2025年中考数学二次函数与特殊四边形专项练习
2025-01-17
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内容正文:
2025中考二次函数与特殊四边形专项练习
一.解答题(共28小题)
1.如图,已知抛物线与轴交于、两点,与轴交于点,点在点左侧,点的坐标为,点的坐标为为.
(1)求抛物线的函数关系式;
(2)若点是轴上的一点,在抛物线上是否存在点,使以、、、为顶点且以为一边的四边形是平行四边形?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
2.如图,抛物线的对称轴为直线,抛物线交轴于、两点,与直线交于、两点,直线与抛物线的对称轴交于点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)点在直线上方的抛物线上运动,若的面积最大,求此时点的坐标.
(3)在平面直角坐标系中,以点、、、为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出符合条件点的坐标.
3.如图,已知直线与轴、轴分别交于点、,抛物线过点、,且与轴交于另一个点.
(1)求点、的坐标;
(2)求该抛物线的表达式及点的坐标;
(3)点是线段上一点,过点作直线轴交该抛物线于点,当四边形是平行四边形时,求点的坐标.
4.二次函数的图象过点、,.
(1)求此函数的解析式;
(2)已知,点、分别在轴正半轴和抛物线上,且使四边形为平行四边形,求满足条件的点坐标.
5.综合与探究
如图,抛物线与轴交于点,(点在点的左侧),与轴交于点,是直线下方抛物线上的一点.
(1)求点的坐标及直线的解析式;
(2)如图①,连接,,当△的面积最大时,求点的坐标;
(3)如图②,抛物线的顶点为,抛物线的对称轴交直线于点,是线段上一动点(不与,两点重合),连接,设点的横坐标为,当为何值时,四边形为平行四边形?
6.如图,抛物线与轴交于、两点点在点左侧),某直线与抛物线交于、两点,其中点的横坐标为2.
(1)求、两点的坐标及直线的函数表达式;
(2)是线段上的一个动点,过点作轴的平行线交抛物线于点,求三角形面积的最大值;
(3)点是轴上的一个动点,抛物线上是否存在点,使、、、这四个顶点是以为边的平行四边形?如果存在,请求出满足条件的点坐标;如果不存在,说明理由.
7.如图,直线与轴,轴分别交于点,,抛物线经过,两点,与轴的另一交点为,点是抛物线上一动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点在直线上方时,连接,,,交于点,令的面积为,的面积为,求的最大值;
(3)点是该抛物线对称轴上一动点,是否存在以点,,,为顶点的平行四边形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
8.如图,一次函数图象与坐标轴交于点、,二次函数图象过、两点.
(1)求二次函数解析式;
(2)点关于抛物线对称轴的对称点为点,点是对称轴上一动点,在抛物线上是否存在点,使得以、、、为顶点的四边形是菱形?若存在,求出点坐标;若不存在,请说明理由.
9.如图,抛物线交轴于点和点,交轴于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)若点是直线下方抛物线上一动点,连接,,当△的面积最大时,求点的坐标及面积的最大值;
(3)在(2)的条件下,若点是直线上的动点,在平面内的是否存在点,使得以为边、以、、、和顶点的四边形是菱形?若存在,请求出符合条件的所有点的坐标;若不存在,请说明理由.
10.综合与探究:
如图,已知抛物线与轴交于,两点(点在点的左边),与轴交于点.直线与抛物线的对称轴交于点.将直线沿射线方向向下平移个单位,平移后的直线与直线交于点,与抛物线的对称轴交于点.
(1)求出点,,的坐标,并直接写出直线,的解析式;
(2)当△是以为斜边的直角三角形时,求出的值;
(3)直线上是否存在一点,使以点,,,为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
11.如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与轴交于,点,与轴交于点,点的坐标为,点是抛物线上一个动点.
(1)求二次函数解析式;
(2)若点在第一象限运动,当运动到什么位置时,的面积最大?请求出点的坐标和面积的最大值;
(3)连接,,并把沿翻折,那么是否存在点,使四边形为菱形;若不存在,请说明理由.
12.如图,在平面直角坐标系中,抛物线、为常数,且与轴交于点和点,与轴交于点,且.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)连接,点是抛物线的对称轴上的动点,点是平面内的点,是否存在以点、、、为顶点的四边形是菱形?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
13.如图,在平面直角坐标系中,抛物线交轴于点,点(点在点的左侧),交轴于点,连接,.是抛物线上一动点.
(1)求直线的解析式;
(2)求的面积;
(3)在直线下方的抛物线上是否存在一点,使得的面积为,若存在,请求出点的坐标,若不存在,请说明理由;
(4)在轴上是否存在一点,平面内有一点,使得四边形为菱形,若存在,请说明理由,并写出点的坐标,若不存在,请说明理由.
14.如图在平面直角坐标系中已知抛物线交轴于点、,交轴于点.
(1)求线段的长;
(2)点为第三象限内抛物线上一点,连接,过点作交轴于点,连接,求面积的最大值及此时点的坐标;
(3)在(2)的条件下,以轴为对称轴,将抛物线对称,对称后点的对应点为点,点为对称后的抛物线对称轴上一点,为平面内一点,是否存在以点、、、为顶点的四边形是菱形,若存在,直接写出点的坐标,若不存在,则请说明理由.
15.如图,在平面直角坐标系中,抛物线、为常数)经过点和点,点在此抛物线上,其横坐标为.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)当点在轴下方时,直接写出的取值范围;
(3)当点在轴右侧时,将抛物线、两点之间的部分(包括、两点)记为图象,设图象上最高点与最低点的纵坐标的差为.
①求与之间的函数关系式;
②点在此抛物线的对称轴上,点在坐标平面内,当时,以、、、为顶点的四边形为矩形,且为矩形的一边,直接写出点的坐标.
