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    2024年中考数学《重难点解读•专项训练》(全国通用)专题05 二次函数与相似三角形有关问题(专项训练)(原卷版+解析)

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    2024年中考数学《重难点解读•专项训练》(全国通用)专题05 二次函数与相似三角形有关问题(专项训练)(原卷版+解析)

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    这是一份2024年中考数学《重难点解读•专项训练》(全国通用)专题05 二次函数与相似三角形有关问题(专项训练)(原卷版+解析),共37页。
    (2)已知点M是x轴上的动点,过点M作x的垂线交抛物线于点G,是否存在这样的点M,使得以点A、M、G为顶点的三角形与△BCD相似,若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
    2. (2023•无锡)在平面直角坐标系中,O为坐标原点,直线y=﹣x+3与x轴交于点B,与y轴交于点C,二次函数y=ax2+2x+c的图象过B、C两点,且与x轴交于另一点A,点M为线段OB上的一个动点,过点M作直线l平行于y轴交BC于点F,交二次函数y=ax2+2x+c的图象于点E.
    (1)求二次函数的表达式;
    (2)当以C、E、F为顶点的三角形与△ABC相似时,求线段EF的长度;
    3. (2023•济宁)如图,直线y=﹣x+分别交x轴、y轴于点A,B,过点A的抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴的另一交点为C,与y轴交于点D(0,3),抛物线的对称轴l交AD于点E,连接OE交AB于点F.
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)求证:OE⊥AB;
    (3)P为抛物线上的一动点,直线PO交AD于点M,是否存在这样的点P,使以A,O,M为顶点的三角形与△ACD相似?若存在,求点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
    4. (2023•怀化)如图所示,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,且OA=2,OB=4,OC=8,抛物线的对称轴与直线BC交于点M,与x轴交于点N.
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)若点P是对称轴上的一个动点,是否存在以P、C、M为顶点的三角形与△MNB相似?若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;
    5. (2023•遂宁)如图,已知二次函数的图象与x轴交于A和B(﹣3,0)两点,与y轴交于C(0,﹣3),对称轴为直线x=﹣1,直线y=﹣2x+m经过点A,且与y轴交于点D,与抛物线交于点E,与对称轴交于点F.
    (1)求抛物线的解析式和m的值;
    (2)在y轴上是否存在点P,使得以D、E、P为顶点的三角形与△AOD相似,若存在,求出点P的坐标;若不存在,试说明理由;
    6. (2023•泸州)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=﹣x2+x+4与两坐标轴分别相交于A,B,C三点.
    (1)求证:∠ACB=90°;
    (2)点D是第一象限内该抛物线上的动点,过点D作x轴的垂线交BC于点E,交x轴于点F.
    ①求DE+BF的最大值;
    ②点G是AC的中点,若以点C,D,E为顶点的三角形与△AOG相似,求点D的坐标.
    7. (2023•江岸区校级自主招生)如图,已知对称轴为直线x=﹣1的抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其中点A的坐标为(1,0).
    (1)求点B的坐标及抛物线的表达式;
    (2)在x轴上是否存在点M,使△MOC与△BCP相似?若不存在,请说明理由;若存在,请直接写出点M的坐标【不必书写求解过程】.
    8. (2023•柳州)如图①,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x2﹣4x+a(a<0)与y轴交于点A,与x轴交于E、F两点(点E在点F的右侧),顶点为M.直线与x轴、y轴分别交于B、C两点,与直线AM交于点D.
    (1)求抛物线的对称轴;
    (2)在y轴右侧的抛物线上存在点P,使得以P、A、C、D为顶点的四边形是平行四边形,求a的值;
    (3)如图②,过抛物线顶点M作MN⊥x轴于N,连接ME,点Q为抛物线上任意一点,过点Q作QG⊥x轴于G,连接QE.当a=﹣5时,是否存在点Q,使得以Q、E、G为顶点的三角形与△MNE相似(不含全等)?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
    9. (2023•鄂州)如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B左边),与y轴交于点C.直线y=x﹣2经过B、C两点.
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)点P是抛物线上的一动点,过点P且垂直于x轴的直线与直线BC及x轴分别交于点D、M.PN⊥BC,垂足为N.设M(m,0).
