所属成套资源:中考数学二轮复习核心考点专题提优拓展训练(原卷版+解析)
中考数学二轮复习核心考点专题提优拓展训练专题09二次函数抛物线与三角形存在性问题(原卷版+解析)
展开
这是一份中考数学二轮复习核心考点专题提优拓展训练专题09二次函数抛物线与三角形存在性问题(原卷版+解析),共23页。试卷主要包含了二次函数与等腰三角形,二次函数与直角三角形,二次函数与等腰直角三角形等内容,欢迎下载使用。
1. (2023秋•和平区校级期中)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与y轴交于点C(0,4),与x轴交于点A和点B,其中点A的坐标为(﹣2,0),抛物线的对称轴x=1与抛物线交于点D,与直线BC交于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点F是直线BC上方的抛物线上的一个动点,是否存在点F使四边形ABFC的面积最大,若存在,求出点F的坐标和最大值;若不存在,请说明理由;
(3)平行于DE的一条动直线l与直线BC相交于点P,与抛物线相交于点Q,若以D、E、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,求P点的坐标.
(4)探究对称轴上是否存在一点P,使得以点P,C,A为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请直接写出所有符合条件的P点的坐标,若不存在,请说明理由.
2. (2023•黄冈)如图①,在平面直角坐标系xOy中,已知A(﹣2,2),B(﹣2,0),C(0,2),D(2,0)四点,动点M以每秒2个单位长度的速度沿B→C→D运动(M不与点B、点D重合),设运动时间为t(秒).
(1)求经过A、C、D三点的抛物线的解析式;
(2)点P在(1)中的抛物线上,当M为BC的中点时,若△PAM≌△PBM,求点P的坐标;
(3)当M在CD上运动时,如图②.过点M作MF⊥x轴,垂足为F,ME⊥AB,垂足为E.设矩形MEBF与△BCD重叠部分的面积为S,求S与t的函数关系式,并求出S的最大值;
(4)点Q为x轴上一点,直线AQ与直线BC交于点H,与y轴交于点K.是否存在点Q,使得△HOK为等腰三角形?若存在,直接写出符合条件的所有Q点的坐标;若不存在,请说明理由.
类型二 二次函数与直角三角形
3. (2023•呼和浩特)如图,抛物线y=−12x2+bx+c经过点B(4,0)和点C(0,2),与x轴的另一个交点为A,连接AC、BC.
(1)求抛物线的解析式及点A的坐标;
(2)如图1,若点D是线段AC的中点,连接BD,在y轴上是否存在点E,使得△BDE是以BD为斜边的直角三角形?若存在,请求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)如图2,点P是第一象限内抛物线上的动点,过点P作PQ∥y轴,分别交BC、x轴于点M、N,当△PMC中有某个角的度数等于∠OBC度数的2倍时,请求出满足条件的点P的横坐标.
4. (2023•广西)如果抛物线C1的顶点在抛物线C2上,抛物线C2的顶点也在抛物线C1上时,那么我们称抛物线C1与C2“互为关联”的抛物线.如图,已知抛物线C1:y1=14x2+x与C2:y2=ax2+x+c是“互为关联”的抛物线,点A,B分别是抛物线C1,C2的顶点,抛物线C2经过点D(6,﹣1).
(1)直接写出A,B的坐标和抛物线C2的解析式;
(2)抛物线C2上是否存在点E,使得△ABE是直角三角形?如果存在,请求出点E的坐标;如果不存在,请说明理由;
5. (2023•郧西县校级模拟)如图,抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴交于点A,点B,与y轴交于点C,点D与点C关于x轴对称,点P是抛物线上的一个动点.
(1)求直线BD的解析式;
(2)当点P在第一象限时,求四边形BOCP面积的最大值,并求出此时P点的坐标;
(3)在点P的运动过程中,是否存在点P,使△BDP是以BD为直角边的直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
类型三 二次函数与等腰直角三角形
6. (2023•岳阳)如图1所示,在平面直角坐标系中,抛物线F1:y=a(x−25)2+6415与x轴交于点A(−65,0)和点B,与y轴交于点C.