16.如图,二次函数的图象与轴的交点分别为和,与轴交于点,是直线上方二次函数图象上一动点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)如图1,过点作轴的平行线交于点,过点作轴的平行线交轴于点,求的最大值及点的坐标;
(3)如图2,设为抛物线对称轴上一动点,当点,点运动时,在坐标轴上确定点,使四边形为矩形,求出所有符合条件的点的坐标.
17.如图1,抛物线与轴交于,,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,点、为直线下方抛物线上的两点,点的横坐标比点的横坐标大1,过点作轴,交于点,过点作轴交于点,求的最大值及此时点的坐标;
(3)如图3,将抛物线先向右平移1个单位长度,再向下平移1个单位长度得到新的抛物线,在的对称轴上有一点,坐标平面内有一点,使得以点、、、为顶点的四边形是矩形,且为矩形一边,求出此时所有满足条件的点的坐标.
18.如图,抛物线与轴交于,两点(点在点的右侧),与轴交于点,直线交轴于点,点为直线上方抛物线上的一动点,过点作轴,垂足为,分别交直线,于点,.
(1)求点,的坐标;
(2)当时,连接,求的面积;
(3)若点是轴上的一点,当四边形是矩形时,求出点的坐标.
19.综合与探究
如图,抛物线与轴交于,两点(点在点的左侧),与轴交于点,作直线,,是直线下方抛物线上一动点.
(1)求,两点的坐标,并直接写出直线,的函数表达式.
(2)过点作轴,交直线于点,交直线于点.当为线段的中点时,求此时点的坐标.
(3)在(2)的条件下,若是直线上一动点,试判断在平面内是否存在点,使以,,,为顶点的四边形是矩形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
20.如图1,抛物线与轴交于和两点,与轴交于点.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)是抛物线上位于直线上方的一个动点,过点作轴交于点,过点作于点,过点作轴于点,求出的最大值及此时点的坐标;
(3)如图2,将原抛物线向左平移2个单位长度得到抛物线,与原抛物线相交于点,点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,使以点,,,为顶点的四边形为矩形,若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
21.有一张轴对称纸片,曲线部分为抛物线,如图1,以抛物线对称轴所在直线为轴建立平面直角坐标系,其中点,在轴上,点在轴上,且.
(1)求该抛物线的函数关系式;
(2)在纸片中裁剪出一个正方形,如图2,其中点,在该抛物线上,点,在轴上.求点的坐标.
22.如图,抛物线,经过点,轴,垂足为点,,、分别在轴,轴上,在对称轴右侧的抛物线上是否存在两点、,使四边形是正方形?若存在,求出点、的坐标;若不存在,请说明理由.
23.如图,抛物线经过,两点,且与轴交于点,点是抛物线的顶点,抛物线的对称轴交轴于点,连接.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点在该抛物线的对称轴上,若是以为腰的等腰三角形,求点的坐标;
(3)若为的中点,过点作轴于点,为抛物线上一动点,轴于点,为直线上一动点,当以、、、为顶点的四边形是正方形时,直接写出点的坐标.
24.如图,二次函数的图象交轴于点,,交轴于点,点是直线上方的二次函数图象上的一个动点,过点作轴,垂足为点,交于点.
(1)求二次函数的解析式和点的坐标;
(2)连接,交轴于点.
①当时,求点 的坐标;
②连接,四边形有可能是正方形吗?如果有可能,此时的正切值是多少?如果没可能,请说明理由.
25.如图,抛物线与轴交于、两点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点在坐标平面内,请问在抛物线上是否存在点,过点作轴的垂线交轴于点,使得四边形是正方形?若存在,求出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.
26.如图,抛物线与轴交于点和点,与轴交于点,点在抛物线上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点在第一象限内,过点作轴,交于点,作轴,交抛物线于点,点在点的左侧,以线段,为邻边作矩形,当矩形的周长为11时,求线段的长;
(3)点在直线上,点在平面内,当四边形是正方形时,请直接写出点的坐标.
27.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于、两点,其中,,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点是第一象限内抛物线上的一个动点,连结,过点作于点,延长与直线交于点,求的最大值及此时点的坐标;
(3)若将原抛物线绕原点旋转得到新的抛物线,是新抛物线上的一个动点,是直线上的一个动点,在平面直角坐标系上,是否存在一点,使得四边形为正方形?请直接写出满足条件的所有的坐标.
28.在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,,与轴交于点,对称轴直线与轴交于点,连接,,△的面积为.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,点为抛物线上的一个动点,点的横坐标为,过点作直线轴交直线于点,于点,当时,求的值;
(3)抛物线与关于轴对称,若点是抛物线上一点,点在直线上,点在坐标平面内,当四边形是正方形时,请求出点的横坐标.
2025中考二次函数与特殊四边形专项练习
参考答案与试题解析
一.解答题(共28小题)
1.如图,已知抛物线与轴交于、两点,与轴交于点,点在点左侧,点的坐标为,点的坐标为为.
(1)求抛物线的函数关系式;
(2)若点是轴上的一点,在抛物线上是否存在点,使以、、、为顶点且以为一边的四边形是平行四边形?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)待定系数法求出函数解析式即可;
(2)分点在轴上方和轴下方,两种情况进行讨论求解.
【解答】解:(1)抛物线过点,,
,
解得:
抛物线的函数关系式为;
(2)在抛物线上存在点,使以,,,为顶点且以为一边的四边形是平行四边形.理由:
①如图1,当点在轴下方时,则:,
点的纵坐标为,
令,则,
解得,,
点的坐标为;
②如图2,当点在轴上方时,
平行四边形的对角线分平行四边形为面积相等的两个三角形,点到轴的距离为3,
点到轴的距离为3,
令,则,
解得,
,,
综上可得,在抛物线上存在点,使以,,,为顶点且以为一边的四边形是平行四边形,点的坐标为或或.
2.如图,抛物线的对称轴为直线,抛物线交轴于、两点,与直线交于、两点,直线与抛物线的对称轴交于点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)点在直线上方的抛物线上运动,若的面积最大,求此时点的坐标.