    ①点P在抛物线上运动,若P、D、M三点中恰有一点是其它两点所连线段的中点(三点重合除外).请直接写出符合条件的m的值;
    ②当点P在直线BC下方的抛物线上运动时,是否存在一点P,使△PNC与△AOC相似.若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
    10. (2023•潍坊)如图,抛物线y=ax2+bx+8(a≠0)与x轴交于点A(﹣2,0)和点B(8,0),与y轴交于点C,顶点为D,连接AC,BC,BC与抛物线的对称轴l交于点E.
    (1)求抛物线的表达式;
    (2)点N是对称轴l右侧抛物线上的动点,在射线ED上是否存在点M,使得以点M,N,E为顶点的三角形与△OBC相似?若存在,求点M的坐标;若不存在,请说明理由.
    11. (2023•怀化)如图所示,抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴相交于A、B两点,与y轴相交于点C,点M为抛物线的顶点.
    (1)求点C及顶点M的坐标.
    (2)直线CM交x轴于点E,若点P是线段EM上的一个动点,是否存在以点P、E、O为顶点的三角形与△ABC相似.若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
    12. (2023•连云港)在平面直角坐标系xOy中,把与x轴交点相同的二次函数图象称为“共根抛物线”.如图,抛物线L1:y=x2﹣x﹣2的顶点为D,交x轴于点A、B(点A在点B左侧),交y轴于点C.抛物线L2与L1是“共根抛物线”,其顶点为P.
    (1)若抛物线L2经过点(2,﹣12),求L2对应的函数表达式;
    (2)当BP﹣CP的值最大时,求点P的坐标;
    (3)设点Q是抛物线L1上的一个动点,且位于其对称轴的右侧.若△DPQ与△ABC相似,求其“共根抛物线”L2的顶点P的坐标.
    13. (2023•铜仁市)如图,已知抛物线y=ax2+bx+6经过两点A(﹣1,0),B(3,0),C是抛物线与y轴的交点.
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)点M在抛物线上运动,点N在y轴上运动,是否存在点M、点N使得∠CMN=90°,且△CMN与△OBC相似,如果存在,请求出点M和点N的坐标.
    专题05 二次函数与相似三角形有关问题(专项训练)
    1. (2023•黔东南州)如图,抛物线y=ax2﹣2x+c(a≠0)与x轴交于A、B(3,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣3),抛物线的顶点为D.
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)已知点M是x轴上的动点,过点M作x的垂线交抛物线于点G,是否存在这样的点M,使得以点A、M、G为顶点的三角形与△BCD相似,若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
    【解答】解:(1)将点B(3,0),C(0,﹣3)分别代入y=ax2﹣2x+c中,得:,解得,
    ∴抛物线的函数关系为y=x2﹣2x﹣3;
    (2)由抛物线的表达式知,其对称轴为x=﹣=1,
    故设点P(1,m),点Q(x,0),B(3,0),C(0,﹣3),
    ①以PB为对角线时,
    ,解得:,
    ∴P(1,﹣3),Q(4,0);
    (2)当y=0时,x2﹣2x﹣3=0,解得:x1=﹣1,x2=3,
    ∴A(﹣1,0),
    又y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
    ∴抛物线的顶点D的坐标为(1,﹣4),
    ∵C(0,﹣3)、B(3,0)、D(1,﹣4),
    ∴BD2=22+42=20,CD2=12+12,BC2=32+32,
    ∴BD2=CD2+BC2,
    ∴△BDC是直角三角形,且∠BCD=90°,
    设点M的坐标(m,0),则点G的坐标为(m,m2﹣2m﹣3),
    根据题意知:∠AMG=∠BCD=90°,
    ∴要使以A、M、G为顶点的三角形与△BCD相似,需要满足条件:,
    ①当m<﹣1时,此时有:,
    解得:,m2=﹣1或m1=0,m2=﹣1,都不符合m<﹣1,所以m<﹣1时无解;
    ②当﹣1<m≤3时,此时有:,
    解得:,m2=﹣1(不符合要求,舍去)或m1=0,m2=﹣1(不符合要求,舍去),
    ∴M()或M(0,0),
    ③当m>3时,此时有:或,
    解得:(不符合要求,舍去)或m1=6,m2=﹣1(不符要求,舍去),
    ∴点M(6,0)或M(,0),
    答:存在点M,使得A、M、G为顶点的三角形与△BCD相似,点M的坐标为:M(0,0)或M(,0)或M(6,0)或M(,0).