(1)求抛物线F1的表达式;
(2)如图2,将抛物线F1先向左平移1个单位,再向下平移3个单位,得到抛物线F2,若抛物线F1与抛物线F2相交于点D,连接BD,CD,BC.
①求点D的坐标;
②判断△BCD的形状,并说明理由;
(3)在(2)的条件下,抛物线F2上是否存在点P,使得△BDP为等腰直角三角形,若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
7. (2023•黔东南州一模)抛物线y=ax2+bx−32经过点(1,﹣1),现将一块等腰直角三角板ABC(∠ACB=90°)按照如图的方式放在第二象限,斜靠在两坐标轴上,且点A、C坐标分别为(0,2)、(﹣1,0).B点在抛物线y=ax2+bx−32图象上.
(1)求点B的坐标:
(2)求抛物的解析式;
(3)在抛物线上是否还存在点P(点B除外),使△ACP仍然是以AC为直角边的等腰直角三角形?若存在,求出点P的坐标:若不存在,请说明理由.
专题09 二次函数抛物线与三角形存在性问题(解析版)
类型一 二次函数与等腰三角形
1. (2023秋•和平区校级期中)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与y轴交于点C(0,4),与x轴交于点A和点B,其中点A的坐标为(﹣2,0),抛物线的对称轴x=1与抛物线交于点D,与直线BC交于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点F是直线BC上方的抛物线上的一个动点,是否存在点F使四边形ABFC的面积最大,若存在,求出点F的坐标和最大值;若不存在,请说明理由;
(3)平行于DE的一条动直线l与直线BC相交于点P,与抛物线相交于点Q,若以D、E、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,求P点的坐标.
(4)探究对称轴上是否存在一点P,使得以点P,C,A为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请直接写出所有符合条件的P点的坐标,若不存在,请说明理由.
思路引领:(1)由抛物线y=ax2+bx+c经过点C(0,4)、A(﹣2,0),且对称轴为x=1,列方程组得c=44a−2b+c=0−b2a=1,解方程组求出a、b、c的值,即得到抛物线的解析式为y=−12x2+x+4;
(2)作FH⊥x轴于点H,交BC于点G,设F(x,−12x2+x+4),求得直线BC的解析式为y=﹣x+4,则G(x,﹣x+4),所以FG=−12x2+2x,则S△FBC=12×4(−12x2+2x)=﹣x2+4x,可求得S四边形SABFC=﹣x2+4x+12×6×4=﹣(x﹣2)2+16,则当x=2时,S四边形SABFC最大=16,此时,F(2,4);
(3)设P(x,﹣x+4),则Q(x,−12x2+x+4),PQ=|−12x2+2x|,由PQ∥DE,且PQ=DE,得|−12x2+2x|=32,解方程求出符合题意的x的值,再求出点P的坐标即可;
(4)设P(1,m),则AC2=20,PA2=m2+9,PC2=m2﹣8m+17,再分三种情况讨论,一是PA=PC,则m2+9=m2﹣8m+17;二是PC=AC,则m2﹣8m+17=20;三是PA=AC,则m2+9=20,解方程求出相应的m的值,再求出点P的坐标即可.
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c经过点C(0,4)、A(﹣2,0),且对称轴为x=1,
∴c=44a−2b+c=0−b2a=1,
解得a=−12b=1c=4,
∴抛物线的解析式为y=−12x2+x+4.
(2)存在,
如图1,作FH⊥x轴于点H,交BC于点G,设F(x,−12x2+x+4),
∵点B与点A(﹣2,0)关于直线x=1对称,
∴B(4,0),AB=4+2=6,
设直线BC的解析式为y=kx+4,则4k+4=0,
解得k=﹣1,
∴y=﹣x+4,
∴G(x,﹣x+4),
∴FG=−12x2+x+4﹣(﹣x+4)=−12x2+2x,
∴S△FBC=12OH•FG+12BH•FG=12×4(−12x2+2x)=﹣x2+4x,
∴S四边形SABFC=S△FBC+S△ABC=﹣x2+4x+12×6×4=﹣(x﹣2)2+16,
∴当x=2时,S四边形SABFC最大=16,F(2,4),
∴点F的坐标是(2,4),四边形ABFC的面积的最大值是16.