(3)在平面直角坐标系中,以点、、、为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出符合条件点的坐标.
【分析】(1)令,求出点的坐标,根据抛物线的对称轴是直线,求出点的坐标,再根据待定系数法求出抛物线的解析式即可;
(2)设点,利用抛物线与直线相交,求出点的坐标,过点作轴交直线于点,利用,用含的式子表示出的面积,利用二次函数的最大值,即可求得点的坐标;
(3)求出点的坐标,然后求出直线、直线、直线的解析式,再根据以点、、、为顶点的四边形是平行四边形,得到直线、直线、直线的解析式,即可求出交点坐标.
【解答】解:(1)令,可得:,解得:,
点,
抛物线的对称轴为直线,
,即点,
,解得:,
抛物线的解析式为:;
(2)点在直线上方的抛物线上运动,
设点,
抛物线与直线交于、两点,
,解得:,,
点,
如图,过点作轴交直线于点,
点,
,
,
当时,的面积最大,
点,;
(3)当时,,
点,
如图,直线的解析式为,直线的解析式为,直线的解析式为,
以点、、、为顶点的四边形是平行四边形,
直线的解析式为,直线的解析式为,直线的解析式为,
联立得,
同理可得,,
综上所述,符合条件的点的坐标为或或.
3.如图,已知直线与轴、轴分别交于点、,抛物线过点、,且与轴交于另一个点.
(1)求点、的坐标;
(2)求该抛物线的表达式及点的坐标;
(3)点是线段上一点,过点作直线轴交该抛物线于点,当四边形是平行四边形时,求点的坐标.
【分析】(1)令,求出的值,令,求出的值,从而求出、的坐标;
(2)代入、的坐标,从而求得,令,求得点坐标;
(3)设、的坐标,表示出长,由求得.
【解答】解:(1)当时,,
,
当时,,
,
;
(2)由题意得:
,
,
,
由得:
,,
.
(3)作,
设,,
,
当时,四边形是平行四边形,
,
,
当时,,
.
4.二次函数的图象过点、,.
(1)求此函数的解析式;
(2)已知,点、分别在轴正半轴和抛物线上,且使四边形为平行四边形,求满足条件的点坐标.
【分析】(1)已知抛物线上的三点坐标,用待定系数法即可求解析式.
(2)由四边形为平行四边形可知,四个点的顺序是确定的,无需分类讨论,平行且等于,根据平移的性质,点平移到点的方向和距离与点平移到点是一致的,设点纵坐标为,则能通过平移规律得到用表示的坐标.把的坐标代入抛物线解析式即求出的值,进而求点坐标.
【解答】解:(1)二次函数的图象经过点、,
解得:
二次函数的解析式为
(2)设点坐标为,
四边形是平行四边形
,
可看作平移得到的线段
向左平移1个单位而,向下平移3个单位得到点
向左平移1个单位而,向下平移3个单位得到点
点在抛物线上
点坐标为
5.综合与探究
如图,抛物线与轴交于点,(点在点的左侧),与轴交于点,是直线下方抛物线上的一点.
(1)求点的坐标及直线的解析式;
(2)如图①,连接,,当△的面积最大时,求点的坐标;
(3)如图②,抛物线的顶点为,抛物线的对称轴交直线于点,是线段上一动点(不与,两点重合),连接,设点的横坐标为,当为何值时,四边形为平行四边形?
【分析】(1)由待定系数法即可求解;
(2)由,即可求解;
(3)因为四边形为平行四边形,所以,,即可求解.
【解答】解:(1)对于,当时,,
令,
解得或8,
则,,;
由点、的坐标得,直线的解析式为;
(2)过点作轴,交于点,
设,则.
则,
则,
因为,所以当时,△的面积最大,此时点的坐标为;
(3)由题意,,
所以,对称轴为,
令,则,所以.
所以,
因为四边形为平行四边形,所以,,
由题意知,则.
所以,
则,解得,(不符合题意,舍去).
所以当时,四边形为平行四边形.
6.如图,抛物线与轴交于、两点点在点左侧),某直线与抛物线交于、两点,其中点的横坐标为2.
(1)求、两点的坐标及直线的函数表达式;
(2)是线段上的一个动点,过点作轴的平行线交抛物线于点,求三角形面积的最大值;
(3)点是轴上的一个动点,抛物线上是否存在点,使、、、这四个顶点是以为边的平行四边形?如果存在,请求出满足条件的点坐标;如果不存在,说明理由.
【分析】(1)由待定系数法即可求出函数表达式;
(2)根据点在上可设出点的坐标.点坐标可根据已知的抛物线求得.因为都在垂直于轴的直线上,所以两点之间的距离为,列出方程后结合二次函数的性质即可得出答案;
(3)由数形集合的方法,画图即可求解.
【解答】解:(1)令,解得或,
,,,
将点的横坐标代入得,
,
直线的函数解析式是;
(2)设点的横坐标为,
则、的坐标分别为:,
,
点在点的上方,,
当时,的最大值,
则△的面积的最大值是:;
(3)存在,理由:
①如图,连接与抛物线和轴的交点,那么轴,此时,因此点的坐标是,
则点;
②如图,此时,两点的纵坐标互为相反数,因此点的纵坐标为3,代入抛物线中即可得出点的坐标为,,
③如图,同②可求出的坐标为,.
总之,符合条件的的坐标为:,或,或.
7.如图,直线与轴,轴分别交于点,,抛物线经过,两点,与轴的另一交点为,点是抛物线上一动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点在直线上方时,连接,,,交于点,令的面积为,的面积为,求的最大值;
(3)点是该抛物线对称轴上一动点,是否存在以点,,,为顶点的平行四边形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)根据一次函数得到,代入,于是得到结论;
(2)令,解方程得到,,求得,过作轴于,过作轴交于于,根据相似三角形的性质即可得到结论;
(3)根据为边和为对角线,由平行四边形的性质即可得到点的坐标.