    2. (2023•无锡)在平面直角坐标系中,O为坐标原点,直线y=﹣x+3与x轴交于点B,与y轴交于点C,二次函数y=ax2+2x+c的图象过B、C两点,且与x轴交于另一点A,点M为线段OB上的一个动点,过点M作直线l平行于y轴交BC于点F,交二次函数y=ax2+2x+c的图象于点E.
    (1)求二次函数的表达式;
    (2)当以C、E、F为顶点的三角形与△ABC相似时,求线段EF的长度;
    【解答】解:(1)在y=﹣x+3中,令x=0得y=3,令y=0得x=3,
    ∴B(3,0),C(0,3),
    把B(3,0),C(0,3)代入y=ax2+2x+c得:
    ,解得,
    ∴二次函数的表达式为y=﹣x2+2x+3;
    (2)如图:
    在y=﹣x2+2x+3中,令y=0得x=3或x=﹣1,
    ∴A(﹣1,0),
    ∵B(3,0),C(0,3),
    ∴OB=OC,AB=4,BC=3,
    ∴∠ABC=∠MFB=∠CFE=45°,
    ∴以C、E、F为顶点的三角形与△ABC相似,B和F为对应点,
    设E(m,﹣m2+2m+3),则F(m,﹣m+3),
    ∴EF=(﹣m2+2m+3)﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m,CF==m,
    ①△ABC∽△CFE时,=,
    ∴=,
    解得m=或m=0(舍去),
    ∴EF=,
    ②△ABC∽△EFC时,=,
    ∴=,
    解得m=0(舍去)或m=,
    ∴EF=,
    综上所述,EF=或.
    3. (2023•济宁)如图,直线y=﹣x+分别交x轴、y轴于点A,B,过点A的抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴的另一交点为C,与y轴交于点D(0,3),抛物线的对称轴l交AD于点E,连接OE交AB于点F.
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)求证:OE⊥AB;
    (3)P为抛物线上的一动点,直线PO交AD于点M,是否存在这样的点P,使以A,O,M为顶点的三角形与△ACD相似?若存在,求点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
    【解答】解:(1)∵直线y=﹣x+分别交x轴、y轴于点A,B,
    ∴A(3,0),B(0,),
    ∵抛物线y=﹣x2+bx+c经过A(3,0),D(0,3),
    ∴,
    解得:,
    ∴该抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;
    (2)∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
    ∴抛物线的对称轴为直线x=1,
    设直线AD的解析式为y=kx+a,将A(3,0),D(0,3)代入,
    得:,
    解得:,
    ∴直线AD的解析式为y=﹣x+3,
    ∴E(1,2),
    ∵G(1,0),∠EGO=90°,
    ∴tan∠OEG==,
    ∵OA=3,OB=,∠AOB=90°,
    ∴tan∠OAB===,
    ∴tan∠OAB=tan∠OEG,
    ∴∠OAB=∠OEG,
    ∵∠OEG+∠EOG=90°,
    ∴∠OAB+∠EOG=90°,
    ∴∠AFO=90°,
    ∴OE⊥AB;
    (3)存在.
    ∵A(3,0),抛物线的对称轴为直线x=1,
    ∴C(﹣1,0),
    ∴AC=3﹣(﹣1)=4,
    ∵OA=OD=3,∠AOD=90°,
    ∴AD=OA=3,
    设直线CD解析式为y=mx+n,
    ∵C(﹣1,0),D(0,3),
    ∴,
    解得:,
    ∴直线CD解析式为y=3x+3,
    ①当△AOM∽△ACD时,∠AOM=∠ACD,如图2,
    ∴OM∥CD,
    ∴直线OM的解析式为y=3x,
    结合抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3,得:3x=﹣x2+2x+3,
    解得:x1=,x2=,
    ②当△AMO∽△ACD时,如图3,
    ∴=,
    ∴AM===2,
    过点M作MG⊥x轴于点G,则∠AGM=90°,
    ∵∠OAD=45°,
    ∴AG=MG=AM•sin45°=2×=2,
    ∴OG=OA﹣AG=3﹣2=1,
    ∴M(1,2),
    设直线OM解析式为y=m1x,将M(1,2)代入,
    得:m1=2,
    ∴直线OM解析式为y=2x,
    结合抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3,得:2x=﹣x2+2x+3,
    解得:x=±,
    综上所述,点P的横坐标为±或.
