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专题05 全等三角判定在二次函数中的综合问题-2021-2022学年九年级数学上册难点突破(人教版)
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专题05 全等三角判定在二次函数中的综合问题
1、已知二次函数y=﹣x2+x+2的图象与x轴交于A,B两点(点B在点A的左侧),与y轴交于点C.
(1)求点A,B,C的坐标;
(2)求证:△ABC为直角三角形;
(3)如图,动点E,F同时从点A出发,其中点E以每秒2个单位长度的速度沿AB边向终点B运动,点F以每秒个单位长度的速度沿射线AC方向运动.当点F停止运动时,点E随之停止运动.设运动时间为t秒,连结EF,将△AEF沿EF翻折,使点A落在点D处,得到△DEF.当点F在AC上时,是否存在某一时刻t,使得△DCO≌△BCO?(点D不与点B重合)若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)点A的坐标为(4,0),点B的坐标为(﹣1,0),点C的坐标为(0,2);(2)证明见解析;(3)t=.
【解析】
(1)解:当y=0时,﹣x+2=0,
解得:x1=1,x2=4,
∴点A的坐标为(4,0),点B的坐标为(﹣1,0),
当x=0时,y=2,
∴点C的坐标为(0,2);
(2)证明:∵A(4,0),B(﹣1,0),C(0,2),
∴OA=4,OB=1,OC=2.
∴AB=5,AC==,
∴AC2+BC2=25=AB2,
∴△ABC为直角三角形;
(3)解:由(2)可知△ABC为直角三角形.且∠ACB=90°,
∵AE=2t,AF=t,
∴,
又∵∠EAF=∠CAB,
∴△AEF∽△ACB,
∴∠AEF=∠ACB=90°,
∴△AEF沿EF翻折后,点A落在x轴上点 D处,
由翻折知,DE=AE,
∴AD=2AE=4t,
当△DCO≌△BCO时,BO=OD,
∵OD=4﹣4t,BO=1,
∴4﹣4t=1,t=,
即:当t=秒时,△DCO≌△BCO.
2、如图,已知抛物线y=32x2+bx+63与x轴交于A、B两点,其中点A的坐标为(2,0),抛物线的顶点为P.
(1)求b的值,并求出点P、B的坐标;
(2)在x轴下方的抛物线上是否存在点M,使△AMP≌△AMB?如果存在,请直接写出点M的坐标;如果不存在,试说明理由.
【答案】(1)(6,0)(2)存在,(163,-1039)
【解析】(1)∵抛物线y=32x2+bx+63经过A(2,0),
∴32×22+2b+63=0,解得:b=-43,
∴抛物线的表达式为y=32x2-43x+63.
∵y=32x2+bx+63=32(x-4)2-23,
∴点P的坐标为(4,-23).
令y=0得:32x2+bx+63=0,解得x=2或x=6,
∴B的坐标为(6,0).
(2)存在,点M(163,-1039).
如图:过点P作PC⊥x轴,垂足为C,连接AP、BP,作∠PAB的平分线,交PB与点N,交抛物线与点M,连接PM、BM.
∵A(2,0),B(6,0),P(4,-23),
∴AB=4,AP=(4-2)2+(-23)2=4,BP=(4-6)2+(-23)2=4,
∴△ABP是等边三角形,
∵∠APB=∠ABP,AP=AB.
∴AM⊥PB,PN=BN,∠PAM=∠BAM.
在△AMP和△AMB中,AP=AB∠PAM=∠BAMAM=AM,
∴△AMP≌△AMB.
∴存在这样的点M,使得△AMP≌△AMB.
∵B(6,0),P(4,-23),点N是PB的中点,
∴N(5,-3).
设直线AM的解析式为y=kx+b,将点A和点N的坐标代入得:2k+b=05k+b=-3,解得:k=-33b=233,
∴直线AM的解析式为y=-33x+233.
将y=-33x+233代入抛物线的解析式得:32x2-43x+63=-33x+233,解得:x=163或x=2(舍去),
当x=163时,y=-1039,
∴点M的坐标为(163,-1039).