(3)如图2,设P(x,﹣x+4),则Q(x,−12x2+x+4),
∴PQ=|−12x2+x+4﹣(﹣x+4)|=|−12x2+2x|,
抛物线y=−12x2+x+4,当x=1时,y=92,
∴D(1,92);
直线y=﹣x+4,当x=1时,y=﹣1+4=3,
∴E(1,3),
∴DE=92−3=32,
∵PQ∥DE,且以D、E、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,
∴PQ=DE,
∴|−12x2+2x|=32,
当−12x2+2x=32时,解得x1=3,x2=1(不符合题意,舍去),
∴P1(3,1);
当−12x2+2x=−32时,解得x1=2+7,x2=2−7,
∴P2(2+7,2−7),P3(2−7,2+7),
综上所述,点P的坐标是(3,1)或(2+7,2−7)或(2−7,2+7).
(4)存在,设P(1,m),
∵A(﹣2,0),C(0,4),
∴AC2=22+42=20,PA2=m2+(1+2)2=m2+9,PC2=(m﹣4)2+12=m2﹣8m+17,
当PA=PC时,则m2+9=m2﹣8m+17,
解得m=1,
∴P1(1,1);
当PC=AC时,则m2﹣8m+17=20,
解得m1=4−19,m2=4+19,
∴P2(1,4−19),P3(1,4+19);
当PA=AC时,则m2+9=20,
解得m1=11,m2=−11,
∴P4(1,11),P5(1,−11),
∴综上所述,P点的坐标(1,1)或(1,4−19)或(1,4+19)或(1,11)或(1,−11).
总结提升:此题重点考查一次函数的图象与性质、二次函数的图象与性质、用待定系数法求函数解析式、平行四边形的判定、等腰三角形的判定、数形结合与分类讨论数学思想的运用等知识与方法,此题综合性强,难度较大,属于考试压轴题.
2. (2023•黄冈)如图①,在平面直角坐标系xOy中,已知A(﹣2,2),B(﹣2,0),C(0,2),D(2,0)四点,动点M以每秒2个单位长度的速度沿B→C→D运动(M不与点B、点D重合),设运动时间为t(秒).
(1)求经过A、C、D三点的抛物线的解析式;
(2)点P在(1)中的抛物线上,当M为BC的中点时,若△PAM≌△PBM,求点P的坐标;
(3)当M在CD上运动时,如图②.过点M作MF⊥x轴,垂足为F,ME⊥AB,垂足为E.设矩形MEBF与△BCD重叠部分的面积为S,求S与t的函数关系式,并求出S的最大值;
(4)点Q为x轴上一点,直线AQ与直线BC交于点H,与y轴交于点K.是否存在点Q,使得△HOK为等腰三角形?若存在,直接写出符合条件的所有Q点的坐标;若不存在,请说明理由.
思路引领:(1)设函数解析式为y=ax2+bx+c,将点A(﹣2,2),C(0,2),D(2,0)代入解析式即可;
(2)由已知易得点P为AB的垂直平分线与抛物线的交点,点P的纵坐标是1,则有1=−14x2−12x+2,即可求P;
(3)S=12×(GM+BF)×MF=12×(2t﹣4+t)×(4﹣t)=−32t2+8t﹣8=−32(t−83)2+83;
(4)设点Q(m,0),直线BC的解析式y=x+2,直线AQ的解析式y=−2m+2(x+2)+2,求出点K(0,2mm+2),H(−4m+4,2m+4m+4),由勾股定理可得OK2=(2mm+2)2,OH2=(4m+4)2+(2m+4m+4)2,HK2=(4m+4)2+(2m+4m+4−2mm+2)2,分三种情况讨论△HOK为等腰三角形即可.
