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2021年中考二轮复习数学二次函数压轴题分类训练7:特殊平行四边形相关的综合题(附答案)
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1.如图,抛物线y=﹣x2﹣2x+3的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点.
(1)求点A、B、C的坐标;
(2)点M(m,0)为线段AB上一点(点M不与点A、B重合),过点M作x轴的垂线,与直线AC交于点E,与抛物线交于点P,过点P作PQ∥AB交抛物线于点Q,过点Q作QN⊥x轴于点N,可得矩形PQNM.如图,点P在点Q左边,试用含m的式子表示矩形PQNM的周长;
(3)当矩形PQNM的周长最大时,m的值是多少?并求出此时的△AEM的面积.
2.如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴负半轴交于点A,与x轴正半轴交于点B,与y轴负半轴交于点C,A(﹣4,0),B(1,0),∠ACB=90°.
(1)求点C的坐标和抛物线的函数关系式;
(2)点D是OA上一点(不与点A、O重合),过点D作x轴的垂线,交抛物线于点E,交AC于点F,当DF=EF时,求点E的坐标;
(3)设抛物线的对称轴l交x轴于点G,在(2)的条件下,点M是抛物线对称轴上一点,点N是坐标平面内一点,是否存在点M、N,使以A、E、M、N为顶点的四边形是菱形?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
3.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣4与x轴交于点A(﹣2,0)、B(4,0),与y轴交于点C.E为抛物线上一点,直线AE交y轴于点D,且OD=OA.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是第四象限内的抛物线上一点,过点P作PQ∥y轴交直线AE于点Q,交x轴于点F,过点P作PG⊥AE于点G,交x轴于点H,求PQ﹣GQ的最大值,并求出此时点P的坐标;
(3)如图2,点K为线段OD的中点,作射线AK,将该抛物线沿射线AK方向平移个单位长度,得到新抛物线y1=a1x2+b1x+c1(a1≠0),新抛物线与原抛物线交于点I.点N是平面内一点,点M是新抛物线上一点,若以点I、E、M、N为顶点的四边形是以IE为边的矩形,请直接写出点N的坐标.
4.如图,在平面直角坐标系中,点A在抛物线y=﹣x2+4x上,且横坐标为1,点B与点A关于抛物线的对称轴对称,直线AB与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点,点E的坐标为(1,1).
(1)求线段AB的长;
(2)点P为线段AB上方抛物线上的任意一点,过点P作AB的垂线交AB于点H,点F为y轴上一点,当△PBE的面积最大时,求PH的长度;
(3)在(2)中,HF+FO取得最小值时,将△CFH绕点C顺时针旋转60°后得到△CF′H′,过点F′作CF′的垂线与直线AB交于点Q,点R为抛物线对称轴上的一点,在平面直角坐标系中是否存在点S,使以点D、Q、R、S为顶点的四边形为菱形,若存在,请直接写出点S的坐标,若不存在,请说明理由.
5.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A,点B,与y轴交于点C,其中A(﹣4,0),B(2,0),C(0,﹣4).
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点P为直线AC下方抛物线上一点,PD⊥AC,当线段PD的长度最大时,求点P的坐标;
(3)将△BOC沿直线BC平移,平移后的三角形为△B'O'C'(其中点O'与点O不重合),点S是坐标平面内一点,若以A,C,O',S为顶点的四边形是菱形,请直接写出所有符合条件的点O'的坐标.
6.将抛物线C1:y=﹣x2+3沿x轴翻折,得抛物线C2.
(1)请求出抛物线C2的表达式;
(2)现将抛物线C1向左平移m个单位长度,平移后得到的新抛物线的顶点为M,与x轴的交点从左到右依次为A、B;将抛物线C2向右也平移m个单位长度,平移后得到的新抛物线的顶点为N,与x轴交点从左到右依次为D、E.在平移过程中,是否存在以点A,N,E,M为顶点的四边形是矩形的情形?若存在,请求出此时m的值;若不存在,请说明理由.
7.已知二次函数y=﹣x2+bx+c的图象L经过原点,与x轴的另一个交点为(8,0).
(1)求该二次函数的解析式;
(2)作x轴的平行线,交L于A,B两点(点A在点B的左边),过A,B两点作x轴的垂线,垂足分别为点D,C.当以A,B,C,D为顶点的四边形是正方形时,求点A的坐标.