【解答】解:(1)令,得,
令,得,
,,
抛物线经过.两点,
,
解得:,
;
(2)如图1,过作轴交于,过作轴交于,
令,
解得:,,
,
,
,
,
设,
,
,
,
;
当时,的最大值是;
(3),
对称轴为直线,
设,,,
①若四边形为平行四边形,
则,
,
解得:,,
的坐标为,;
②若四边形为平行四边形,
则,
,
解得:,,
的坐标为,;
③若四边形为平行四边形,
则,
,
解得:,,
的坐标为,;
综上,的坐标为,或,或,.
8.如图,一次函数图象与坐标轴交于点、,二次函数图象过、两点.
(1)求二次函数解析式;
(2)点关于抛物线对称轴的对称点为点,点是对称轴上一动点,在抛物线上是否存在点,使得以、、、为顶点的四边形是菱形?若存在,求出点坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)由可求出,,代入二次函数即得二次函数解析式为;
(2)由二次函数可得其对称轴为直线,设,,而与关于直线对称,可得,
①当、为对角线时,,可得,此时四边形是平行四边形,根据,,可得,即得此时;②、为对角线时,同理可得;③以、为对角线,同理可得.
【解答】解:(1)在中,令得,令得,
,,
二次函数图象过、两点,
,解得,
二次函数解析式为;
(2)存在,理由如下:
由二次函数可得其对称轴为直线,
设,,而,
与关于直线对称,
,
①当、为对角线时,如图:
此时的中点即是的中点,即,
解得,
当,时,四边形是平行四边形,
由,,可得,
,
四边形是菱形,
此时;
②、为对角线时,如图:
同理、中点重合,可得,
解得,
当,时,四边形是平行四边形,
由,,可得,
四边形是菱形,
此时;
③以、为对角线,如图:
、中点重合,可得,
解得,
,时,四边形是平行四边形,
由,,可得,
四边形是菱形,
此时;
综上所述,的坐标为:或或.
9.如图,抛物线交轴于点和点,交轴于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)若点是直线下方抛物线上一动点,连接,,当△的面积最大时,求点的坐标及面积的最大值;
(3)在(2)的条件下,若点是直线上的动点,在平面内的是否存在点,使得以为边、以、、、和顶点的四边形是菱形?若存在,请求出符合条件的所有点的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)将点和点代入解析式,求出和即可得到抛物线表达式;
(2)过点作轴交于点,设点,,,,得出当,即点时,△的面积取得最大值,最大值为4;
(3),,,,分①以、为对角线,,②以、为对角线,,两种情况进行讨论.
【解答】解:(1)交轴于点和点,
,
,
;
(2)当时,,
,
过点作轴交于点,
,,
,
设点,,
,
,
,
当,即点时,△的面积取得最大值,最大值为4;
(3),,,,
①以、为对角线,,
,
或(舍,
;
②以、为对角线,,
,
或,
,或,;
综上所述:或,或,.
10.综合与探究:
如图,已知抛物线与轴交于,两点(点在点的左边),与轴交于点.直线与抛物线的对称轴交于点.将直线沿射线方向向下平移个单位,平移后的直线与直线交于点,与抛物线的对称轴交于点.
(1)求出点,,的坐标,并直接写出直线,的解析式;
(2)当△是以为斜边的直角三角形时,求出的值;
(3)直线上是否存在一点,使以点,,,为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)分别求出、、的坐标,再用待定系数法求直线的解析式即可;
(2)先求平移后的直线解析式为,则,再由勾股定理可得方程,求出或(舍;
(3)先求,,当、为邻边时,与为菱形的对角线,轴,可得,,再将点代入直线的解析式中求出的值,即可求;当为菱形的对角线时,,此时,,再由点向左平移个单位,向上平移个单位得到点,则,,得到方程,求出的值即可求点坐标.
【解答】解:(1)当时,,
解得或,
,,
当时,,
,
设直线的解析式为,
,
解得,
直线的解析式为,
设直线的解析式为,
,
解得,
直线的解析式为;
(2),
抛物线的对称轴为直线,
,
平移后的直线解析式为,
,
,,,
△是以为斜边的直角三角形,
,
解得或(舍;
(3)存在点,使以点,,,为顶点的四边形是菱形,理由如下:
直线的解析式为,
直线平移后的函数解析式为,
当时,解得,
,,
抛物线的对称轴为直线,
,
当、为邻边时,与为菱形的对角线,
,
轴,
,,
的中点的纵坐标与中点的纵坐标相同,
,
解得,
;
当为菱形的对角线时,,
,,
,
点向左平移个单位,向上平移个单位得到点,
,,
点在直线上,
,
解得,
,;
综上所述:点坐标为或,.
11.如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与轴交于,点,与轴交于点,点的坐标为,点是抛物线上一个动点.
(1)求二次函数解析式;
(2)若点在第一象限运动,当运动到什么位置时,的面积最大?请求出点的坐标和面积的最大值;
(3)连接,,并把沿翻折,那么是否存在点,使四边形为菱形;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)利用待定系数法求出函数解析式即可;
(2)设,求出直线的解析式为,设,得到,根据二次函数的性质解答即可;
(3)设点,交于点,若四边形是菱形,连接,则,,得到方程,解方程即可得到答案.
【解答】解:(1)将,代入,
得,
解得,
二次函数的解析式为.
(2)设,
设直线的解析式为,
则,
解得,
直线的解析式为,
设,
,
当时,的面积最大,
,
此时,点的坐标为,的面积最大值为.
(3)存在.如图,设点,交于点,
若四边形是菱形,连接,则,,
,
解得,,
,或.
12.如图,在平面直角坐标系中,抛物线、为常数,且与轴交于点和点,与轴交于点,且.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)连接,点是抛物线的对称轴上的动点,点是平面内的点,是否存在以点、、、为顶点的四边形是菱形?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)由待定系数法即可求解;
(2)当为对角线时,由中点坐标公式和列出方程组,即可求解;当或为对角线时,同理可解.