解:(1)设函数解析式为y=ax2+bx+c,
将点A(﹣2,2),C(0,2),D(2,0)代入解析式可得
2=4a−2b+c2=c0=4a+2b+c,
∴a=−14b=−12c=2,
∴y=−14x2−12x+2;
(2)∵△PAM≌△PBM,
∴PA=PB,MA=MB,
∴点P为AB的垂直平分线与抛物线的交点,
∵AB=2,
∴点P的纵坐标是1,
∴1=−14x2−12x+2,
∴x=﹣1+5或x=﹣1−5,
∴P(﹣1−5,1)或P(﹣1+5,1);
(3)CM=2t﹣22,MG=2CM=2t﹣4,
MD=42−(BC+CM)=42−(22+2t﹣22)=42−2t,
MF=22MD=4﹣t,
∴BF=4﹣4+t=t,
∴S=12×(GM+BF)×MF=12×(2t﹣4+t)×(4﹣t)=−32t2+8t﹣8=−32(t−83)2+83;
当t=83时,S最大值为83;
(4)设点Q(m,0),直线BC的解析式y=x+2,
直线AQ的解析式y=−2m+2(x+2)+2,
∴K(0,2mm+2),H(−4m+4,2m+4m+4),
∴OK2=(2mm+2)2,OH2=(4m+4)2+(2m+4m+4)2,HK2=(4m+4)2+(2m+4m+4−2mm+2)2,
①当OK=OH时,(2mm+2)2=(4m+4)2+(2m+4m+4)2,
∴3m2+12m+8=0,
∴m=﹣2+233或m=﹣2−233;
②当OH=HK时,(4m+4)2+(2m+4m+4)2=(4m+4)2+(2m+4m+4−2mm+2)2,
∴m2+4m+8=0,
∴m无解;
③当OK=HK时,(2mm+2)2=(4m+4)2+(2m+4m+4−2mm+2)2,
∴m2+4m﹣8=0,
∴m=﹣2+23或m=﹣2﹣23;
综上所述:Q(﹣2+23,0)或Q(﹣2﹣23,0)或Q(﹣2+233,0)或Q(﹣2−233,0)
总结提升:本题考查二次函数综合;熟练应用待定系数法求函数解析式,掌握三角形全等的性质,直线交点的求法是解题的关键.
类型二 二次函数与直角三角形
3. (2023•呼和浩特)如图,抛物线y=−12x2+bx+c经过点B(4,0)和点C(0,2),与x轴的另一个交点为A,连接AC、BC.
(1)求抛物线的解析式及点A的坐标;
(2)如图1,若点D是线段AC的中点,连接BD,在y轴上是否存在点E,使得△BDE是以BD为斜边的直角三角形?若存在,请求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)如图2,点P是第一象限内抛物线上的动点,过点P作PQ∥y轴,分别交BC、x轴于点M、N,当△PMC中有某个角的度数等于∠OBC度数的2倍时,请求出满足条件的点P的横坐标.
思路引领:(1)用待定系数法可得抛物线的解析式为y=−12x2+32x+2,令y=0得A(﹣1,0);
(2)由A(﹣1,0),C(0,2),知线段AC的中点D(−12,1),设E(0,t),根据∠BED=90°,得[(4﹣0)2+(0﹣t)2]+[(−12−0)2+(1﹣t)2]=(4+12)2+(0﹣1)2,即可解得E的坐标为(0,﹣1)或(0,2);
(3)分当∠PCM=2∠OBC时,∠CMP=2∠OBC时,当∠CPM=2∠OBC时三种情况,利用二次函数的性质和等腰三角形,勾股定理等性质进行计算即可.