3、如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx-8与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,直线l经过坐标原点O,与抛物线的一个交点为D,与抛物线的对称轴交于点E,连接CE,已知点A,D的坐标分别为(-2,0),(6,-8).
(1)求抛物线的解析式,并分别求出点B和点E的坐标;
(2)试探究抛物线上是否存在点F,使△FOE≌△FCE.若存在,请直接写出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) y=x2-3x-8;(2)点F的坐标为(3+,-4)或(3-,-4).
【思路引导】(1)根据待定系数法求出抛物线解析式即可求出点B坐标,求出直线OD解析式即可解决点E坐标.
(2)抛物线上存在点F使得△FOE≌△FCE,此时点F纵坐标为-4,令y=-4即可解决问题.【解析】(1)∵抛物线y=ax2+bx-8经过点A(-2,0),D(6,-8),
∴
解得
∴抛物线的函数表达式为y=x2−3x−8;
∵y=x2−3x−8= (x−3)2− ,
∴抛物线的对称轴为直线x=3.
又抛物线与x轴交于A,B两点,点A的坐标为(-2,0).
∴点B的坐标为(8,0),
设直线L的函数表达式为y=kx.
∵点D(6,-8)在直线L上,
∴6k=-8,解得k=- ,
∴直线L的函数表达式为y=-x,
∵点E为直线L和抛物线对称轴的交点,
∴点E的横坐标为3,纵坐标为-×3=-4,
∴点E的坐标为(3,-4);
(2)抛物线上存在点F,使△FOE≌△FCE.
∵OE=CE=5,
∴FO=FC,
∴点F在OC的垂直平分线上,此时点F的纵坐标为-4,
∴x2-3x-8=-4,解得x=3± ,
∴点F的坐标为(3-,-4)或(3+,-4).
【方法总结】
本题考查二次函数综合题、一次函数的性质、待定系数法,等腰三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会分类讨论,不能漏解,学会用方程的思想思考问题,属于中考压轴题
4、如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴的交点分别为A(﹣6,0)和点B(4,0),与y轴的交点为C(0,3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是线段OA上一动点(不与点A重合),过P作平行于y轴的直线与AC交于点Q,点D、M在线段AB上,点N在线段AC上.
①是否同时存在点D和点P,使得△APQ和△CDO全等,若存在,求点D的坐标,若不存在,请说明理由;
②若∠DCB=∠CDB,CD是MN的垂直平分线,求点M的坐标.
【答案】(1)y=﹣18x2﹣14x+3;(2)①点D坐标为(﹣32,0);②点M(32,0).
【分析】(1)应用待定系数法问题可解;
(2)①通过分类讨论研究△APQ和△CDO全等
②由已知求点D坐标,证明DN∥BC,从而得到DN为中线,问题可解
【解析】(1)将点(-6,0),C(0,3),B(4,0)代入y=ax2+bx+c,得
36a-6b+c=016a+4b+c=0c=0,
解得:a=-18b=-14c=3 ,
∴抛物线解析式为:y=-18x2-14x+3;
(2)①存在点D,使得△APQ和△CDO全等,
当D在线段OA上,∠QAP=∠DCO,AP=OC=3时,△APQ和△CDO全等,
∴tan∠QAP=tan∠DCO,
OCOA=ODOC,
∴36=OD3,
∴OD=32,
∴点D坐标为(-32,0).
由对称性,当点D坐标为(32,0)时,
由点B坐标为(4,0),
此时点D(32,0)在线段OB上满足条件.
②∵OC=3,OB=4,
∴BC=5,
∵∠DCB=∠CDB,
∴BD=BC=5,
∴OD=BD-OB=1,
则点D坐标为(-1,0)且AD=BD=5,
连DN,CM,
则DN=DM,∠NDC=∠MDC,
∴∠NDC=∠DCB,
∴DN∥BC,
∴ANNC=ADDB=1,
则点N为AC中点.