8.如图,抛物线y=x2+2x的顶点为A,与x轴交于B、C两点(点B在点C的左侧).
(1)请求出A、B、C三点的坐标;
(2)平移抛物线,记平移后的抛物线的顶点为D,与y轴交于点E,F为平面内一点,若以A、D、E、F为顶点的四边形是正方形,且平移后的抛物线的对称轴在y轴右侧,请求出满足条件的平移后抛物线的表达式.
9.如图,直线y=﹣x+3与x轴、y轴分别交于点B,点C,经过B,C两点的抛物线y=x2+bx+c与x轴的另一个交点为A,顶点为P,点M为抛物线的对称轴上的一个动点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)当点M在x轴的上方时,求四边形COAM周长的最小值;
(3)在平面直角坐标系内是否存在点N,使以C,P,M,N为顶点的四边形为菱形?若存在,请写出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
10.如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c(a>0)与x轴相交于A(﹣1,0)、B(3,0)两点,点C为抛物线的顶点.点M(0,m)为y轴上的动点,将抛物线绕点M旋转180°,得到新的抛物线,其中B、C旋转后的对应点分别记为B′、C′.
(1)若a=1,求原抛物线的函数表达式;
(2)在(1)条件下,当四边形BCB'C'的面积为40时,求m的值;
(3)探究a满足什么条件时,存在点M,使得四边形BCB'C'为菱形?请说明理由.
11.如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A(﹣3,0),C(0,3),交x轴于另一点B,其顶点为D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P为抛物线上一点,直线CP交x轴于点E,若△CAE与△OCD相似,求P点坐标;
(3)如果点F在y轴上,点M在直线AC上,那么在抛物线上是否存在点N,使得以C,F,M,N为顶点的四边形是菱形?若存在,请求出菱形的周长;若不存在,请说明理由.
12.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=x2+bx+c与直线AB相交于A,B两点,其中A(﹣3,﹣4),B(0,﹣1).
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点P为直线AB下方抛物线上的任意一点,连接PA,PB,求△PAB面积的最大值;
(3)将该抛物线向右平移2个单位长度得到抛物线y=a1x2+b1x+c1(a1≠0),平移后的抛物线与原抛物线相交于点C,点D为原抛物线对称轴上的一点,在平面直角坐标系中是否存在点E,使以点B,C,D,E为顶点的四边形为菱形,若存在,请直接写出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
13.如图,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴,y轴分别交于点A(﹣1,0),B(3,0),点C三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)x轴上是否存在点P,使PC+PB最小?若存在,请求出点P的坐标及PC+PB的最小值;若不存在,请说明理由;
(3)连接BC,设E为线段BC中点.若M是抛物线上一动点,将点M绕点E旋转180°得到点N,当以B、C、M、N为顶点的四边形是矩形时,直接写出点N的坐标.
14.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a<0)与x轴交于点A(﹣2,0)、B(4,0),与y轴交于点C,且OC=2OA.
(1)该抛物线的解析式为 ;
(2)直线y=kx+1(k>0)与y轴交于点D,与直线BC交于点M,与抛物线上直线BC上方部分交于点P,设m=,求m的最大值及此时点P的坐标;
(3)若点D、P为(2)中求出的点,点Q为x轴的一个动点,点N为坐标平面内一点,当以点P、D、Q、N为顶点的四边形为矩形时,直接写出点N的坐标.
参考答案
1.解:(1)由抛物线y=﹣x2﹣2x+3可知,C(0,3).
令y=0,则0=﹣x2﹣2x+3,
解得,x=﹣3或x=1,
∴A(﹣3,0),B(1,0).
(2)由抛物线y=﹣x2﹣2x+3可知,对称轴为直线x=﹣1.
∵M(m,0),
∴PM=﹣m2﹣2m+3,MN=(﹣m﹣1)×2=﹣2m﹣2,
∴矩形PMNQ的周长=2(PM+MN)=(﹣m2﹣2m+3﹣2m﹣2)×2=﹣2m2﹣8m+2.
(3)∵﹣2m2﹣8m+2=﹣2(m+2)2+10,
∴矩形的周长最大时,m=﹣2.
∵A(﹣3,0),C(0,3),
设直线AC的解析式y=kx+b,
∴,解得k=1,b=3,
∴直线AC的解析式y=x+3,
令x=﹣2,则y=1,
∴E(﹣2,1),
∴EM=1,AM=1,
∴S△AEM=AM×EM=.