【解答】解:(1)由题意得,,
则点、的坐标分别为:、,
则抛物线的表达式为:,
解得:,
则抛物线的表达式为:;
(2)存在,理由:
由抛物线的表达式知,其对称轴为直线,设点,点,
由、的坐标得,,
当为对角线时,
由中点坐标公式和得:
,解得:,
则点;
当或为对角线时,
由中点坐标公式和或得:
或,
解得:,
则点或,
综上,点的坐标为:或或.
13.如图,在平面直角坐标系中,抛物线交轴于点,点(点在点的左侧),交轴于点,连接,.是抛物线上一动点.
(1)求直线的解析式;
(2)求的面积;
(3)在直线下方的抛物线上是否存在一点,使得的面积为,若存在,请求出点的坐标,若不存在,请说明理由;
(4)在轴上是否存在一点,平面内有一点,使得四边形为菱形,若存在,请说明理由,并写出点的坐标,若不存在,请说明理由.
【分析】(1)先求得,,三点的坐标,再利用待定系数法即可求解;
(2)利用三角形的面积公式求解即可;
(3)过点作轴的平行线交于点,设点的坐标为,则点的坐标为,根据,列式计算即可求解;
(4)分、为边、当、为边、当为对角线,三种情况讨论,即可求解.
【解答】解:(1)令,则;
令,则,
解得,;
,,,
设直线的解析式为,
则,
解得,
直线的解析式为;
(2)由(1)得,,,
,,的面积为;
(3)过点作轴的平行线交于点,
设点的坐标为,则点的坐标为,
则,
依题意得,即,
整理得,
解得,,
点的坐标为或;
(4),,
,
当、为菱形的边时,
则点的坐标为或;
当、为菱形的边时,此时,
则点的坐标为;
当为菱形的对角线时,此时,
设点的坐标为,
,
解得,
则点的坐标为;
综上,点的坐标为或或或.
14.如图在平面直角坐标系中已知抛物线交轴于点、,交轴于点.
(1)求线段的长;
(2)点为第三象限内抛物线上一点,连接,过点作交轴于点,连接,求面积的最大值及此时点的坐标;
(3)在(2)的条件下,以轴为对称轴,将抛物线对称,对称后点的对应点为点,点为对称后的抛物线对称轴上一点,为平面内一点,是否存在以点、、、为顶点的四边形是菱形,若存在,直接写出点的坐标,若不存在,则请说明理由.
【分析】(1)对于,当时,,即点,令,则或1,即点,即可求解;
(2)证明,进而求解;
(3)当为对角线时,由中点坐标公式和,列出方程组即可求解;当为对角线时,由中点坐标公式和即可求解.
【解答】解:(1)对于,当时,,即点,
令,则或1,即点,
则;
(2)过点作轴于点,
,
,
由点、的坐标得,直线的表达式为:,
设点的坐标为:,则点,
则,
,
面积的最大值为4,此时点的坐标;
(3)存在,理由:
由题意得,点,对称后的抛物线的对称轴为,
故设点,,点,
当为对角线时,由中点坐标公式和得:
,解得:,
即点的坐标为:,和点重合,故舍去;
当为对角线时,由中点坐标公式和得:
或,
解得:或,
即点的坐标为:或或,或,.
综上,存在点,其坐标为:或或,或,.
15.如图,在平面直角坐标系中,抛物线、为常数)经过点和点,点在此抛物线上,其横坐标为.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)当点在轴下方时,直接写出的取值范围;
(3)当点在轴右侧时,将抛物线、两点之间的部分(包括、两点)记为图象,设图象上最高点与最低点的纵坐标的差为.
①求与之间的函数关系式;
②点在此抛物线的对称轴上,点在坐标平面内,当时,以、、、为顶点的四边形为矩形,且为矩形的一边,直接写出点的坐标.
【分析】(1)将点,代入之中得到关于,的方程组,解方程组求出,即可得到抛物线的解析式;
(2)先求出抛物线与轴的两个交点,,再根据抛物线的开口向下可得出当点在轴下方的抛物线上时,的取值范围;
(3)①先求出抛物线的点为,对称轴为,点,因此有以下三种情况,讨论如下:(ⅰ)时;(ⅱ)当时;(ⅲ)时,对于每一种情况,求出于的关系式即可;
②由①可知当时,,据此可求出点,再求出直线的解析式为,分两种情况进行讨论:(ⅰ)当点在轴上方时,先求出的解析式,再根据点在抛物线的对称轴上可求出点的坐标;(ⅱ)当点在轴的下方时,先求出的解析式为,再根据点在抛物线的对称轴上可求出点的坐标.
【解答】解:(1)将点,代入,
得:,解得:,
抛物线的解析式为:,
(2)对于,当时,,解得:,,
抛物线与轴的两个交点,,
又抛物线的开口向下,
当点在轴下方的抛物线上时,的取值范围是:或.
(3)①,
抛物线的点为,对称轴为,
点在轴右侧的抛物线上,且横坐标为,
点的坐标为,
又点,
点关于抛物线对称轴对称的点为;
分三种情况讨论如下:
(ⅰ)当,,
(ⅱ)当时,;
(ⅲ)时,,
综上所述:与之间的函数关系式是:;
②点的坐标为:或.
理由如下:
由①可知:当时,,
,解得:,(不合题意,舍去),
当时,,
点的坐标为,
设直线的解析式为:,
将点,代入,
得:,解得:,
直线的解析式为:,
以、、、为顶点的四边形为矩形,且为矩形的一边,
有以下两种情况:
(ⅰ)当点在轴上方时,设的解析式为:,
,
,
的解析式为:,
将点代入得:,
的解析式为:,
点在抛物线的对称轴上,
点的横坐标为2,
当是,,
此时点的坐标为,
(ⅱ)当点在轴的下方时,设的解析式为:,
同理:的解析式为:,
将点代入得:,
的解析式为:,
当时,,
此时点的坐标为.