    4. (2023•怀化)如图所示,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,且OA=2,OB=4,OC=8,抛物线的对称轴与直线BC交于点M,与x轴交于点N.
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)若点P是对称轴上的一个动点,是否存在以P、C、M为顶点的三角形与△MNB相似?若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;
    【解答】解:(1)由题意得,点A、B、C的坐标分别为(﹣2,0)、(4,0)、(0,8),
    设抛物线的表达式为y=ax2+bx+c,则,解得,
    故抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+8;
    (2)存在,理由:
    当∠CP′M为直角时,
    则以P、C、M为顶点的三角形与△MNB相似时,则P′C∥x轴,
    则点P′的坐标为(1,8);
    当∠PCM为直角时,
    在Rt△OBC中,设∠CBO=α,则tan∠CBO==2=tanα,则sinα=,csα=,
    在Rt△NMB中,NB=4﹣1=3,
    则BM==3,
    同理可得,MN=6,
    由点B、C的坐标得,BC==4,则CM=BC﹣MB=,
    在Rt△PCM中,∠CPM=∠OBC=α,
    则PM===,
    则PN=MN+PM=6+=,
    故点P的坐标为(1,),
    故点P的坐标为(1,8)或(1,);
    5. (2023•遂宁)如图,已知二次函数的图象与x轴交于A和B(﹣3,0)两点,与y轴交于C(0,﹣3),对称轴为直线x=﹣1,直线y=﹣2x+m经过点A,且与y轴交于点D,与抛物线交于点E,与对称轴交于点F.
    (1)求抛物线的解析式和m的值;
    (2)在y轴上是否存在点P,使得以D、E、P为顶点的三角形与△AOD相似,若存在,求出点P的坐标;若不存在,试说明理由;
    【解答】解:(1)∵抛物线的对称轴x=﹣1,与x轴的交点为A,B(﹣3,0),
    ∴A(1,0),
    ∴可以假设抛物线的解析式为y=a(x+3)(x﹣1),
    把C(0,﹣3)代入得到,a=1,
    ∴抛物线的解析式为y=x2+2x﹣3.
    ∵直线y=﹣2x+m经过点A(1,0),
    ∴0=﹣2+m,
    ∴m=2.
    (2)如图1中,
    ∵直线AF的解析式为y=﹣2x+2,直线交y轴于D,与抛物线交于点E,
    ∴D(0,2),
    由,解得即点A,或,
    ∴E(﹣5,12),
    过点E作EP⊥y轴于P.
    ∵∠EPD=∠AOD=90°,∠EDP=∠ODA,
    ∴△EDP∽△ADO,
    ∴P(0,12).
    过点E作EP′⊥DE交y轴于P′,
    同法可证,△P′DE∽△ADO,
    ∴∠P′=∠DAO,
    ∴tan∠P′=tan∠DAO,
    ∴=,
    ∴=,
    ∴PP′=2.5,
    ∴P′(0,14.5),
    综上所述,满足条件的点P的坐标为(0,12)或(0,14.5).
    6. (2023•泸州)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=﹣x2+x+4与两坐标轴分别相交于A,B,C三点.
    (1)求证:∠ACB=90°;
    (2)点D是第一象限内该抛物线上的动点,过点D作x轴的垂线交BC于点E,交x轴于点F.
    ①求DE+BF的最大值;
    ②点G是AC的中点,若以点C,D,E为顶点的三角形与△AOG相似,求点D的坐标.