2.解:(1)由题意,OA=4,OB=1,OC⊥AB,
∵∠ACB=90°,
∴∠AOC=∠COB,∠OCA+∠OAC=90°,∠OCA=∠OCB=90°,
∴∠OAC=∠OCB,
∴△OAC~△OCB,
∴,
∴,
∴C(0,﹣2),
分别把A(﹣4,0),B(1,0),C(0,﹣2)代入y=ax2+bx+c得解得,
∴;
(2)设直线AC函数关系式为y=kx+b,
代入A(﹣4,0),C(0,﹣2)得,,
解得,,b=﹣2,
∴,
设D(m,0),
∴,,
∴,,
由题意m+2=(﹣m2﹣2m),
解得,m=﹣3或﹣4(舍去)
将m=﹣3代入,得,
∴E(﹣3,﹣2);
(3)存在,理由:
当以A、E、M、N为顶点的四边形是菱形时,△AEM是等腰三角形.
由题意,AD=1,DE=2,,
在Rt△ADE中,由勾股定理的,,
①当AE是边时,
当时,
∵点A到直线l的距离是,
∴此时点M不存在.
当时,如图,此时菱形为AEMN,
过点E作EH⊥l于点H,
∴yH=yE=﹣2,,
在Rt△EHM中,由勾股定理得MH==,
∴或,
∴,;
当点M为(﹣,﹣2+)时,
由EM=AN知,xM﹣xE=xN﹣xA,即﹣﹣(﹣3)=xN﹣(﹣4),解得xN=﹣,
同理可得,yN=,故点N1的坐标为(﹣,);
同理可得N2的坐标为(﹣,﹣);
②当AE是对角线时,
此时MA=ME,即MA2=ME2,此时菱形为AM3EN,
即MG2+AG2=MH2+EH2,
设,,
解得n=0,
∴,即点M3在x轴上,
则EN=AM3=﹣+4==xN﹣xE=﹣3﹣xN,
解得xN=﹣;
综上,,,.
3.解:(1)设抛物线的表达式为y=a(x﹣x1)(x﹣x2)=a(x+2)(x﹣4)=a(x2﹣2x﹣8),
则﹣8a=﹣4,解得a=,
抛物线的表达式为y=x2﹣x﹣4①;
(2)∵OA=OD=2,故点D(0,2),
由点A、D的坐标得,直线AE的表达式为y=x+2,
设点P的坐标为(x,x2﹣x﹣4),则点Q(x,x+2),
∵OA=OD,故∠QAK=45°,
而GP⊥AE,则△PQG为等腰直角三角形,
过点G作GK⊥PQ于点K,则QK=PK=GQ,
则PQ﹣GQ=PQ﹣QK=PK=PQ=(x+2﹣x2+x+4)=﹣x2+x+3,
∵﹣<0,故抛物线开口向下,
∴PQ﹣GQ有最大值,当x=2时,PQ﹣GQ的最大值为4,
此时点P(2,﹣4);
(3)联立y=x2﹣x﹣4和y=x+2并解得或,故点E(6,8),
∵点K为线段OD的中点,则点K(0,1),
∴tanKAO==,则sin∠KAO=,cos∠KAO=,
则该抛物线沿射线AK方向平移个单位长度相当于向右平移1个单位向上平移个单位,
则平移后的抛物线为y=(x﹣1)2﹣(x﹣1)﹣4+=(x﹣2)2﹣4=x2﹣2x﹣2②;
联立①②并解得,
故点I的坐标为(2,﹣4),
设点M(m,n),n=m2﹣2m﹣2③,
而点E(6,8),
则点I向右平移4个单位向上平移12个单位得到点E,
同样,点M(N)向右平移4个单位向上平移12个单位N(M),
当点M在点N的下方时,直线IM的解析式为y=﹣x﹣,
由,解得或,
∴M(4,﹣)或(﹣,﹣),
由平移的性质可知N(8,)或(,),
当点M在点N的上方时,
同理可得,点N的坐标为(,)或(,);
综上,点N的坐标为(8,)或(,)或(,)或(,).
4.解:(1)当x=1时,y=﹣x2+4x=3,故点A(1,3),
由抛物线的表达式知,其对称轴为直线x=2,故点B(3,3),
∴AB=2;
(2)如图1中,设P(m,﹣m2+4m),作PN∥y轴交BE于N.