综上所述:点的坐标为或.
16.如图,二次函数的图象与轴的交点分别为和,与轴交于点,是直线上方二次函数图象上一动点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)如图1,过点作轴的平行线交于点,过点作轴的平行线交轴于点,求的最大值及点的坐标;
(3)如图2,设为抛物线对称轴上一动点,当点,点运动时,在坐标轴上确定点,使四边形为矩形,求出所有符合条件的点的坐标.
【分析】(1)由待定系数法即可求解;
(2)由,即可求解;
(3)当时,此时轴,四边形是矩形,则,得到,即可求解;当时,点在轴上,证明△△,得到,即,即可求解.
【解答】解:(1)把,代入得:,
解得:,
抛物线的解析式为;
(2)在中,令得,
解得或,
,
由,得直线解析式为,
设,则,,,
,
,
当时,取最大值,
此时,;
(3)设,,
设的中点为,,
点、点的中点为,
,
点在坐标轴上,
或,
当时,此时轴,
四边形是矩形,
,
,
;
当时,点在轴上,如图,
过点作轴交于,
,
,,
,
△△,
,即,
解得:,
点在直线上方,
,
,则,,
综上所述:点坐标为或,.
17.如图1,抛物线与轴交于,,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,点、为直线下方抛物线上的两点,点的横坐标比点的横坐标大1,过点作轴,交于点,过点作轴交于点,求的最大值及此时点的坐标;
(3)如图3,将抛物线先向右平移1个单位长度,再向下平移1个单位长度得到新的抛物线,在的对称轴上有一点,坐标平面内有一点,使得以点、、、为顶点的四边形是矩形,且为矩形一边,求出此时所有满足条件的点的坐标.
【分析】(1)直接运用待定系数法即可解答;
(2)设,则,进而得到,;再表示出,最后根据二次函数的性质即可解答;
(3)分两种情况:当为矩形一边时,且点在轴的下方,过作轴,当为矩形一边时,且点在轴的上方,分别根据等腰直角三角形的性质、平移和矩形的判定定理解答即可.
【解答】解:(1)把和代入,得:,
解得:,
抛物线的解析式为;
(2)抛物线与轴交于点,令,则,
点的坐标为,设直线的解析式为,把、点的坐标代入得:,
解得:,
直线的解析式为,
点、为直线下方抛物线上的两点,设,则,
,,
,,
,
当时,,
;
(3)由题意可得:,
的对称轴为直线,
抛物线与轴交于点.
,
,
,,
当为矩形一边时,且点在轴的下方,过作轴,如图3所示:
在的对称轴为直线,
,
,,即点,
点向右平移2个单位、向下平移2个单位可得到点,则点向右平移2个单位、向下平移2个单位可得到;
当为矩形一边时,且点在轴的上方,如图4所示:
设的对称轴为直线与轴交于,
在的对称轴为直线,
,
,
,即,
,即点,
点向左平移1个单位、向上平移1个单位可得到点,则点向左平移1个单位、向上平移1个单位可得到点;
综上分析可知,点的坐标为:或.
18.如图,抛物线与轴交于,两点(点在点的右侧),与轴交于点,直线交轴于点,点为直线上方抛物线上的一动点,过点作轴,垂足为,分别交直线,于点,.
(1)求点,的坐标;
(2)当时,连接,求的面积;
(3)若点是轴上的一点,当四边形是矩形时,求出点的坐标.
【分析】(1)把代入抛物线中可得,然后令,再求解方程即可;
(2)先求出直线的解析式为,然后由,则,从而得出,得出,,最后根据三角形面积公式即可解答;
(3)根据矩形的性质,再结合可得,,由正切的定义可得,设,则,,,由列方程可得的值,从而得点的坐标.
【解答】解:(1)把代入抛物线中得:,
解得,
该抛物线的解析式为.
令,得,
解得,,
,.
(2)设直线的解析式为.
把,代入,得
解得
直线的解析式为.
设,
则,
.
由,得,
解得,
,,
,
的面积为.
(3)如图:四边形是矩形,
,.
,
.
直线的解析式为,
,
.
,,
,,
.
设,则,,,
.
,,
,
解得,
,
,
点的坐标为.
19.综合与探究
如图,抛物线与轴交于,两点(点在点的左侧),与轴交于点,作直线,,是直线下方抛物线上一动点.
(1)求,两点的坐标,并直接写出直线,的函数表达式.
(2)过点作轴,交直线于点,交直线于点.当为线段的中点时,求此时点的坐标.
(3)在(2)的条件下,若是直线上一动点,试判断在平面内是否存在点,使以,,,为顶点的四边形是矩形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)把先根据与轴的交点得到,的坐标,将坐标点代入即可得表达式;
(2)设,根据轴,得出,的代数式,再根据为线段的中点,即可求点的坐标;
(3)分情况讨论:①当,证明得△,根据比例即可;②当,证明得,根据比例即可.
【解答】解:(1)当时,.解得,.
点在点的左侧,
,,
设直线的表达式为:
将,代入得:,
解得:,
直线的函数表达式为,
同理将,代入,可得直线的函数表达式为.
(2)设,
轴,
,
,
,
为线段的中点,
,
.
解得(舍去),,
;
(3)存在,点的坐标为或,
分以下三种情况讨论:
①当时,如图,过点作轴于点,
过点作,交的延长线于点.
设,则,
,
.
,
,
.
又,
△,
,
,,
,,
,
解得,
,
;
②当时,如图,过点作轴,过点作于点,
过点作交的延长线于点.
设,则,
,
,
,
,
,
又,
,
,
,
,
,
解得,
,
;
③当时,该情况不存在.
综上所述,点的坐标为或.