解:(1)将点B(4,0)和点C(0,2)代入抛物线y=−12x2+bx+c中,
则−12×42+4b+c=0c=2,
解得:b=32c=2,
∴抛物线的解析式为y=−12x2+32x+2,
在y=−12x2+32x+2中,令y=0得−12x2+32x+2=0,
解得:x1=﹣1,x2=4,
∴A(﹣1,0);
(2)存在y轴上一点E,使得△BDE是以BD为斜边的直角三角形,理由如下:
如图:
∵点D是线段AC的中点,A(﹣1,0),C(0,2),
∴D(−12,1),
设E(0,t),
又B(4,0),
∵∠BED=90°,
∴BE2+DE2=BD2,
即[(4﹣0)2+(0﹣t)2]+[(−12−0)2+(1﹣t)2]=(4+12)2+(0﹣1)2,
化简得:t2﹣t﹣2=0,
解得:t1=﹣1,t2=2,
∴E的坐标为(0,﹣1)或(0,2);
(3)∵B(4,0)、C(0,2),
∴设直线BC的解析式为y=kx+2(k≠0),
把点B(4,0)代入解析式得,4k+2=0,
解得:k=−12,
∴直线BC的解析式为y=−12x+2,
设点P(m,−12m2+32m+2),则M(m,−12m+2),
①当∠PCM=2∠OBC时,
过点C作CF⊥PM于点F,如图,
∵CF⊥PM,PM∥y轴,
∴CF∥OB,
∴∠FCM=∠OBC,F(m,2),
又∵∠PCM=2∠OBC,
∴∠PCF=∠FCM=∠OBC,
∴F是线段PM的中点,
∴−12m2+32m+2+(−12m+2)2=2,
整理得:m2﹣2m=0,
解得:m=2或m=0,
∵点P是第一象限内抛物线上的动点,
∴m=2;
②∠CMP=2∠OBC时,
∵∠CMP=∠BMN,
∴∠BMN=2∠OBC,即∠BMN=2∠NBM,
∵PN⊥x轴,
∴∠BMN+∠NBM=90°,
即3∠NBM=90°,
∴∠NBM=30°,
∴OC=12BC,
∵BC=OC2+OB2=4+16=25≠4,
∴此种情况不存在;
③当∠CPM=2∠OBC时,
∵∠CMP=∠NMB=90°﹣∠OBC,
∴∠PCM=180°﹣∠CPM﹣∠CMP=180°﹣2∠OBC﹣(90°﹣∠OBC)=90°﹣∠OBC,
∴∠PCM=∠CMP,
∴PC=PM,
∴(m﹣0)2+(−12m2+32m+2﹣2)2=[(−12m2+32m+2)﹣(−12m+2)]2,
整理得:m2+14m4−32m3+94m2=14m4﹣2m3+4m2,
解得:m=32;
综上所述,满足条件的点P的横坐标为2或32.
总结提升:本题考查二次函数综合应用,涉及待定系数法、等腰三角形性质、直角三角形性质及应用,利用分类讨论的思想是解题的关键.
4. (2023•广西)如果抛物线C1的顶点在抛物线C2上,抛物线C2的顶点也在抛物线C1上时,那么我们称抛物线C1与C2“互为关联”的抛物线.如图,已知抛物线C1:y1=14x2+x与C2:y2=ax2+x+c是“互为关联”的抛物线,点A,B分别是抛物线C1,C2的顶点,抛物线C2经过点D(6,﹣1).