∵直线BE的解析式为y=x,
∴N(m,m),
∴S△PEB=×2×(﹣m2+3m)=﹣m2+3m,
∴当m=时,△PEB的面积最大,此时P(,),H(,3),
∴PH=﹣3=;
(3)存在,理由:
如图1,作直线OG交AB于G,使得∠COG=30°,作HK⊥OG于K交OC于F,
∵FK=OF,
∴HF+FO=FH+FK=HK,此时HF+OF的值最小,
∵S△OGH=•HG•OC=•OG•HK,
∴HK==+,
∴HF+OF的最小值为=+,
如图2中,由题意CH=,CF=,QF′=,CQ=1,
∴Q(﹣1,3),D(2,4),DQ=,
①当DQ为菱形的边时,
则DQ=QS1=,而点Q(﹣1,3),则点S1(﹣1,3﹣),
同理可得:S2(﹣1,3+),S4(5,3);
②当DQ为对角线时,同理可得S3(﹣1,8),
综上所述,满足条件的点S坐标为(﹣1,3﹣)或(﹣1,3+)或(﹣1,8)或(5,3).
5.解:(1)设抛物线解析式为y=a(x+4)(x﹣2),
∵抛物线过C(0,﹣4),
∴﹣8a=﹣4,
∴,
∴此抛物线解析式为;
(2)过点P作PE∥y轴交AC于点E,如下图所示,
∵A(﹣4,0),C(0,﹣4),
∴AC解析式为y=﹣x﹣4,
设P(),E(m,﹣m﹣4),则PE=,
∵,
∴当时,PE最大,此时PD最大,
∴P(﹣2,﹣4);
(3)∵A(﹣4,0),C(0,﹣4),O′(a,2a),
∴AC2=32,CO'2=5a2+16a+16,AO'2=5a2+8a+16,
①CA2=CO′2即5a2+16a+16=32,
∴,
∴O1′(﹣4,﹣8),,
②AC2=AO′2即5a2+8a+16=32,
∴,
∴,,
③CO'2=AO'2即5a2+8a+16=5a2+16a+16,
∴a=0,
∴O5′(0,0)(舍),
综上所述,满足条件的点O'坐标有O1′(﹣4,﹣8),,,.
答:(1)此抛物线解析式为;
(2)P(﹣2,﹣4);
(3)点O'坐标有O1′(﹣4,﹣8),,,.
6.解:(1)∵抛物线C1:y=﹣x2+3的顶点为(0,3),
∴翻折后的抛物线的顶点坐标为(0,﹣3),
∴抛物线C2解析式为:y=x2﹣3;
(2)存在
连接AN,NE,EM,MA,
依题意可得:M(﹣m,3),N(m,﹣3),
∴M,N关于原点O对称,
∴OM=ON,
原C1、C2抛物线与x轴的两个交点分别(﹣,0),(,0),
∴A(﹣﹣m,0),E(+m,0),
∴A,E关于原点O对称,
∴OA=OE,
∴四边形ANEM为平行四边形,
∴AM2=3+9=12,
ME2=(+m+m)2+32=4m2+4m+12,
AE2=(+m++m)2=4m2+8m+12,
若AM2+ME2=AE2,
∴12+4m2+4m+12=4m2+8m+12,
解得m=,
此时△AME是直角三角形,且∠AME=90°,
∴当m=时,以点A,N,E,M为顶点的四边形是矩形.
7.解:(1)∵二次函数y=﹣x2+bx+c的图象L经过原点,与x轴的另一个交点为(8,0),
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x.
(2)如图,设A(m,﹣m2+m),
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=CD,
∴|﹣m2+m|=2(4﹣m),
解得m=2或12(舍弃)或﹣4或6(舍弃),
∴A(2,4)或(﹣4,﹣16),
综上所述,满足条件的等A的坐标为(2,4)或(﹣4,﹣16).