    【解答】解:(1)y=﹣x2+x+4中,令x=0得y=4,令y=0得x1=﹣2,x2=8,
    ∴A(﹣2,0),B(8,0),C(0,4),
    ∴OA=2,OB=8,OC=4,AB=10,
    ∴AC2=OA2+OC2=20,BC2=OB2+OC2=80,
    ∴AC2+BC2=100,
    而AB2=102=100,
    ∴AC2+BC2=AB2,
    ∴∠ACB=90°;
    (2)①设直线BC解析式为y=kx+b,将B(8,0),C(0,4)代入可得:,
    解得,
    ∴直线BC解析式为y=﹣x+4,
    设第一象限D(m,+m+4),则E(m,﹣m+4),
    ∴DE=(+m+4)﹣(﹣m+4)=﹣m2+2m,BF=8﹣m,
    ∴DE+BF=(﹣m2+2m)+(8﹣m)
    =﹣m2+m+8
    =﹣(m﹣2)2+9,
    ∴当m=2时,DE+BF的最大值是9;
    ②由(1)知∠ACB=90°,
    ∴∠CAB+∠CBA=90°,
    ∵DF⊥x轴于F,
    ∴∠FEB+∠CBA=90°,
    ∴∠CAB=∠FEB=∠DEC,
    (一)当A与E对应时,
    以点C,D,E为顶点的三角形与△AOG相似,只需=或=,
    而G为AC中点,A(﹣2,0),C(0,4),
    ∴G(﹣1,2),OA=2,AG=,
    由①知:DE=﹣m2+2m,E(m,﹣m+4),
    ∴CE==,
    当=时,=,解得m=4或m=0(此时D与C重合,舍去)
    ∴D(4,6),
    当=时,=,解得m=3或m=0(舍去),
    ∴D(3,),
    ∵在Rt△AOC中,G是AC中点,
    ∴OG=AG,
    ∴∠GAO=∠GOA,即∠CAB=∠GOA,
    ∴∠DEC=∠GOA,
    (二)当O与E对应时,
    以点C,D,E为顶点的三角形与△AOG相似,只需=或=,
    ∵OG=AG,
    ∴=与=答案相同,同理=与或=答案相同,
    综上所述,以点C,D,E为顶点的三角形与△AOG相似,则D的坐标为(4,6)或(3,).
    7. (2023•江岸区校级自主招生)如图,已知对称轴为直线x=﹣1的抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其中点A的坐标为(1,0).
    (1)求点B的坐标及抛物线的表达式;
    (2)在x轴上是否存在点M,使△MOC与△BCP相似?若不存在,请说明理由;若存在,请直接写出点M的坐标【不必书写求解过程】.
    【解答】解:(1)由题意,,
    解得,
    ∴抛物线的解析式y=﹣x2﹣2x+3,
    令y=0,则﹣x2﹣2x+3=0,解得x=1或﹣3,
    ∴B(﹣3,0).
    (2)存在.如图2中,连接PB,PC.
    ∵B(﹣3,0),P(﹣1,4),C(0,3),
    ∴BC=3,PC=,PB=2,
    ∴PB2=PC2+CB2,
    ∴∠PCB=90°,PC:BC=:3=1:3,
    当MO:OC=1:3或OC:MO=1:3时,△COM与△BCP相似,
    ∴OM=1或9,
    ∴满足条件的点M的坐标为(1,0)或(﹣1,0)或(9,0)或(﹣9,0).
    8. (2023•柳州)如图①,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x2﹣4x+a(a<0)与y轴交于点A,与x轴交于E、F两点(点E在点F的右侧),顶点为M.直线与x轴、y轴分别交于B、C两点,与直线AM交于点D.
    (1)求抛物线的对称轴;
    (2)在y轴右侧的抛物线上存在点P,使得以P、A、C、D为顶点的四边形是平行四边形,求a的值;
    (3)如图②,过抛物线顶点M作MN⊥x轴于N,连接ME,点Q为抛物线上任意一点,过点Q作QG⊥x轴于G,连接QE.当a=﹣5时,是否存在点Q,使得以Q、E、G为顶点的三角形与△MNE相似(不含全等)?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
    【解答】解:(1)∵y=x2﹣4x+a=(x﹣2)2+a﹣4,
    ∴抛物线的对称轴为直线x=2;
    (2)由y=(x﹣2)2+a﹣4得:A(0,a),M(2,a﹣4),
    由y=x﹣a 得C(0,﹣a),
    设直线AM的解析式为y=kx+a,
    将M(2,a﹣4)代入y=kx+a中,得2k+a=a﹣4,
    解得k=﹣2,
    直线AM的解析式为y=﹣2x+a,
    联立方程组得,解得 ,
    ∴D(a,a),
    ∵a<0,
    ∴点D在第二象限,
    又点A与点C关于原点对称,
    ∴AC是以P、A、C、D为顶点的平行四边形的对角线,则点P与点D关于原点对称,
    即P(a,a),
    将点P(﹣a,a)代入抛物线y=x2﹣4x+a,解得a=或a=0(舍去),
    ∴a=;
    (3)存在,
    理由如下:当a=﹣5时,y=x2﹣4x﹣5=(x﹣2)2﹣9,此时M(2,﹣9),
    令y=0,即(x﹣2)2﹣9=0,解得x1=﹣1,x2=5,
    ∴点F(﹣1,0)E(5,0),
    ∴EN=FN=3 MN=9,
    设点Q(m,m2﹣4m﹣5),则G(m,0),
    ∴EG=|m﹣5|,QG=|m2﹣4m﹣5|,
    又△QEG与△MNE都是直角三角形,且∠MNE=∠QGE=90°,
    如图所示,需分两种情况进行讨论:
    i)当==3时,即=3,
    当m=2时点Q与点M重合,不符合题意,舍去,
    当m=﹣4时,此时Q坐标为点Q1(﹣4,27);
    ii)当===时,即=,
    解得m=或m=或m=5(舍去),
    当m=时,Q坐标为点Q2(,),
    当m=,Q坐标为点Q3(,),
    综上所述,点Q的坐标为(﹣4,27)或(,)或(,).