∴DN时△ABC的中位线,
∵DN=DM=12BC=52,
∴OM=DM-OD=32
∴点M(32,0)
【点评】本题是二次函数综合题,考查了二次函数待定系数法、三角形全等的判定、锐角三角形函数的相关知识.解答时,注意数形结合
5、如图,在平面直角坐标系中,以点M(2,0)为圆心的⊙M与y轴相切于原点O,过点B(﹣2,0)作⊙M的切线,切点为C,抛物线y=-33x2+bx+c经过点B和点M.
(1)求这条抛物线解析式;
(2)求点C的坐标,并判断点C是否在(1)中抛物线上;
(3)动点P从原点O出发,沿y轴负半轴以每秒1个单位长的速度向下运动,当运动t秒时到达点Q处.此时△BOQ与△MCB全等,求t的值.
【答案】(1)y=﹣33x2+433;(2)点C在(1)的抛物线上;(3)t=23.
【解析】(1)将点M(2,0)、B(﹣2,0)代入 y=-33x2+bx+c 中,得:
-433+2b+c=0-433-2b+c=0
解得:b=0c=433
∴抛物线的解析式:y=-33x2+433.
(2)连接MC,则MC⊥BC;过点C作CD⊥x轴于D,如图,在Rt△BCM中,CD⊥BM,CM=2,BM=4,则:
DM=CM2BM=224=1,CD=CM2-DM2=22-1=3,OD=OM﹣DM=1,∴C(1,3).
当x=1时,y=-33x2+433=3,所以点C在(1)的抛物线上.
(3)△BCM和△BOQ中,OB=CM=2,∠BOQ=∠BCM=90°,若两三角形全等,则:
OQ=BC=BM2-CM2=42-22=23,∴当t=23时,△MCB和△BOQ全等.
6、如图所示,抛物线y=-(x-3m)2(m>0)的顶点为A,直线l:y=33x-m与y轴的交点为点B.
(1)求出抛物线的对称轴及顶点A的坐标(用含m的代数式表示);
(2)证明点A在直线l上,并求∠OAB的度数;
(3)动点Q在抛物线对称轴上,问:抛物线上是否存在点P,使以点P、Q、A为顶点的三角形与△OAB全等?若存在,求出m的值,并写出所有符合上述条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线的对称轴为直线x=3m,顶点A的坐标为(3m,0);(2)∠OAB=30°;(3)存在,①m=13时, P1(0,-13),P2(233,-13);②m=3时,P3(3-3,-3),P4(3+3,-3);③m=2时, P5(3,-3),P6(33,-3);④m=23时, P7(33,-13),P8(3,-13).
【解析】(1)对称轴:x=3m;
顶点:A(3m,0).
(2)将x=3m代入函数y=33x-m,
得y=33×3m-m=0
∴点A(3m,0)在直线l上.
当x=0时,y=-m,
∴B(0,-m)
tan∠OAB=m3m=33,
∴∠OAB=30度.
(3)以点P、Q、A为顶点的三角形与△OAB全等共有以下四种情况:
①当∠AQP=90°,PQ=3m,AQ=m时,
如图1,此时点P在y轴上,与点B重合,其坐标为(0,-m),
代入抛物线y=-(x-3m)2
得-m=-3m2,
∵m>0,
∴m=13
这时有P1(0,-13)
其关于对称轴的对称点P2(233,- 13)也满足条件.
②当∠AQP=90°,PQ=m,AQ=3m时
点P坐标为(3m-m,-3m),
代入抛物线y=-(x-3m)2
得3m=m2,
∵m>0,
∴m=3
这时有P3(3-3,-3)
还有关于对称轴的对称点P4(3+3,-3).
③当∠APQ=90°,AP=3m,PQ=m时
点P坐标为(32m,−32m),代入抛物线y=-(x-3m)2
得32m=34m2,
∵m>0,
∴m=2
这时有P5(3,-3)
还有关于对称轴的对称点P6(33,-3).