(1)直接写出A,B的坐标和抛物线C2的解析式;
(2)抛物线C2上是否存在点E,使得△ABE是直角三角形?如果存在,请求出点E的坐标;如果不存在,请说明理由;
思路引领:(1)由抛物线C1:y1=14x2+x可得A(﹣2,﹣1),将A(﹣2,﹣1),D(6,﹣1)代入y2=ax2+x+c,求得y2=−14x2+x+2,B(2,3);
(2)易得直线AB的解析式:y=x+1,①若B为直角顶点,BE⊥AB,E(6,﹣1);②若A为直角顶点,AE⊥AB,E(10,﹣13);③若E为直角顶点,设E(m,−14m2+m+2)不符合题意;
解:由抛物线C1:y1=14x2+x可得A(﹣2,﹣1),
将A(﹣2,﹣1),D(6,﹣1)代入y2=ax2+x+c
得 4a−2+c=−136a+6+c=−1,
解得a=−14c=2,
∴y2=−14x2+x+2,
∴B(2,3);
(2)易得直线AB的解析式:y=x+1,
①若B为直角顶点,BE⊥AB,kBE•kAB=﹣1,
∴kBE=﹣1,
直线BE解析式为y=﹣x+5
联立y=−x+5y=−14x2+x+2,
解得x=2,y=3或x=6,y=﹣1,
∴E(6,﹣1);
②若A为直角顶点,AE⊥AB,
同理得AE解析式:y=﹣x﹣3,
联立y=−x−3y=−14x2+x+2,
解得x=﹣2,y=﹣1或x=10,y=﹣13,
∴E(10,﹣13);
总结提升:本题考查了二次函数,熟练运用二次函数的性质、直角三角形的性质以及一次函数的性质是解题的关键.
5. (2023•郧西县校级模拟)如图,抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴交于点A,点B,与y轴交于点C,点D与点C关于x轴对称,点P是抛物线上的一个动点.
(1)求直线BD的解析式;
(2)当点P在第一象限时,求四边形BOCP面积的最大值,并求出此时P点的坐标;
(3)在点P的运动过程中,是否存在点P,使△BDP是以BD为直角边的直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
思路引领:(1)对于y=﹣x2+2x+3①,令x=0,则y=3,令y=﹣x2+2x+3=0,解得x=﹣1或3,进而求解;
(2)由四边形BOCP面积=S△OBC+S△PHC+S△PHB=12×OB•OC+12×PH×OB=12×3×3+12×3×(﹣x2+2x+3+x﹣3)=−32x2+92x+92,即可求解;
(3)分∠PBD为直角、∠PDB为直角两种情况,利用数形结合的方法,分别求解即可.
解:(1)对于y=﹣x2+2x+3①,令x=0,则y=3,令y=﹣x2+2x+3=0,解得x=﹣1或3,
故点A、B、C的坐标分别为(﹣1,0)、(3,0)、(0,3),
∵点D与点C关于x轴对称,故点D(0,﹣3),
设直线BD的表达式为y=kx+b,则b=−30=3k+b,解得k=1b=−3,
故直线BD的表达式为y=x﹣3;
(2)连接BC,过点P作y轴的平行线交BC于点H,
由点B、C的坐标,同理可得,直线BC的表达式为y=﹣x+3,
设点P(x,﹣x2+2x+3),则点H(x,﹣x+3),
则四边形BOCP面积=S△OBC+S△PHC+S△PHB=12×OB•OC+12×PH×OB=12×3×3+12×3×(﹣x2+2x+3+x﹣3)=−32x2+92x+92,
∵−32<0,故四边形BOCP面积存在最大值,
当x=32时,四边形BOCP面积最大值为638,此时点P(32,154);
(3)存在,理由:
①当∠PBD为直角时,如上图所示,
此时点P与点C重合,过点P的坐标为(0,3);
②当∠PDB为直角时,
由BD的表达式知,直线BD与x轴的倾斜角为45°,
故设直线PD的表达式为y=﹣x+t,
将点D的坐标代入上式得,﹣3=0+t,解得t=﹣3,
故直线PD的表达式为y=﹣x﹣3②,
联立①②并解得:x=3±332,
故点P的坐标为(3+332,−9+332)或(3−332,−9−332),
综上,点P的坐标为(3+332,−9+332)或(3−332,−9−332)或(0,3).
总结提升:本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数的性质、直角三角形的性质、面积的计算等,其中(3),要注意分类求解,避免遗漏.
类型三 二次函数与等腰直角三角形
6. (2023•岳阳)如图1所示,在平面直角坐标系中,抛物线F1:y=a(x−25)2+6415与x轴交于点A(−65,0)和点B,与y轴交于点C.