8.解:(1)∵抛物线y=x2+2x与x轴交于B、C两点,
∴0=x2+2x,
∴x1=0,x2=﹣2,
∴点B(﹣2,0),点C(0,0),
∵y=x2+2x=(x+1)2﹣1,
∴点A(﹣1,﹣1);
(2)设平移后抛物线的表达式为:y=(x+1﹣m)2﹣1+n(m>1),
∴点D(m﹣1,﹣1+n),
∵y=(x+1﹣m)2﹣1+n=x2+2×(1﹣m)x+m2﹣2m+n,
∴点E(0,m2﹣2m+n),
Ⅰ、如图1,当点D在点A的下方时,过点A作AM⊥y轴于N,过点D作DM⊥AM于M,
∴∠ANE=∠AMD=90°,
∵以A、D、E、F为顶点的四边形是正方形,
∴AE=AD,∠EAD=90°,
∴∠EAN+∠DAM=90°,
∵∠AEN+∠EAN=90°,
∴∠AEN=∠DAM,
∴△AEN≌△DAM(AAS),
∴AN=DM,EN=AM,
∴1=﹣1﹣(﹣1+n),m﹣1﹣(﹣1)=m2﹣2m+n﹣(﹣1),
∴n=﹣1,m=3,
∴平移后抛物线的表达式为:y=(x﹣2)2﹣2;
Ⅱ、如图2,点D在点A上方时,过点D作DM⊥y轴于N,过点A作AM⊥DM于M,
同理可证△EDN≌△DAM,
∴DN=AM,EN=DM,
∴m﹣1=﹣1+n+1,m2﹣2m+n﹣(﹣1+n)=m﹣1+1,
∴m=,n=,
∴平移后抛物线的表达式为:y=(x﹣)2﹣,
Ⅲ、当∠AED=90°时,
同理可求:y=(x﹣1)2﹣1;
综上所述:平移后抛物线的表达式为:y=(x﹣2)2﹣2或y=(x﹣)2﹣或y=(x﹣1)2﹣1.
9.解:(1)∵直线y=﹣x+3与x轴、y轴分别交于点B,点C,
∴点B(3,0),点C(0,3),
∵抛物线y=x2+bx+c经过B,C两点,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为:y=x2﹣4x+3;
(2)如图,连接AM,
∵y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,
∴抛物线的对称轴为直线x=2,
∵点A与点B关于对称轴对称,
∴AM=BM,点A(1,0),
∵点C(0,3),点A(1,0),点B(3,0),
∴OA=1,OC=3,OB=3,
∵四边形COAM周长=OC+OA+AM+CM,
∴四边形COAM周长=4+BM+CM,
∴当点B,点M,点C三点共线时,BM+CM有最小值为BC的长,
∴四边形COAM周长的最小值=4+BC,
∵BC===3,
∴四边形COAM周长的最小值=4+3;
(3)∵y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,
∴顶点P(2,﹣1),
又∵点C(0,3),
∴PC==2,
设点M(2,t),
∴MC==,
MP=|t+1|,
∵以C,P,M,N为顶点的四边形为菱形,
∴△CPM是等腰三角形,
若MC=MP,则=|t+1|,
∴t=,
∴点M(2,);
若MP=PC,则2=|t+1|,
∴t1=﹣1+2,t2=﹣1﹣2,
∴点M(2,﹣1+2)或(2,﹣1﹣2);
若MC=PC,则=2,
解得:t3=﹣1(不合题意舍去),t4=7,
∴点M(2,7);
综上所述:点M的坐标为(2,)或(2,7)或(2,﹣1+2)或(2,﹣1﹣2).
10.解:(1)由题意得:,
解得,
∴原抛物线的函数表达式为:y=x2﹣2x﹣3;
(2)连接CC′、BB′,延长BC,与y轴交于点E,
∵二次函数y=x2﹣2x﹣3的顶点为(1,﹣4),
∴C(1,﹣4),
∵B(3,0),
∴直线BC的解析式为:y=2x﹣6.
∴E(0,﹣6),
∵抛物线绕点M旋转180°,
∴MB=MB′,MC=MC′,
∴四边形BCB′C′是平行四边形,
∴S△BCM=×40=10,
∵S△BCM=S△MBE﹣S△MCE=×(3﹣1)×ME=ME,
∴ME=10,
∴m=4或m=﹣16;
(3)如图,过点C作CD⊥y轴于点D,
当平行四边形BCB'C′为菱形时,应有MB⊥MC,故点M在O、D之间,
当MB⊥MC时,△MOB∽△CDM,
∴=,
即MO•MD=BO•CD.
∵二次函数y=a(x+1)(x﹣3)的顶点为(1,﹣4a),M(0,m),B(3,0),
∴CD=1,MO=﹣m,MD=m+4a,OB=3,
∴﹣m(m+4a)=3,
∴m2+4am+3=0,
∵△=16a2﹣12≥0,a>0,
∴a≥.