④当∠APQ=90°,AP=m,PQ=3m时
点P坐标为(32m,−12m),
代入抛物线y=-(x-3m)2
得12m=34m2,
∵m>0,
∴m=23
这时有P7(33,-13)
还有关于对称轴对称的点P8(3,-13).
所以当m=13时,有点P1(0,-13),P2(233,-13);
当m=3时,有点P3(3-3,-3),P4(3+3,-3);
当m=2时,有点P5(3,-3),P6(33,-3);
当m=23时,有点P7(33,-13),P8(3,-13).
7、 如图1,抛物线y1=ax2﹣12x+c与x轴交于点A和点B(1,0),与y轴交于点C(0,34),抛物线y1的顶点为G,GM⊥x轴于点M.将抛物线y1平移后得到顶点为B且对称轴为直线l的抛物线y2.
8、
(1)求抛物线y2的解析式;
(2)如图2,在直线l上是否存在点T,使△TAC是等腰三角形?若存在,请求出所有点T的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)点P为抛物线y1上一动点,过点P作y轴的平行线交抛物线y2于点Q,点Q关于直线l的对称点为R,若以P,Q,R为顶点的三角形与△AMG全等,求直线PR的解析式.
【答案】(1)y2=-14x2+12 x-14;(2)存在;(3)y=﹣12x+34或y=﹣12x-14.
【解析】(1)由已知,c=34,
将B(1,0)代入,得:a﹣12+34=0,
解得a=﹣14,
抛物线解析式为y1=14x2-12 x+34,
∵抛物线y1平移后得到y2,且顶点为B(1,0),
∴y2=﹣14(x﹣1)2,
即y2=-14x2+12 x-14;
(2)存在,
如图1:
抛物线y2的对称轴l为x=1,设T(1,t),
已知A(﹣3,0),C(0,34),
过点T作TE⊥y轴于E,则
TC2=TE2+CE2=12+(34)2=t2﹣32t+2516,
TA2=TB2+AB2=(1+3)2+t2=t2+16,
AC2=15316,
当TC=AC时,t2﹣32t+2516=15316,
解得:t1=3+1374,t2=3-1374;
当TA=AC时,t2+16=15316,无解;
当TA=TC时,t2﹣32t+2516=t2+16,
解得t3=﹣778;
当点T坐标分别为(1,3+1374),(1,3-1374),(1,﹣778)时,△TAC为等腰三角形;
(3)如图2:
设P(m,-14m2-12m+34),则Q(m,-14m2+12m-14),
∵Q、R关于x=1对称
∴R(2﹣m,-14m2+12m-14),
①当点P在直线l左侧时,
PQ=1﹣m,QR=2﹣2m,
∵△PQR与△AMG全等,
∴当PQ=GM且QR=AM时,m=0,
∴P(0,34),即点P、C重合,
∴R(2,﹣14),
由此求直线PR解析式为y=﹣12x+34,
当PQ=AM且QR=GM时,无解;
②当点P在直线l右侧时,
同理:PQ=m﹣1,QR=2m﹣2,
则P(2,﹣54),R(0,﹣14),
PQ解析式为:y=﹣12x-14;
∴PR解析式为:y=﹣12x+34或y=﹣12x-14.
8、抛物线的顶点为(1,﹣4),与x轴交于A、B两点,与y轴负半轴交于C(0,﹣3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P为对称轴右侧抛物线上一点,以BP为斜边作等腰直角三角形,直角顶点M落在对称轴上,求P点的坐标.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;(2)点P的坐标为(2,﹣3)或(4,5).
【解析】解:(1)设抛物线的解析式为y=a(x﹣1)2﹣4,
将C(0,﹣3)代入y=a(x﹣1)2﹣4,得:﹣3=a(0﹣1)2﹣4,
解得:a=1,
∴抛物线的解析式为y=(x﹣1)2﹣4=x2﹣2x﹣3.
(2)当y=0时,有x2﹣2x﹣3=0,
解得:x1=﹣1,x2=3,
∴点A的坐标为(﹣1,0),点B的坐标为(3,0).