(1)求抛物线F1的表达式;
(2)如图2,将抛物线F1先向左平移1个单位,再向下平移3个单位,得到抛物线F2,若抛物线F1与抛物线F2相交于点D,连接BD,CD,BC.
①求点D的坐标;
②判断△BCD的形状,并说明理由;
(3)在(2)的条件下,抛物线F2上是否存在点P,使得△BDP为等腰直角三角形,若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
思路引领:(1)把点A(−65,0)代入抛物线F1:y=a(x−25)2+6415中,求出a的值,即可求解;
(2)①由平移的原则:左加,右减,上加,下减,可得抛物线F2的解析式,与抛物线F1联立方程组,解出可得点D的坐标;
②根据两点的距离公式和勾股定理的逆定理可得:△BDC是等腰直角三角形;
(3)设P[m,−53(m+35)2+1915],根据两点的距离公式和勾股定理列方程可解出m的值,并确认两直角边是否相等,可得符合条件的点P的坐标.
解:(1)把点A(−65,0)代入抛物线F1:y=a(x−25)2+6415中得:
0=a(−65−25)2+6415,
解得:a=−53,
∴抛物线F1:y=−53(x−25)2+6415;
(2)①由平移得:抛物线F2:y=−53(x−25+1)2+6415−3,
∴y=−53(x+35)2+1915,
∴−53(x+35)2+1915=−53(x−25)2+6415,
−103x=103,
解得:x=﹣1,
∴D(﹣1,1);
②当x=0时,y=−53×425+6415=4,
∴C(0,4),
当y=0时,−53(x−25)2+6415=0,
解得:x=−65或2,
∴B(2,0),
∵D(﹣1,1),
∴BD2=(2+1)2+(1﹣0)2=10,
CD2=(0+1)2+(4﹣1)2=10,
BC2=22+42=20,
∴BD2+CD2=BC2且BD=CD,
∴△BDC是等腰直角三角形;
(3)存在,
设P(m,−53(m+35)2+1915),
∵B(2,0),D(﹣1,1),
∴BD2=(2+1)2+12=10,PB2=(m−2)2+[−53(m+35)2+1915]2,PD2=(m+1)2+[−53(m+35)2+1915−1]2,
分三种情况:
①当∠DBP=90°时,BD2+PB2=PD2,
即10+(m﹣2)2+[−53(m+35)2+1915]2=(m+1)2+[−53(m+35)2+1915−1]2,
解得:m=﹣4或1,
当m=﹣4时,BD=10,PB=36+324=610,即△BDP不是等腰直角三角形,不符合题意,
当m=1时,BD=10,PB=1+9=10,
∴BD=PB,即△BDP是等腰直角三角形,符合题意,
∴P(1,﹣3);
②当∠BDP=90°时,BD2+PD2=PB2,
即10+(m+1)2+[−53(m+35)2+1915−1]2=(m﹣2)2+[−53(m+35)2+1915]2,
解得:m=﹣1(舍)或﹣2,
当m=﹣2时,BD=10,PD=1+9=10,
∴BD=PD,即此时△BDP为等腰直角三角形,
∴P(﹣2,﹣2);
③当∠BPD=90°时,且BP=DP,有BD2=PD2+PB2,如图3,
当△BDP为等腰直角三角形时,点P1和P2不在抛物线上,此种情况不存在这样的点P;
综上,点P的坐标是(1,﹣3)或(﹣2,﹣2).
总结提升:本题是二次函数综合题型,主要利用了待定系数法和平移求二次函数解析式,勾股定理及逆定理,两点的距离公式,难点在于(3)根据直角三角形的直角顶点分情况讨论.
7. (2023•黔东南州一模)抛物线y=ax2+bx−32经过点(1,﹣1),现将一块等腰直角三角板ABC(∠ACB=90°)按照如图的方式放在第二象限,斜靠在两坐标轴上,且点A、C坐标分别为(0,2)、(﹣1,0).B点在抛物线y=ax2+bx−32图象上.
