(2t+3)2=32,∴t1=0(舍),t2=﹣,
综上所述,满足题意的点P(﹣,).
20.(1)解:∵A(0,m﹣1)在抛物线y=a(x﹣m)2+2m﹣2上,
∴a(0﹣m)2+2m﹣2=m﹣1.∴a=.∴抛物线的解析式为y=(x﹣m)2+2m﹣2.
(2)证明:如图1,设直线PA的解析式为y=kx+b,
∵点P(m,2m﹣2),点A(0,m﹣1).∴.解得:.
∴直线PA的解析式是y=x+m﹣1.当y=0时,x+m﹣1=0.
∵m>1,∴x=﹣m.∴点B的横坐标是﹣m.
设直线OP的解析式为y=k′x,
∵点P的坐标为(m,2m﹣2),∴k′m=2m﹣2.∴k′=.∴直线OP的解析式是y=x.
联立解得:或.
∵点C在第三象限,且m>1,∴点C的横坐标是﹣m.∴BC∥y轴.
(3)方法一:解:若点B′恰好落在线段BC′上,
设对称轴l与x轴的交点为D,连接CC′,如图2,
则有∠PB′C′+∠PB′B=180°.
∵△PB′C′是由△PBC绕点P逆时针旋转所得,
∴∠PBC=∠PB′C′,PB=PB′,∠BPB′=∠CPC′.∴∠PBC+∠PB'B=180°.
∵BC∥AO,∴∠ABC+∠BAO=180°.∴∠PB′B=∠BAO.
∵PB=PB′,PC=PC′,
∴∠PB′B=∠PBB′=,∴∠PCC′=∠PC′C=.
∴∠PB′B=∠PCC′.∴∠BAO=∠PCC′.
∵点C关于直线l的对称点为C′,∴CC′⊥l.
∵OD⊥l,∴OD∥CC′.∴∠POD=∠PCC′.∴∠POD=∠BAO.
∵∠AOB=∠ODP=90°,∠POD=∠BAO,∴△BAO∽△POD.∴=.
∵BO=m,PD=2m﹣2,AO=m﹣1,OD=m,∴=.
解得:∴m1=2+,m2=2﹣.
经检验:m1=2+,m2=2﹣都是分式方程的解.
∵m>1,∴m=2+.
∴若点B′恰好落在线段BC′上,此时m的值为2+.
方法二:∵点C关于直线l的对称点为C″,
∴,∵C(﹣m,2﹣2m),P(m,2m﹣2),∴m=,∴C′X=3m,
∴C′(3m,2﹣2m),
∵将△PBC绕点P逆时针旋转,∴△BCP≌△B′C′P,
∵点B′恰好落在线段BC′上,∴线段BP所对的∠BCP=∠B′C′P,
∴点P,B,C,C′四点共圆,(同侧共底的两个三角形顶角相等,则四点共圆)
∵CY=C′Y=2﹣2m,
∴CC′⊥BC,∴BC′为P,B,C,C′四点共圆所在圆的直径,
∴BP⊥C′P,∴KBP×KC′P=﹣1,
∵P(m,2m﹣2),∴C′(3m,2﹣2m),B(﹣m,0),
∴=﹣1,∴m2﹣4m+2=0,∴m1=2﹣,m2=2+,
∵m>1,∴m=2+.
21.解:(1)将A(,0)、B(1,)代入抛物线解析式y=x2+bx+c,得:
,解得:.∴y=x2x+.
(2)当∠BDA=∠DAC时,BD∥x轴.∵B(1,),
当y=时,=x2x+,解得:x=1或x=4,∴D(4,).
(3)①四边形OAEB是平行四边形.
理由如下:抛物线的对称轴是x=,∴BE=﹣1=.
∵A(,0),∴OA=BE=.又∵BE∥OA,∴四边形OAEB是平行四边形.
②∵O(0,0),B(1,),F为OB的中点,∴F(,).
过点F作FN⊥直线BD于点N,则FN=﹣=,BN=1﹣=.
在Rt△BNF中,由勾股定理得:BF==.
∵∠BMF=∠MFO,∠MFO=∠FBM+∠BMF,
∴∠FBM=2∠BMF.
(I)当点M位于点B右侧时.
在直线BD上点B左侧取一点G,使BG=BF=,连接FG,则GN=BG﹣BN=1,
在Rt△FNG中,由勾股定理得:FG==.
∵BG=BF,∴∠BGF=∠BFG.
又∵∠FBM=∠BGF+∠BFG=2∠BMF,
∴∠BFG=∠BMF,又∵∠MGF=∠MGF,
∴△GFB∽△GMF,∴,即,∴BM=;
(II)当点M位于点B左侧时.
设BD与y轴交于点K,连接FK,则FK为Rt△KOB斜边上的中线,
∴KF=OB=FB=,∴∠FKB=∠FBM=2∠BMF,
又∵∠FKB=∠BMF+∠MFK,∴∠BMF=∠MFK,∴MK=KF=,
∴BM=MK+BK=+1=.综上所述,线段BM的长为或.