    9. (2023•鄂州)如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B左边),与y轴交于点C.直线y=x﹣2经过B、C两点.
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)点P是抛物线上的一动点,过点P且垂直于x轴的直线与直线BC及x轴分别交于点D、M.PN⊥BC,垂足为N.设M(m,0).
    ①点P在抛物线上运动,若P、D、M三点中恰有一点是其它两点所连线段的中点(三点重合除外).请直接写出符合条件的m的值;
    ②当点P在直线BC下方的抛物线上运动时,是否存在一点P,使△PNC与△AOC相似.若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
    【解答】解:(1)针对于直线y=x﹣2,
    令x=0,则y=﹣2,
    ∴C(0,﹣2),
    令y=0,则0=x﹣2,
    ∴x=4,
    ∴B(4,0),
    将点B,C坐标代入抛物线y=x2+bx+c中,得,
    ∴,
    ∴抛物线的解析式为y=x2﹣x﹣2;
    (2)①∵PM⊥x轴,M(m,0),
    ∴P(m,m2﹣m﹣2),D(m,m﹣2),
    ∵P、D、M三点中恰有一点是其它两点所连线段的中点,
    ∴Ⅰ、当点D是PM的中点时,(0+m2﹣m﹣2)=m﹣2,
    ∴m=1或m=4(此时点D,M,P三点重合,舍去),
    Ⅱ、当点P是DM的中点时,(0+m﹣2)=m2﹣m﹣2,
    ∴m=﹣或m=4(此时点D,M,P三点重合,舍去),
    Ⅲ、当点M是DP的中点时,(m2﹣m﹣2+m﹣2)=0,
    ∴m=﹣2或m=4(此时点D,M,P三点重合,舍去),
    即满足条件的m的值为﹣或1或﹣2;
    ②存在,
    由(1)知,抛物线的解析式为y=x2﹣x﹣2,
    令y=0,则0=x2﹣x﹣2,
    ∴x=﹣1或x=4,
    ∴点A(﹣1,0),
    ∴OA=1,
    ∵B(4,0),C(0,﹣2),
    ∴OB=4,OC=2,
    ∴,
    ∵∠AOC=∠COB=90°,
    ∴△AOC∽△COB,
    ∴∠OAC=∠OCB,∠ACO=∠OBC,
    ∵△PNC与△AOC相似,
    ∴Ⅰ、当△PNC∽△AOC,
    ∴∠PCN=∠ACO,
    ∴∠PCN=∠OBC,
    ∴CP∥OB,
    ∴点P的纵坐标为﹣2,
    ∴m2﹣m﹣2=﹣2,
    ∴m=0(舍)或m=3,
    ∴P(3,﹣2);
    Ⅱ、当△PNC∽△COA时,
    ∴∠PCN=∠CAO,
    ∴∠OCB=∠PCD,
    ∵PD∥OC,
    ∴∠OCB=∠CDP,
    ∴∠PCD=∠PDC,
    ∴PC=PD,
    由①知,P(m,m2﹣m﹣2),D(m,m﹣2),
    ∵C(0,﹣2),
    ∴PD=2m﹣m2,PC==,
    ∴2m﹣m2=,
    ∴m=或m=0(舍),
    ∴P(,﹣).
    即满足条件的点P的坐标为(3,﹣2)或(,﹣).