所以a≥时,存在点M,使得四边形BCB'C′为菱形.
11.解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A(﹣3,0),C(0,3),
∴,
解得.
故此抛物线解析式为:y=﹣x2﹣2x+3;
(2)∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴顶点D(﹣1,4).
∵A(﹣3,0),C(0,3),D(﹣1,4),
∴AC=,OA=OC=3,CD=,∠OCD=∠CAE=135°,
∴点E只能在A点左边.
①若△CAE∽△DCO,
则,
∴AE=9,
∴OE=12,
∴E(﹣12,0).
∵C(0,3),
∴.
联立,
解得,(舍去),
∴P;
②若△CAE∽△OCD,
则,
∴AE=2,
∴OE=5,
∴E(﹣5,0).
∵C(0,3),
∴.
联立,
解得,(舍去),
∴P.
因此,P或;
(3)在抛物线上存在点N,使得以C,F,M,N为顶点的四边形是菱形.
①若CF为对角线,则CF与NM互相垂直平分时,四边形CNFM为菱形,
∵∠NCF=∠FCM=∠ACO=45°,
∴∠NCM=90°,
∴CN⊥CM,四边形CNFM为正方形,
∴N点与顶点D重合,
∵D(﹣1,4),
∴N(﹣1,4),CN=,
∴菱形CNFM的周长为;
②若CF为菱形的一边,则MN∥CF,CM∥FN,CN=CF,四边形CNMF为菱形,
∵∠NCM=∠FCM=45°,
∴∠NCM=90°,
∴CN⊥CF,四边形CNMF为正方形,
∵CN=2,
∴菱形CNMF的周长为2×4=8;
若CF为菱形的一边,则MN∥CF,CM∥FN,NM=NF时,四边形CNFM为菱形.
过F作FH⊥NM于H,设直线NM交x轴于G,N(m,﹣m2﹣2m+3),则M(m,m+3),G(m,0).
∴NM=|m+3﹣(﹣m2﹣2m+3)|=|m2+3m|=NF,
∵CM∥FN,∠ACO=45°,
∴∠NFH=∠FNH=45°,
∴NF=FH,
又∵FH=OG=|m|,
∴|m2+3m|=|m|,
∴m=﹣3﹣或m=﹣3+,
∴NF=,或NF=,
∴菱形周长为或
因此,存在菱形,其周长为或8或或.
12.解:(1)将点A、B的坐标代入抛物线表达式得,解得,
故抛物线的表达式为:y=x2+4x﹣1;
(2)设直线AB的表达式为:y=kx+t,则,解得,
故直线AB的表达式为:y=x﹣1,
过点P作y轴的平行线交AB于点H,
设点P(x,x2+4x﹣1),则H(x,x﹣1),
△PAB面积S=×PH×(xB﹣xA)=(x﹣1﹣x2﹣4x+1)×(0+3)=﹣x2﹣x,
∵<0,故S有最大值,当x=﹣时,S的最大值为;
(3)抛物线的表达式为:y=x2+4x﹣1=(x+2)2﹣5,
则平移后的抛物线表达式为:y=x2﹣5,
联立上述两式并解得:,故点C(﹣1,﹣4);
设点D(﹣2,m)、点E(s,t),而点B、C的坐标分别为(0,﹣1)、(﹣1,﹣4);
①当BC为菱形的边时,
点C向右平移1个单位向上平移3个单位得到B,同样D(E)向右平移1个单位向上平移3个单位得到E(D),
即﹣2+1=s且m+3=t①或﹣2﹣1=s且m﹣3=t②,
当点D在E的下方时,则BE=BC,即s2+(t+1)2=12+32③,
当点D在E的上方时,则BD=BC,即22+(m+1)2=12+32④,
联立①③并解得:s=﹣1,t=2或﹣4(舍去﹣4),故点E(﹣1,2);
联立②④并解得:s=﹣3,t=﹣4±,故点E(﹣3,﹣4)或(﹣3,﹣4﹣);
②当BC为菱形的的对角线时,
则由中点公式得:﹣1=s﹣2且﹣4﹣1=m+t⑤,
此时,BD=BE,即22+(m+1)2=s2+(t+1)2⑥,
联立⑤⑥并解得:s=1,t=﹣3,
故点E(1,﹣3),
综上,点E的坐标为:(﹣1,2)或(﹣3,﹣4)或(﹣3,﹣4﹣)或(1,﹣3).