设抛物线对称轴与x轴交于点E,过点P作PF∥x轴,交抛物线对称轴于点F,如图所示.
设点P的坐标为(x,x2﹣2x﹣3)(x>1),则PF=x﹣1,BE=3﹣1=2.
∵∠BME+∠PMF=90°,∠BME+∠MBE=90°,
∴∠MBE=∠PMF.
在△MBE和△PMF中,∠BEM=∠PFM=90°∠MBE=∠PMFBM=MP ,
∴△MBE≌△PMF(AAS),
∴ME=PF=x﹣1,MF=BE=2,
∴EF=ME+MF=x+1.
∵EF=|x2﹣2x﹣3|,
∴|x2﹣2x﹣3|=x+1,即x2﹣3x﹣4=0或x2﹣x﹣2=0,
解得:x1=﹣1(舍去),x2=2,x3=4,
∴点P的坐标为(2,﹣3)或(4,5).
9、如图,抛物线经过,两点,与y轴交于点C,连接AB,AC,BC.
求抛物线的表达式;
求证:AB平分;
抛物线的对称轴上是否存在点M,使得是以AB为直角边的直角三角形,若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】抛物线的解析式为;证明见解析;点M的坐标为或.
【解析】
将,代入得:,
解得:,,
抛物线的解析式为;
,,
,
取,则,
由两点间的距离公式可知,
,,
,
,
在和中,,,,
≌,
,
平分;
如图所示:抛物线的对称轴交x轴与点E,交BC与点F.
抛物线的对称轴为,则.
,,
,
,
,
,
,
同理:,
又,
,
,
点M的坐标为或.
10、如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0),B(4,0)与y轴交于点C,点D与点C关于x轴对称,点P是x轴上的一个动点,设点P的坐标为(m,0),过点P作x轴的垂线1,交抛物线与点Q.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点P在线段OB上运动时,直线1交BD于点M,试探究m为何值时,四边形CQMD是平行四边形;
(3)在点P运动的过程中,坐标平面内是否存在点Q,使△BDQ是以BD为直角边的直角三角形?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) ;(2) 当m=2时,四边形CQMD为平行四边形;(3) Q1(8,18)、Q2(﹣1,0)、Q3(3,﹣2)
【思路引导】
(1)直接将A(-1,0),B(4,0)代入抛物线y=x2+bx+c方程即可;
(2)由(1)中的解析式得出点C的坐标C(0,-2),从而得出点D(0,2),求出直线BD:y=−x+2,设点M(m,−m+2),Q(m,m2−m−2),可得MQ=−m2+m+4,根据平行四边形的性质可得QM=CD=4,即−m2+m+4=4可解得m=2;
(3)由Q是以BD为直角边的直角三角形,所以分两种情况讨论,①当∠BDQ=90°时,则BD2+DQ2=BQ2,列出方程可以求出Q1(8,18),Q2(-1,0),②当∠DBQ=90°时,则BD2+BQ2=DQ2,列出方程可以求出Q3(3,-2).
【解析】
(1)由题意知,
∵点A(﹣1,0),B(4,0)在抛物线y=x2+bx+c上,
∴解得:
∴所求抛物线的解析式为
(2)由(1)知抛物线的解析式为,令x=0,得y=﹣2
∴点C的坐标为C(0,﹣2)
∵点D与点C关于x轴对称
∴点D的坐标为D(0,2)
设直线BD的解析式为:y=kx+2且B(4,0)
∴0=4k+2,解得:
∴直线BD的解析式为:
∵点P的坐标为(m,0),过点P作x轴的垂线1,交BD于点M,交抛物线与点Q
∴可设点M,Q
∴MQ=
∵四边形CQMD是平行四边形
∴QM=CD=4,即=4
解得:m1=2,m2=0(舍去)
∴当m=2时,四边形CQMD为平行四边形
(3)由题意,可设点Q且B(4,0)、D(0,2)
∴BQ2=
DQ2=
BD2=20
①当∠BDQ=90°时,则BD2+DQ2=BQ2,
∴
解得:m1=8,m2=﹣1,此时Q1(8,18),Q2(﹣1,0)
②当∠DBQ=90°时,则BD2+BQ2=DQ2,
∴
解得:m3=3,m4=4,(舍去)此时Q3(3,﹣2)
∴满足条件的点Q的坐标有三个,分别为:Q1(8,18)、Q2(﹣1,0)、Q3(3,﹣2).