(1)求点B的坐标:
(2)求抛物的解析式;
(3)在抛物线上是否还存在点P(点B除外),使△ACP仍然是以AC为直角边的等腰直角三角形?若存在,求出点P的坐标:若不存在,请说明理由.
思路引领:(1)根据题意,过点B作BD⊥x轴,垂足为D;根据角的互余的关系,易得B到x、y轴的距离,即B的坐标;
(2)根据抛物线过B点的坐标,可得a的值,进而可得其解析式;
(3)首先假设存在,分A、C是直角顶点两种情况讨论,根据全等三角形的性质,可得答案.
解:(1)过点B作BD⊥x轴,垂足为D.
∵∠BCD+∠ACO=90°,∠ACO+∠CAO=90°,
∴∠BCD=∠CAO,
又∵∠BDC=∠COA=90°,CB=AC,
∴△BCD≌△CAO(AAS),
∴BD=OC=1,CD=OA=2,
∴点B的坐标为(﹣3,1);
(2)抛物线y=ax2+bx−32经过点(1,﹣1),点B(﹣3,1),
则a+b−32=−19a−3b−32=1,
解得a=13b=16,
所以抛物线的解析式为y=13x2+16x−32;
(3)假设存在点P,使得△ACP仍然是以AC为直角边的等腰直角三角形:
①若以点C为直角顶点;
则延长BC至点P1,使得P1C=BC,得到等腰直角三角形△ACP1,
过点P1作P1M⊥x轴,
∵CP1=BC,∠MCP1=∠BCD,∠P1MC=∠BDC=90°,
∴△MP1C≌△DBC(AAS),
∴CM=CD=2,P1M=BD=1,
∵OC=1,
∴OM=1,
∴P1(1,﹣1);
②若以点A为直角顶点;
则过点A作AP2⊥CA,且使得AP2=AC,得到等腰直角三角形△ACP2,
过点P2作P2N⊥y轴,同理可证△AP2N≌△CAO,
∴NP2=OA=2,AN=OC=1,
∴点P2(2,1),
③以A为直角顶点的等腰Rt△ACP的顶点P有两种情况.即过点A作直线L⊥AC,在直线L上截取AP=AC时,点P可能在y轴右侧,即现在解答情况②的点P2;
点P也可能在y轴左侧,即还有第③种情况的点P3.因此,然后过P3作P3G⊥y轴于G,同理:△AGP3≌△CAO,
∴GP3=OA=2,AG=OC=1,
∴P3为(﹣2,3);
经检验,点P1(1,﹣1)与在抛物线y=13x2+16x−32上,点P2(2,1)点P3(﹣2,3)都不在抛物线y=13x2+16x−32上.
综上,存在,点P的坐标为(1,﹣1).
总结提升:本题为二次函数综合题,考查了待定系数法求函数的解析式,等腰直角三角形的性质和判定、全等三角形的判定和性质等知识,本题综合性强,能力要求极高.解题的关键是利用分类讨论,数形结合的数学思想方法.
相关试卷
这是一份中考数学二轮复习核心考点专题提优拓展训练专题13旋转中的全等模型(原卷版+解析),共30页。试卷主要包含了对角互补模型,手拉手模型——旋转全等,通过旋转构造三角形全等等内容,欢迎下载使用。
这是一份中考数学二轮复习核心考点专题提优拓展训练专题10二次函数与平行四边形含矩形菱形正方形的存在性问题(原卷版+解析),共40页。试卷主要包含了二次函数与矩形存在性问题,二次函数与菱形的存在性问题,二次函数与正方形的存在性等内容,欢迎下载使用。
这是一份专题09 二次函数抛物线与三角形存在性问题-2023年中考数学二轮复习核心考点拓展训练(解析版),共19页。试卷主要包含了二次函数与等腰三角形,二次函数与直角三角形,二次函数与等腰直角三角形等内容,欢迎下载使用。