13.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(﹣1,0),B(3,0),
∴设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣3)=ax2﹣2ax﹣3a,
∴﹣3a=3,
∴a=﹣1,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;
(2)如图,
在x轴下方作∠ABD=30°,交y轴负半轴于D,则BD=2OD,
∵B(3,0),
∴OB=3,
根据勾股定理得,BD2﹣OD2=32,
∴4OD2﹣OD2=9,
∴OD=,BD=2,
∵抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3,
∴C(0,3),
∴OC=3,
∴CD=3+,
过点P作PB'⊥BD于B',
在Rt△PB'B中,PB'=PB,
∴PC+PB=PC+PB',
当点C,P,B在同一条直线上时,PC+PB最小,最小值为CB',
∵S△BCD=CD•OB=BD•CB',
∴CB'===,
即PC+PB的最小值,
∵OB=OC=3,
∴∠OBC=∠OCB=45°,
∴∠DBC=45°+30°=75°,
∴∠BCP=90°﹣75°=15°,
∴∠OCP=30°,
∵OC=3,
∴OP=,
∴P(,0);
(3)如备用图,
设M(m,﹣m2+2m+3),
以B、C、M、N为顶点的四边形是矩形,
∴∠BMC=90°,
∵点A在x轴负半轴,且∠BOC=90°,
∴点M在x轴上方的抛物线,
过点M作ME⊥x轴于E,作MF⊥y轴于F,
∴∠MEO=∠MFO=90°=∠EOF,
∴四边形OEMF是矩形,
∴∠EMF=90°,
∴∠BME=∠CMF,
∵∠BEM=∠CFM=90°,
∴△BEM∽△CFM,
∴,
∴.
∴m=,
∴M(,)或(,),
∵点N是点M关于点E(,)的对称点,
∴N(,)或(,).
14.解:(1)因为抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣2,0)、B(4,0)两点,
所以可以假设y=a(x+2)(x﹣4),
∵OC=2OA,OA=2,
∴C(0,4),代入抛物线的解析式得到a=﹣,
∴y=﹣(x+2)(x﹣4)=﹣x2+x+4,
故答案为:y=﹣x2+x+4;
(2)如图1中,由题意,点P在y轴的右侧,作PE⊥x轴于E,交BC于F.
∵CD∥PE,
∴△CMD∽△FMP,
∴m=,
∵直线y=kx+1(k>0)与y轴交于点D,则D(0,1),
∵BC的解析式为y=﹣x+4,
设P(n,﹣n2+n+4),则F(n,﹣n+4),
∴PF=﹣n2+n+4﹣(﹣n+4)=﹣(n﹣2)2+2,
∴m==﹣(n﹣2)2+,
∵﹣<0,
∴当n=2时,m有最大值,最大值为,此时P(2,4);
(3)存在这样的点Q、N,使得以P、D、Q、N四点组成的四边形是矩形.
①当DP是矩形的边时,有两种情形,
a、如图2﹣1中,四边形DQNP是矩形时,
有(2)可知P(2,4),代入y=kx+1中,得到k=,
∴直线DP的解析式为y=x+1,可得D(0,1),E(﹣,0),
由△DOE∽△QOD可得,
∴OD2=OE•OQ,
∴1=•OQ,
∴OQ=,
∴Q(,0).
根据矩形的性质,将点P向右平移个单位,向下平移1个单位得到点N,
∴N(2+,4﹣1),即N(,3)
b、如图2﹣2中,四边形PDNQ是矩形时,
∵直线PD的解析式为y=x+1,PQ⊥PD,
∴直线PQ的解析式为y=﹣x+,
∴Q(8,0),
根据矩形的性质可知,将点D向右平移6个单位,向下平移4个单位得到点N,
∴N(0+6,1﹣4),即N(6,﹣3).
②当DP是对角线时,设Q(x,0),则QD2=x2+1,QP2=(x﹣2)2+42,PD2=13,
∵Q是直角顶点,
∴QD2+QP2=PD2,
∴x2+1+(x﹣2)2+16=13,
整理得x2﹣2x+4=0,方程无解,此种情形不存在,
综上所述,满足条件的点N坐标为(,3)或(6,﹣3)
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