    10. (2023•潍坊)如图,抛物线y=ax2+bx+8(a≠0)与x轴交于点A(﹣2,0)和点B(8,0),与y轴交于点C,顶点为D,连接AC,BC,BC与抛物线的对称轴l交于点E.
    (1)求抛物线的表达式;
    (2)点N是对称轴l右侧抛物线上的动点,在射线ED上是否存在点M,使得以点M,N,E为顶点的三角形与△OBC相似?若存在,求点M的坐标;若不存在,请说明理由.
    【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+8(a≠0)过点A(﹣2,0)和点B(8,0),
    ∴,
    解得.
    ∴抛物线解析式为:;
    (2)存在,点M的坐标为:(3,8),或(3,11).
    ∵C(0,8),B(8,0),∠COB=90°,
    ∴△OBC为等腰直角三角形,
    抛物线的对称轴为,
    ∴点E的横坐标为3,
    又∵点E在直线BC上,
    ∴点E的纵坐标为5,
    ∴E(3,5),
    设,
    ①当MN=EM,∠EMN=90°,
    △NME∽△COB,则,
    解得或(舍去),
    ∴此时点M的坐标为(3,8),
    ②当ME=EN,当∠MEN=90°时,
    则,
    解得:或(舍去),
    ∴此时点M的坐标为;
    ③当MN=EN,∠MNE=90°时,
    此时△MNE与△COB相似,
    此时的点M与点E关于①的结果(3,8)对称,
    设M(3,m),
    则m﹣8=8﹣5,
    解得m=11,
    ∴M(3,11);
    此时点M的坐标为(3,11);
    故在射线ED上存在点M,使得以点M,N,E为顶点的三角形与△OBC相似,点M的坐标为:(3,8)或或(3,11).
    11. (2023•怀化)如图所示,抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴相交于A、B两点,与y轴相交于点C,点M为抛物线的顶点.
    (1)求点C及顶点M的坐标.
    (2)直线CM交x轴于点E,若点P是线段EM上的一个动点,是否存在以点P、E、O为顶点的三角形与△ABC相似.若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
    【解答】解:(1)令y=x2﹣2x﹣3中x=0,此时y=﹣3,
    故C点坐标为(0,﹣3),
    又∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
    ∴抛物线的顶点M的坐标为(1,﹣4);
    (2)存在,理由如下:
    连接AC,OP,如图2所示:
    设MC的解析式为:y=kx+m,
    将C(0,﹣3),M(1,﹣4)代入MC的解析式得:,
    解得:
    ∴MC的解析式为:y=﹣x﹣3,令y=0,则x=﹣3,
    ∴E点坐标为(﹣3,0),
    ∴OE=OB=3,且OC⊥BE,
    ∴CE=CB,
    ∴∠CBE=∠E,
    设P(x,﹣x﹣3),
    又∵P点在线段EC上,
    ∴﹣3<x<0,
    则,,
    由题意知:△PEO相似于△ABC,
    分情况讨论:
    ①△PEO∽△CBA,
    ∴,
    ∴,
    解得,满足﹣3<x<0,此时P的坐标为;
    ②△PEO∽△ABC,
    ∴,
    ∴,
    解得x=﹣1,满足﹣3<x<0,此时P的坐标为(﹣1,﹣2).
    综上所述,存在以点P、E、O为顶点的三角形与△ABC相似,P点的坐标为或(﹣1,﹣2).
    12. (2023•连云港)在平面直角坐标系xOy中,把与x轴交点相同的二次函数图象称为“共根抛物线”.如图,抛物线L1:y=x2﹣x﹣2的顶点为D,交x轴于点A、B(点A在点B左侧),交y轴于点C.抛物线L2与L1是“共根抛物线”,其顶点为P.
    (1)若抛物线L2经过点(2,﹣12),求L2对应的函数表达式;
    (2)当BP﹣CP的值最大时,求点P的坐标;
    (3)设点Q是抛物线L1上的一个动点,且位于其对称轴的右侧.若△DPQ与△ABC相似,求其“共根抛物线”L2的顶点P的坐标.
    【解答】解:(1)当y=0时,x2﹣x﹣2=0,解得x=﹣1或4,
    ∴A(﹣1,0),B(4,0),C(0,﹣2),
    由题意设抛物线L2的解析式为y=a(x+1)(x﹣4),
    把(2,﹣12)代入y=a(x+1)(x﹣4),
    ﹣12=﹣6a,
    解得a=2,
    ∴抛物线的解析式为y=2(x+1)(x﹣4)=2x2﹣6x﹣8.