20.如图1,抛物线与轴交于和两点,与轴交于点.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)是抛物线上位于直线上方的一个动点,过点作轴交于点,过点作于点,过点作轴于点,求出的最大值及此时点的坐标;
(3)如图2,将原抛物线向左平移2个单位长度得到抛物线,与原抛物线相交于点,点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,使以点,,,为顶点的四边形为矩形,若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)设顶点式,展开得,解方程求出即可得到抛物线解析式;
(2)根据题意推出等腰三角形,利用等腰直角三角形的性质,推出的表达式,从而建立起的函数表达式,最终利用函数法求最值;
(3)先通过勾股定理求出点的坐标,再由矩形对角线的性质,直接计算的坐标.
【解答】(1)解:设抛物线解析式为,
即,
,解得,
抛物线的函数表达式为;
(2)由题意,,则为等腰直角三角形,,
设的解析式为,将与代入得,则,
点在抛物线上,轴交于点,
设,则,,其中,
如图,延长交于点,则,
且由题可知,为等腰直角三角形,由”三线合一“知,,
,
,
由二次函数的性质可得,当时,最大值为,此时,;
(3)由平移可求得平移后函数解析式为,与原函数交点;
①以为边,作交对称轴于,可构造矩形,设,
,,,
,
,
解得,即,
此时设,,由、、、四点的相对位置关系可得:
,解得:,
;
②同理,以为边,作交对称轴于,可构造矩形,设,
,
,
解得,即,
此时设,,由、、、四点的相对位置关系可得:
,解得:,
;
③以为对角线,作交对称轴于,可构造矩形,设,
,
,
解得,,即,,
此时设,,由、、、四点的相对位置关系可得:
,解得:,
;
设,,由、、、四点的相对位置关系可得:
,解得:,
.
综上所述,点的坐标为或或或.
21.有一张轴对称纸片,曲线部分为抛物线,如图1,以抛物线对称轴所在直线为轴建立平面直角坐标系,其中点,在轴上,点在轴上,且.
(1)求该抛物线的函数关系式;
(2)在纸片中裁剪出一个正方形,如图2,其中点,在该抛物线上,点,在轴上.求点的坐标.
【分析】(1)设抛物线的表达式为,用待定系数法可得答案;
(2)设正方形的边长为,则,,代入可解得或,又,故,.
【解答】解:(1)由题意得,,,
设抛物线的表达式为,
将代入得:
,
解得,
,
抛物线的函数关系式;
(2)设正方形的边长为,则,,
点在抛物线上,
,
解得或,
,
,
,.
22.如图,抛物线,经过点,轴,垂足为点,,、分别在轴,轴上,在对称轴右侧的抛物线上是否存在两点、,使四边形是正方形?若存在,求出点、的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】将点代入抛物线,可求点的坐标,根据全等三角形的性质可得,,以为边在抛物线的右侧作正方形,过作轴,过作垂直轴于,不难得出三角形和三角形和三角形都全等,据此可求出,的坐标,然后将两点坐标代入抛物线的解析式中即可判断出、是否在抛物线上.
【解答】解:在抛物线(对称轴的右侧)上存在点、,使四边形是正方形.
把点代入抛物线,
则,
则点坐标为,
,
,
,
以为边在的右侧作正方形,过作于,轴于,可证,
,,
点坐标为,点坐标为.
,当时,;当时,.
、在抛物线上.
故在抛物线(对称轴的右侧)上存在点、,使四边形是正方形.
23.如图,抛物线经过,两点,且与轴交于点,点是抛物线的顶点,抛物线的对称轴交轴于点,连接.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点在该抛物线的对称轴上,若是以为腰的等腰三角形,求点的坐标;
(3)若为的中点,过点作轴于点,为抛物线上一动点,轴于点,为直线上一动点,当以、、、为顶点的四边形是正方形时,直接写出点的坐标.
【分析】(1)将点、的坐标代入抛物线表达式,即可求解;
(2)分、两种情况,利用等腰三角形腰相等求解即可;
(3)计算出,,当以、、、为顶点的四边形是正方形时,则,即可求解.
【解答】解:(1)将点、的坐标代入抛物线表达式得,解得,
故抛物线的表达式为;
(2)由抛物线的表达式知,点,函数的对称轴为直线,
则设点的坐标为,
由点、、的坐标得:,
同理可得:,,
当时,则,解得;
当时,同理可得或0(舍去,
故点的坐标为或或;
(3),故点的坐标为,
由点、的坐标得,点,
则点,
设点的坐标为,则点,
则,,
当以、、、为顶点的四边形是正方形时,则,
即,
当时,解得,
当时,解得,
故点的坐标为,或,或,或,.
24.如图,二次函数的图象交轴于点,,交轴于点,点是直线上方的二次函数图象上的一个动点,过点作轴,垂足为点,交于点.
(1)求二次函数的解析式和点的坐标;
(2)连接,交轴于点.
①当时,求点 的坐标;
②连接,四边形有可能是正方形吗?如果有可能,此时的正切值是多少?如果没可能,请说明理由.
【分析】(1)将点,点代入函数解析式中,即可求出和,得出二次函数解析式,当时,求出的值,得出点的坐标;
(2)①求出的解析式,证明,通过解方程得出点的坐标;②先证明四边形是矩形,再得出当四边形是正方形时,的值,求出的正切值.
【解答】解:(1)二次函数的图象经过,,
,
解得,
二次函数的解析式为,
令,则,
解得,,
;
(2)①,,
设直线的解析式为,代入,得,解得,
直线的解析式为,
设点的坐标为,则点的坐标为,
,,,,
,
,
,
,即,
,
,
,
,
解得(舍去)或,
点的坐标为;
②由①得,
,
四边形是平行四边形,
,
四边形是矩形,
当时,四边形是正方形,
,
解得,
,,
.