【方法总结】
此题考查了待定系数法求解析式,还考查了平行四边形及直角三角形的定义,要注意第3问分两种情形求解.
11、如图,已知直线y=x+2交x轴、y轴分别于点A、B,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=﹣12,且抛物线经过A、B两点,交x轴于另一点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点M是抛物线x轴上方一点,∠MBA=∠CBO,求点M的坐标;
(3)过点A作AB的垂线交y轴于点D,平移直线AD交抛物线于点E、F两点,连结EO、FO.若△EFO为以EF为斜边的直角三角形,求平移后的直线的解析式.
【答案】(1)y=﹣x2﹣x+2.(2)M(﹣23,209).(3)平移后的解析式为y=﹣x﹣1+5或y=﹣x﹣1﹣5.
【解析】
(1)∵直线y=x+2交x轴、y轴分别于点A、B,
∴A(﹣2,0),B(0,2),
∵抛物线的对称轴x=﹣12,A,C关于对称轴对称,
∴C(1,0),
设抛物线的解析式为y=a(x+2)(x﹣1),把(0,2)代入得到a=﹣1,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣x+2.
(2)如图1中,作EA⊥AB交BM的延长线于E,作EF⊥x轴于F.
∵∠ABE=∠OBC,∠BAE=∠BOC=90°,
∴△BAE∽△BOC,
∴AEOC=ABOB,
∴AE1=222,
∴AE=2,
∵∠EAF+∠BAO=90°,∠BAO=45°,
∴∠EAF=45°,
∴EF=AF=1,
∴E(3,1),
∴直线BE的解析式为y=﹣13x+2,
由y=-x2-x+2y=13x+2,解得x=0y=2或x=-43y=149,
∴M(-43,149).
(3)如图2中,当直线AD向下平移时,设E(x1,y1),F(x2,y2),作EH⊥x轴于H,FG⊥x轴于G.
∵∠EOF=90°=∠PHE=∠OGF,
由△EHO∽△OGF得到:
EHOG=OHFG,
∴-y1x2=-x1-y2,
∴x1x2+y1y2=0,
由y=-x+by=-x2-x+2,消去y得到:x2+b-2=0,
∴x1x2=b-2,x1+x2=0,y1y2=(-x1+b)(-x2+b)=x1x2+b2,
∴2(b-2)+b2=0,
解得b=-1-5或-1+5(舍弃),
当直线AD向上平移时,同法可得b=-1+5,
综上所述,平移后的解析式为y=-x-1+5或y=-x-1-5.
12、如图,已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴的一个交点A的坐标为(﹣1,0),对称轴为直线x=﹣2.
(1)求抛物线与x轴的另一个交点B的坐标;
(2)点D是抛物线与y轴的交点,点C是抛物线上的另一点.已知以AB为一底边的梯形ABCD的面积为9.求此抛物线的解析式,并指出顶点E的坐标;
(3)点P是(2)中抛物线对称轴上一动点,且以1个单位/秒的速度从此抛物线的顶点E向上运动.设点P运动的时间为t秒.
①当t为 秒时,△PAD的周长最小?当t为 秒时,△PAD是以AD为腰的等腰三角形?(结果保留根号)
②点P在运动过程中,是否存在一点P,使△PAD是以AD为斜边的直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)B(﹣3,0);(2)y=x2+4x+3,E(﹣2,﹣1);(3)①2;4或或;②P(﹣2,1)或(﹣2,2).
【解析】
解:(1)由抛物线的轴对称性及A(﹣1,0),可得B(﹣3,0).