    (2)∵抛物线L2与L1是“共根抛物线”,A(﹣1,0),B(4,0),
    ∴抛物线L1,L2的对称轴是直线x=,
    ∴点P在直线x=上,
    ∴BP=AP,如图1中,当A,C,P共线时,BP﹣PC的值最大,
    此时点P为直线AC与直线x=的交点,
    ∵直线AC的解析式为y=﹣2x﹣2,
    ∴P(,﹣5)
    (3)由题意,AB=5,CB=2,CA=,
    ∴AB2=BC2+AC2,
    ∴∠ACB=90°,CB=2CA,
    ∵y=x2﹣x﹣2=(x﹣)2﹣,
    ∴顶点D(,﹣),
    由题意,∠PDQ不可能是直角,
    第一种情形:当∠DPQ=90°时,
    ①如图3﹣1中,当△QDP∽△ABC时,==,
    设Q(x,x2﹣x﹣2),则P(,x2﹣x﹣2),
    ∴DP=x2﹣x﹣2﹣(﹣)=x2﹣x+,QP=x﹣,
    ∵PD=2QP,
    ∴2x﹣3=x2﹣x+,解得x=或(舍弃),
    ∴P(,).
    ②如图3﹣2中,当△DQP∽△ABC时,同法可得PQ=2PD,
    x﹣=x2﹣3x+,
    解得x=或(舍弃),
    ∴P(,﹣).
    第二种情形:当∠DQP=90°.
    ①如图3﹣3中,当△PDQ∽△ABC时,==,
    过点Q作QM⊥PD于M.则△QDM∽△PDQ,
    ∴==,由图3﹣3可知,M(,),Q(,),
    ∴MD=8,MQ=4,
    ∴DQ=4,
    由=,可得PD=10,
    ∵D(,﹣)
    ∴P(,).
    ②当△DPQ∽△ABC时,过点Q作QM⊥PD于M.
    同法可得M(,﹣),Q(,﹣),
    ∴DM=,QM=1,QD=,
    由=,可得PD=,
    ∴P(,﹣).
    综上所述:P点坐标为(,)或(,﹣)或(,)或(,﹣).
    13. (2023•铜仁市)如图,已知抛物线y=ax2+bx+6经过两点A(﹣1,0),B(3,0),C是抛物线与y轴的交点.
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)点M在抛物线上运动,点N在y轴上运动,是否存在点M、点N使得∠CMN=90°,且△CMN与△OBC相似,如果存在,请求出点M和点N的坐标.
    【解答】解:(1)将A(﹣1,0)、B(3,0)代入y=ax2+bx+6,
    得:,解得:,
    ∴抛物线的解析式为y=﹣2x2+4x+6.
    (3)存在点M、点N使得∠CMN=90°,且△CMN与△OBC相似.
    如图2,∠CMN=90°,当点M位于点C上方,过点M作MD⊥y轴于点D,
    ∵∠CDM=∠CMN=90°,∠DCM=∠NCM,
    ∴△MCD∽△NCM,
    若△CMN与△OBC相似,则△MCD与△OBC相似,
    设M(a,﹣2a2+4a+6),C(0,6),
    ∴DC=﹣2a2+4a,DM=a,
    当时,△COB∽△CDM∽△CMN,
    ∴,
    解得,a=1,
    ∴M(1,8),
    此时ND=DM=,
    ∴N(0,),
    当时,△COB∽△MDC∽△NMC,
    ∴,
    解得a=,
    ∴M(,),
    此时N(0,).
    如图3,当点M位于点C的下方,
    过点M作ME⊥y轴于点E,
    设M(a,﹣2a2+4a+6),C(0,6),
    ∴EC=2a2﹣4a,EM=a,
    同理可得:或=2,△CMN与△OBC相似,
    解得a=或a=3,
    ∴M(,)或M(3,0),
    此时N点坐标为(0,)或(0,﹣).
    综合以上得,存在M(1,8),N(0,)或M(,),N(0,)或M(,),N(0,)或M(3,0),N(0,﹣),使得∠CMN=90°,且△CMN与△OBC相似.

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