22.解:(1)∵抛物线y=ax2﹣4与y轴相交于点B,
∴点B的坐标是(0,﹣4),∴OB=4,
∵AB=2,∴OA==2,∴点A的坐标为(﹣2,0),
把(﹣2,0)代入y=ax2﹣4得:0=4a﹣4,解得:a=1,
则抛物线的解析式是:y=x2﹣4;
(2)方法一:∵点P的横坐标为m,∴点P的坐标为(m,m2﹣4),
过点P作PE⊥x轴于点E,∴OE=m,PE=m2﹣4,∴AE=2+m,
∵=,∴=,∴CO=2m﹣4;
方法二:∵点P在抛物线上,∴P(m,m2﹣4),设PA的直线方程为:y=kx+b,
∴⇒,∴lPA:y=(m﹣2)x+2m﹣4,∴CO=2m﹣4;
(3)方法一:
∵tan∠ODC=,∴=,∴OD=OC=×(2m﹣4)=,
∵△ODB∽△EDP,∴=,∴=,∴m1=﹣1(舍去),m2=3,∴OC=2×3﹣4=2,
∵OA=2,∴OA=OC,∴∠PAD=45°,∴sin∠PAD=sin45°=.
方法二:∵P(m,m2﹣4),B(0,﹣4),∴lPB:y=mx﹣4,∴D(,0),
tan∠ODC=⇒,OC=2m﹣4,∴OD=,
∵线段AP与y轴的正半轴交于点C,∴OC=2m﹣4(m>2),∴,
经整理:m2﹣2m﹣3=0,∴m1=﹣1(舍去),m2=3,
∴P(3,5),∴lPA:y=x+2,∴∠PAD=45°,∴sin∠PAD=.
23.解:(1)∵二次函数y=ax2+bx的图象过点A(﹣1,3),顶点B的横坐标为1,
则有解得∴二次函数y=x2﹣2x,
(2)由(1)得,B(1,﹣1),
∵A(﹣1,3),∴直线AB解析式为y=﹣2x+1,AB=2,
设点Q(m,0),P(n,n2﹣2n)
∵以A、B、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,
①当AB为对角线时,根据中点坐标公式得,则有,解得或
∴P(1+,2)和(1﹣,2)
②当AB为边时,根据中点坐标公式得解得或
∴P(1+,4)或(1﹣,4).
故答案为P(1+,2)或(1﹣,2)或P(1+,4)或(1﹣,4).
(3)设T(m,m2﹣2m),∵TM⊥OC,
∴可以设直线TM为y=﹣x+b,则m2﹣2m=﹣m+b,b=m2﹣2m+,
由解得,
∴OM==,ON=m•,
∴=,∴k=时,=.
∴当k=时,点T运动的过程中,为常数.
24.解:(1)设ax2+bx+c=0的两根为x1、x2,把a=,c=2代入得:x2+bx+2=0,
∵x1=2是它的一个根,∴×22+2b+2=0,解得:b=﹣,
∴方程为:x2﹣x+2=0,∴另一个根为x2=3;
(2)当x1=2c时,x2==,此时b=﹣a(x1+x2)=﹣(2ac+),4ac=﹣2b﹣1,
∵M(﹣,),当△ABM为等边三角形时||=AB,
即||=(﹣2c),∴||=•,∴b2+2b+1=(1+2b+1),
解得:b1=﹣1,b2=2﹣1(舍去),此时4ac=﹣2b﹣1=1,即2c=,A、B重合,
∴△ABM不可能为等边三角形;
(3)∵△BPO∽△PAO,∴=,即x1x2=c2=,∴ac=1,
由S1=S2得c=||=﹣c,∴b2=4a•2c=8ac=8,∴b1=﹣2,b2=2(舍去),
方程可解为x2﹣2x+c=0,∴x1===(﹣1)c,∴m=﹣1.
25.解:(1)当x=0时,由y=kx+1得y=1,则C(0,1).
∵抛物线y=ax2﹣(6a﹣2)x+b(a≠0)经过C(0,1),B(4,3),∴,解得:,∴a=;
(2)把B(4,3)代入y=kx+1中,得3=4k+1,解得:k=,∴直线AB的解析式为y=x+1.
由y=0得0=x+1,解得:x=﹣2,∴A(﹣2,0),OA=2,
∵C(0,1),∴OC=1,∴tan∠CAO==.
∵PQ⊥x轴,∴tan∠PAQ==,
设PQ=m,则QA=2m,∵tan∠NAQ﹣tan∠MPQ=,∴=,
∵MQ=,∴﹣=,∴PN=;
(3)方法一:在y轴左侧抛物线上存在E,使得△ENP与以PN,PD,NC的长为三边长的三角形全等.