(2)设抛物线的对称轴交CD于点M,交AB于点N,
由题意可知AB∥CD,由抛物线的轴对称性可得CD=2DM.
∵MN∥y轴,AB∥CD,∴四边形ODMN是矩形.
∴DM=ON=2.∴CD=2×2=4.
∵A(﹣1,0),B(﹣3,0),∴AB=2.
∵梯形ABCD的面积=(AB+CD)•OD=9,
∴OD=3,即c=3.
把A(﹣1,0),B(﹣3,0)代入y=ax2+bx+3得,解得.
∴y=x2+4x+3.
将y=x2+4x+3化为顶点式为y=(x+2)2﹣1,得E(﹣2,﹣1);
(3)①连接BD交对称轴于P,则此时△PAD的周长最小,
∵B(﹣3,0),D(0,3),
易得直线BD的解析式为:y=x+3,
当x=-2时,y=-2+3=1,
∴P(-2,1),
∴当t为2秒时,△PAD的周长最小;
当△PAD是以AD,AP为腰的等腰三角形时,易得P(-2,3),
则此时t=4;
当△PAD是以AD,DP为腰的等腰三角形且点P在CD下方时,设抛物线的对称轴交CD于点M,
∵AO=1,OD=3,MD=2,
∴DP=AD=,
∴PM=,
∴EP=3+1-=4-,
∴t=4-;
当△PAD是以AD,DP为腰的等腰三角形且点P在CD上方时,
同理可得PM=,
∴EP=3+1+=4+,
∴t=4+;
故答案为:2;4或或;
②存在.
∵∠APD=90°,∠PMD=∠PNA=90°,
∴∠PDM+∠DPM=90°,∠DPM+∠APN=90°.
∴∠PDM=∠APN.
∵∠PMD=∠ANP,∴△APN∽△PDM.
∴,即.
∴PN2﹣3PN+2=0,解得PN=1或PN=2.
∴P(﹣2,1)或(﹣2,2).
13、如果一条抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴有两个交点A(x1,0)、B(x2,0),我们把|x1﹣x2|记为d(A、B),抛物线的顶点到x轴的距离记为d(x),如果d(A,B)=d(x),那么把这样的抛物线叫做“正抛物线”.
(1)抛物线y=2x2﹣2是不是“正抛物线”;(回答“是”或“不是”).
(2)若抛物线y=﹣x2+bx(b>0)是“正抛物线”,求抛物线的解析式;
(3)如图,若“正抛物线”y=x2+mx(m<0)与x轴相交于A、B两点,点P是抛物线的顶点,则抛物线上是否存在点C,使得△PAC是以PA为直角边的直角三角形?如果存在,请求出C的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线y=2x2﹣2是“正抛物线”;(2)抛物线的解析式为y=﹣x2+4x;(3)满足条件的点C坐标为(92,94)或(52,﹣154).
【解析】(1)对于抛物线y=2x2﹣2,
当y=0时,2x2﹣2=0,解得x=1或﹣1,
∴A(﹣1,0),B(1,0),
∴d(A,B)=2,
dx=4ac-b24a=4×2×-2-024×2=-2=2.
∴d(x)=d(A,B),
∴抛物线y=2x2﹣2是“正抛物线”.
故答案为:是.
(2)当y=0时,﹣x2+bx=0,解得x=0或b,
∵b>0,
∴d(A,B)=b,
由题意dx=4ac-b24a=4×-1×0-b24×-1=b.
解得b=0(舍弃)或b=4,
∴抛物线的解析式为y=-x2+4x.
(3)当y=0时,x2+mx=0,解得x=0或﹣m,
∵m<0,
∴d(A,B)=-m,
∵4ac-b24a=-m24,
∴d(x)=m24,
由题意-m=m24,
解得m=-4或0(舍弃),
∴y=x2-4x,
假设存在点C,使得△PAC是以PA为直角边的直角三角形,分两种情形:
①如图1中,作AC⊥AP交抛物线于点C,厉害PC,作PE⊥x轴交AC于D.