25.如图,抛物线与轴交于、两点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点在坐标平面内,请问在抛物线上是否存在点,过点作轴的垂线交轴于点,使得四边形是正方形?若存在,求出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)由待定系数法即可求解;
(2)由,即可求解.
【解答】解:(1)由题意得,抛物线的表达式为:;
(2)存在,理由:
设点,
当四边形是正方形,则,
而,
,
解得:(舍去)或或,
则点,或,.
26.如图,抛物线与轴交于点和点,与轴交于点,点在抛物线上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点在第一象限内,过点作轴,交于点,作轴,交抛物线于点,点在点的左侧,以线段,为邻边作矩形,当矩形的周长为11时,求线段的长;
(3)点在直线上,点在平面内,当四边形是正方形时,请直接写出点的坐标.
【分析】(1)利用待定系数法即可求解;
(2)先求得直线的解析式为,设,则,利用对称性质求得,推出,,利用矩形周长公式列一元二次方程计算即可求解;
(3)先求得直线的解析式为,分别过点、作轴的垂线,垂足分别为、,证明△△,推出.,设,则,,由点在直线上,列式计算,可求得的值,利用平移的性质即可求解.当沿着点逆时针旋转得到,设,则点,然后表示出、的坐标,再代入一次函数即可解答.
【解答】解:(1)抛物线经过点和,
解得,
抛物线的解析式为;
(2)点和.
设直线的解析式为,则,
解得.
直线的解析式为,
设,且,则,
,
抛物线的对称轴为直线,
,
,
依题意得.
解得(舍去)或.
,
(3)令,则,
解得或.
.
设直线的解析式为,将,代入,
解得,,
直线的解析式为,
四边形是正方形,
,,分别过点、作轴的垂线,垂足分别为、,如图,
,.
△△.
,.
设,
当点在轴左侧,轴下方时,
则,.
,,
点在直线上,
.
解得或(舍去),
当时,,,,,
点向左平移个单位,再向下平移个单位,得到点,
则点向左平移个单位,再向下平移个单位,得到点,
当点在轴左侧,轴上方时,如图,分别过点、作轴的垂线,垂足分别为、,
则,.
,,点在直线上,
,
解得:(舍去),,
,,,
同理可得:,;
当点在轴右侧,轴下方时,作轴,轴,如图:
设,则点,则点,
,
解得或(舍去),
点的坐标为,;
当点在轴右侧,轴上方时,作轴,轴,如图:
则,,
,,
点在直线上,,
解得:,(舍去),
,,
点的坐标为;
综上,点的坐标为,或,或,或.
27.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于、两点,其中,,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点是第一象限内抛物线上的一个动点,连结,过点作于点,延长与直线交于点,求的最大值及此时点的坐标;
(3)若将原抛物线绕原点旋转得到新的抛物线,是新抛物线上的一个动点,是直线上的一个动点,在平面直角坐标系上,是否存在一点,使得四边形为正方形?请直接写出满足条件的所有的坐标.
【分析】(1)根据题意得:,即可求解;
(2)证明,得到,即可求解;
(3)证明△△,得到,.则点的坐标为或,,再分类求解即可.
【解答】解:(1)根据题意得:,
抛物线的解析式为;
(2)过点作直线于,交直线于,
轴,
,
抛物线与轴交于、两点,其中,与轴交于点.
令,则,解得,,令,则,
,,
,
,
,
,
,
,
,
直线,
,
,
由点、的坐标得,直线的解析式为,
设直线交轴于,,则, ,
,,
,
的最大值为,此时点的坐标为,;
(3)如图,
根据旋转得抛物线过点,,,
,
设,
四边形为正方形,
,,
,
过点作轴于,过点作轴于,
,
,
,
△△,
,.
,
点的坐标为或,,
①当点的坐标为时,
,,,四边形为正方形,
点的坐标为;
②当点的坐标为时,
,,,四边形为正方形,
点的坐标为;
综上,存在,点的坐标为或.
28.在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,,与轴交于点,对称轴直线与轴交于点,连接,,△的面积为.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,点为抛物线上的一个动点,点的横坐标为,过点作直线轴交直线于点,于点,当时,求的值;
(3)抛物线与关于轴对称,若点是抛物线上一点,点在直线上,点在坐标平面内,当四边形是正方形时,请求出点的横坐标.
【分析】(1)设抛物线的解析式为,根据面积求出,将点代入函数解析式即可求的值,从而确定函数解析式即可;
(2)由题可知,再分别求出,,,则,,根据,建立方程求出的值即可;
(3)由对称性可求,分类讨论,①当点在轴下方,点在轴上方时,过作轴,过点作交于点,过点作交于点,证△△,从而得到,,代入抛物线求解即可;②当点在轴下方,点在轴下方时,同理可得,,代入抛物线求解即可;③当点和点均在轴上方时,同理可得,,代入抛物线求解即可;④当点在轴上方,点 在轴下方时,同理可得,,代入抛物线求解即可.
【解答】解:(1)设抛物线的解析式为,
、的中点为,,
,
△的面积为,
,
解得,
,
将点代入,
,
解得,
抛物线的解析式为;
(2)点的横坐标为,
,
设直线的解析式为,
,
解得,
直线的解析式为,
轴,
,
轴,
,,
,,
,
,
解得或,
,
或或;
(3)抛物线与关于轴对称,
,
①当点在轴下方,点在轴上方时,过作轴,过点作交于点,过点作交于点,
四边形是正方形,
,,
,
,
△△,
,,
设,,,
,,
,,
将点坐标代入抛物线解析式得,,
解得或(舍去),
,
点的横坐标为;
②当点在轴下方,点在轴下方时,
同理可得,,
,
解得(舍或,
此时,
点的横坐标为;
③当点和点均在轴上方时,
同理可得,,
,
解得或(舍去),
,
点的横坐标为;
④当点在轴上方,点 在轴下方时,
同理可得,,
,
解得(舍去)或,
此时,
点的横坐标为;
综上所述:点横坐标为或或或.
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