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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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(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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