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2024年中考数学二轮复习——二次函数与平行四边形存在性问题
一.例题
1.如图,在平面直角坐标系中,抛物线L:y=ax2+bx﹣4与x轴交于点A(﹣1,0),B(4,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线L的函数表达式;
(2)抛物线L′于L关于原点对称,点A、B在L′的对应点分别为A′、B′.那么在L的对称轴上是否存在一点M,在L′上是否存在一点N,使得以A、A′、M、N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出N点的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)将点A(﹣1,0),B(4,0),代入y=ax2+bx﹣4,得
,
解得:,
∴y=x2﹣3x﹣4;
(2)∵顶点坐标为,对称轴为直线,
∴抛物线L′的顶点坐标为,
∴抛物线L′的解析式为x2﹣3x+4,
∵点A、B关于原点的对称,
∴A′(1,0),B′(﹣4,0),
设,N(n,﹣n2﹣3n+4),
①当AA′为平行四边形的对角线时,,
解得:,
∴;
②当AM为平行四边形的对角线时,,
解得:,则,
∴,
③当AN为平行四边形的对角线时,,
解得:,则,
∴,
综上所述,或或.
2.如图,已知,抛物线y=x2+bx+c交x轴于A(﹣3,0),B(1,0)两点,过点M(0,1)的直线y=kx+1交抛物线于C,D两点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)P是x轴上的一个动点,抛物线上是否存在点Q,使以C,D,P,Q为顶点的四边形为平行四边形?若存在,请求出点Q的坐标:若不存在,请说明理由?
解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c交x轴于A(﹣3,0),B(1,0),
∴,
解得:,
∴抛物线解析式为:y=x2+2x﹣3;
(2)依题意,,
解得:或,
∴C(﹣2,﹣3),D(2,5),则M(0,1),
设P(p,0),Q(t,t2+2t﹣3),
当CD为对角线时,
∴,即t2+2t﹣3=2,
解得:或,
则或,
当CD为边时,,即t2+2t﹣3=8,
解得:或,
则或,
综上所述,或或或.
3.如图,抛物线y=ax2+bx与x轴交于O,A两点,C(2,5)是抛物线的顶点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)作CD⊥x轴于点D,P为抛物线上位于点A,C之间的一点,连接OP,若OP恰好平分△COD的面积,求点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,平面内是否存在点Q,使得以C,D,P,Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)∵C(2,5)是抛物线的顶点,
∴抛物线的对称轴为直线x=2,
∵抛物线经过O点,
∴A(4,0),
∴,
解得:,
∴抛物线的表达式为.
(2)如图,CD与OP交于E,
∵OP恰好平分△COD的面积,
∴E是CD的中点,
∵C(2,5),
∴CD=5,
∴,
∴,
设直线OP的解析式为y=kx,则有
,
解得:,
∴直线OP的解析式为,
联立,
解得:或,
∴.
(3)存在,
如图,连接DP,分别过C、D、P作DP、CP、CD的平行线,分别交于Q1、Q2、Q3,
∴四边形PCDQ1、四边形CQ2DP、四边形CDPQ3均是平行四边形,
∴,
设直线CP的解析式为y=ax+b,则有
,
解得:,
∴直线CP的解析式为,
∴可设直线DQ1的解析式为,
∵D(2,0),
∴,
解得:,
∴直线DQ1的解析式为,
∴,
∴,
同理可求:,
将Q1向上平移10个单位得到Q3,
∴,
故Q的坐标为或或.
4.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),点A的坐标为(﹣1,0),与y轴交于点C(0,3),作直线BC.动点P在x轴上运动,过点P作PM⊥x轴,交抛物线于点M,交直线BC于点N,设点P的横坐标为m.
(1)求抛物线的解析式和直线BC的解析式;
(2)当以C、O、M、N为顶点的四边形是平行四边形时,直接写出m的值.
解:(1)∵抛物线过A、C两点,
∴代入抛物线解析式可得,解得,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3,
令y=0可得,﹣x2+2x+3=0,解x1=﹣1,x2=3,
∵B点在A点右侧,
∴B点坐标为(3,0),
设直线BC解析式为y=kx+s,
把B、C坐标代入可得,解得,
∴直线BC解析式为y=﹣x+3;
(2)∵PM⊥x轴,
∴MN∥OC,
当以C、O、M、N为顶点的四边形是平行四边形时,则有OC=MN,
当点P在线段OB上时,则有MN=﹣m2+3m,
∴﹣m2+3m=3,此方程无实数根,
当点P不在线段OB上时,则有MN=﹣m+3﹣(﹣m2+2m+3)=m2﹣3m,
∴m2﹣3m=3,解得m或m,
综上可知当以C、O、M、N为顶点的四边形是平行四边形时,m的值为或.
5.综合与探究
如图,已知抛物线与x轴交于A,B两点(点B位于点A的右边),与y轴交于点C,连接B