-b2a=2,4ac-b24a=-4,
∴AE=2,PE=4,
由△ADE∽△PAE,可得DEAE=AEPE,
∴DE2=24,
∴DE=1,
∴D(2,1),
∴直线AD的解析式为y=12x,
由y=12xy=x2-4x解得x=0y=0或x=92y=94,
∴C(92,94).
②如图2中,作PC⊥AP交抛物线于C,交y轴于D,连接AC,作PE⊥x轴于E.
由△ADP∽△PAE,可得ADPA=PAPE, 即PA2=AD⋅PE,
∴22+42=4AD,
∴AD=5,
∴D(0,−5),
∴直线AD的解析式为y=12x-5,
由y=12x-5y=x2-4x,解得x=2y=-4或x=52y=-154,
综上所述,满足条件的点C坐标为(92,94)或(52,−154).
综上所述,满足条件的点C坐标为92,94或52,-154.
14、如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A(﹣3,0)、B两点,与y轴相交于点.当x=﹣4和x=2时,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的函数值y相等,连接AC,BC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)判断△ABC的形状,并说明理由;
(3)若点M、N同时从B点出发,均以每秒1个单位长度的速度分别沿BA、BC边运动,其中一个点到达终点时,另一点也随之停止运动,当运动时间为t秒时,连接MN,将△BMN沿MN翻折,B点恰好落在AC边上的P处,则t的值为 ,点P的坐标为 ;
(4)抛物线对称轴上是否存在一点F,使得△ACF是以AC为直角边的直角三角形?若不存在,请说明理由;若存在,请直接写出点F的坐标.
【答案】(1);(2)△ABC是直角三角形,理由见解析;(3),;(4)存在,F1,F2.
【解析】
(1)∵在抛物线y=ax2+bx+c中,当x=﹣4和x=2时,二次函数y=ax2+bx+c的函数值y相等,
∴抛物线的对称轴为x1,
又∵抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣3,0)、B两点,
由对称性可知B(1,0),
∴可设抛物线的解析式为y=a(x+3)(x﹣1),
将C(0,)代入y=a(x+3)(x﹣1),
得:﹣3a,
解得:a,
∴此抛物线的解析式为y(x+3)(x﹣1)x2x;
(2)△ABC为直角三角形.理由如下:
∵A(﹣3,0),B(1,0),C(0,),
∴OA=3,OB=1,OC,
∴AB=OA+OB=4,AC2,BC2.
∵AC2+BC2=16,AB2=16,
∴AC2+BC2=AB2,
∴△ABC是直角三角形;
(3)∵点M、N同时从B点出发,均以每秒1个单位长度的速度分别沿BA、BC边运动,
∴BM=BN=t,
由翻折知,△BMN≌△PMN,
∴BM=PM=BN=PN=t,
∴四边形PMBN是菱形,
∴PN∥AB,
∴△CPN∽△CAB,设PM与y轴交于H,
∴,
即,
解得:t,CH,
∴OH=OC﹣CH,
∴yP,
设直线AC的解析式为y=kx,
将点A(﹣3,0)代入y=kx,
得:k,
∴直线AC的解析式为yx,
将yP代入yx,
∴x=﹣1,
∴P(﹣1,).
故答案为:,(﹣1,);
(4)设直线BC的解析式为y=kx,
将点B(1,0)代入y=kx,
得:k,
∴直线BC的解析式为yx,
由(2)知△ABC为直角三角形,∠ACB=90°.
①如图2,当∠ACF=90°时,点B,C,F在一条直线上,
在yx中,当x=﹣1时,y=2,
∴F1(﹣1,2);
②当∠CAF=90°时,AF∥BC,
∴可设直线AF的解析式为yx+n,
将点A(﹣3,0)代入yx+n,
得:n=﹣3,
∴直线AF的解析式为yx﹣3,
在yx﹣3中,当x=﹣1时,y=﹣2,
∴F2(﹣1,﹣2).
综上所述:点F的坐标为F1(﹣1,2),F2(﹣1,﹣2).
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