过点D作DF⊥CO于点F,如图2,
∵DF⊥CF,CD⊥AB,∴∠CDF+∠DCF=90°,∠DCF+∠ACO=90°,∴∠CDF=∠ACO,
∵CO⊥x轴,DF⊥CO,∴∠AOC=∠CFD=90°,
在△ACO和△CDF中,,∴△ACO≌△CDF(AAS),
∴CF=AO=2,DF=CO=1,∴OF=CF﹣CO=1,
作PH∥CN,交y轴于点H,连接DH,
∵CH∥PN,∴四边形CHPN是平行四边形,∴CN=HP,CH=PN=,
∴HF=CF﹣CH=,DH==,∴DH=PN.
∴△PHD是以PN,PD,NC的长为三边长的三角形,∴S△PHD=.
延长FD、PQ交于点G,
∵PQ∥y轴,∴∠G=180°﹣∠CFD=90°,
∴S四边形HFGP=S△HFD+S△PHD+S△PDG,
∴(HF+PG)FG=HF•FD++DG•PG.
∵点P在y=x+1上,∴可设P(t,t+1),
∴(+t+1+1)•t=××1++(t﹣1)•(t+1+1),∴t=4,P(4,3),
∴N(4,),tan∠DPG==.∵tan∠HDF==,∴∠DPG=∠HDF.
∵∠DPG+∠PDG=90°,∴∠HDF+∠PDG=90°,∴∠HDP=90°.
∵PN=DH,若△ENP与△PDH全等,则有两种情况:
①当∠ENP=∠PDH=90°,EN=PD时,
∵PD==5,∴EN=5,∴E(﹣1,).
由(1)得:抛物线y=x2﹣x+1.当x=﹣1时,y=,所以点E在此抛物线上.
②当∠NPE=∠HDP=90°,BE=PD时,
则有E(﹣1,3),此时点E不在抛物线上,
∴存在点E,满足题中条件,点E的坐标为(﹣1,).
方法二:作BF∥CN交y轴于点F,如图3,
∴NC=PF,PN=CF=,F(0,﹣),
∵CD⊥AB,且CD=AC,
∴点D可视为点A绕点C逆时针旋转90°而成,将点C(0,1)平移至原点C′(0,0),则点A′(﹣2,﹣1),
将点A′绕原点逆时针旋转90°,则D′(1,﹣2),将C′(0,0)平移至点C(0,1),
则D′平移后即为点D(1,﹣1),
∴lDF:y=﹣x﹣,
过点P作x轴垂线交FD的延长线于H,
∵P(t,t+1),∴H(t,﹣t﹣),
∴S△PDF=,
∴,
∴t=4,∴P(4,3),D(1,﹣1),F(0,﹣),
∴PD2=25,PN2=,
∴PD2+PN2=,PF2=42+(3+)2=,
∴PD2+PN2=PF2,
∴以PN,PD,NC的长为三边长的三角形为直角三角形,欲使△ENP全等于上述三角形,则必有直角
①过点P作PE⊥PN交抛物线于点E,∴E(﹣,3)(舍)
②过点N作PE⊥PN交抛物线于点E,∴E(﹣1,).
26.解:(1)∵点C(0,4)在直线y=﹣x+n上,∴n=4,∴y=﹣x+4,
令y=0,∴x=3,∴A(3,0),
∵抛物线y=x2+bx+c经过点A,交y轴于点B(0,﹣2).
∴c=﹣2,6+3b﹣2=0,∴b=﹣,∴抛物线解析式为y=x2﹣x﹣2,
(2)∵点P的横坐标为m.∴P(m,m2﹣m﹣2),
当△BDP为等腰直角三角形时,PD=BD.
①当点P在直线BD上方时,PD=m2﹣m
(i)若点P在y轴左侧,则m<0,BD=﹣m.∴m2﹣m=﹣m,解得m1=0(舍去),m2=(舍去)
(ii)若点P在y轴右侧,则m>0,BD=m.∴m2﹣m=m,解得m1=0(舍去),m2=.
②当点P在直线BD下方时,m>0,BD=m,PD=﹣m2+m.∴﹣m2+m=m,
解得m1=0(舍去),m2=.
即当△BDP为等腰直角三角形时,线段PD的长为或.
(3)∵∠PBP'=∠OAC,OA=3,OC=4,∴AC=5,∴sin∠PBP'=,cos∠PBP'=,
①当点P'落在x轴上时,过点D'作D'N⊥x轴,垂足为N,交BD于点M,
∠DBD'=∠ND'P'=∠PBP',
如图1,
ND'﹣MD'=2,∴(m2﹣m)﹣(﹣m)=2,∴m=(舍),或m=﹣,
如图2,ND'+MD'=2,
∴(m2﹣m)+m=2,∴m=,或m=﹣(舍),∴P(﹣,)或P(,),
②当点P'落在y轴上时,如图3,
过点D′作D′M⊥x轴,交BD于M,过点P′作P′N⊥y轴,交MD'的延长线于点N,
∴∠DBD′=∠ND′P′=∠PBP′,
∵P′N=BM,∴(m2﹣m)=m,∴m=,∴P(,).
∴P(﹣,)或P(,)或P(,).
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