内容正文:
2025年春九年级数学中考二轮复习《二次函数综合压轴题》
常考题型分类专题训练(附答案)
一、二次函数与直角三角形综合
1.如图,已知抛物线经过两点
(1)求、的值.
(2)若点为抛物线上一动点,的面积为10时,求点的坐标.
(3)设点为抛物线的对称轴上的一个动点,直接写出使为直角三角形的点的坐标.
2.如图,抛物线与轴交于,两点(点在点左边),与轴交于点.直线经过,两点,点是抛物线上一动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点在下方运动时,求面积的最大值;
(3)若点为直线上一点,作点关于轴的对称点连接当是直角三角形时,直接写出点的坐标.
3.综合与探究
已知抛物线与直线交于,两点,与轴的另一个交点为.
(1)求抛物线的解析式.
(2)若为抛物线顶点,则线段的长为_____.
(3)如图1,点是直线上方抛物线的一动点,过点作轴,交于点.连接,求的面积的最大值.
(4)如图2,在抛物线上是否存在点,使得是以为直角边的直角三角形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
4.如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与轴交于两点,与轴交于,点在原点的左侧,点的坐标为.点是抛物线上一个动点,且在直线的上方.
(1)求这个二次函数及直线的表达式;
(2)过点作轴交直线于点,求的最大值;
(3)点为抛物线对称轴上的点,问在抛物线对称轴右侧的图象上是否存在点,使为等腰直角三角形,且为直角,若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
5.在平面直角坐标系中,矩形的顶点,分别在轴,轴上,.抛物线与轴交于,两点.
(1)如图1,若抛物线经过点,求抛物线的表达式;
(2)如图2,在(1)的条件下,连接,为线段上一点,连接,若,请判断和是否相等,并说明理由;
(3)若抛物线的顶点为,取的中点,则以,,为顶点的三角形能否为直角三角形?若能,请直接写出的值;若不能,请说明理由.
二、二次函数与等腰三角形综合
6.如图,抛物线与x 轴交于A、B两点,与y轴交于点C,点A的坐标为,点B 的坐标为.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)点P是直线上方抛物线上一个动点,过点P作x 轴的垂线交直线于点D, 过点P作y 轴的垂线,垂足为点E.
①请探究是否有最大值?若有最大值,求出最大值及此时P点的坐标;若没有最大值,请说明理由;
②连接,当为等腰三角形时,求点D的坐标.
7.综合与探究
如图,抛物线与轴交于点,与轴交于点.
(1)求此抛物线的表达式.
(2)是位于第一象限内抛物线上的一个动点,当的面积最大时,求此时点的坐标及的面积.
(3)抛物线的对称轴上是否存在一点,使得是等腰三角形?若存在,直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
8.如图,已知抛物线与轴交于点和点(点在点的左侧),与轴交于点.
(1)求、、三点的坐标;
(2)如图1,若点是线段上的一个动点(不与点,重合),过点作轴的平行线交抛物线于点,连接,当线段长度最大时,判断四边形的形状,并说明理由;
(3)如图2,在(2)的条件下,是的中点,过点的直线与抛物线交于点,且.在轴上是否存在点,使得为等腰三角形?若存在,求点的坐标;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)求抛物线的函数表达式;
(2)如图,若点是线段上的一动点,作轴,交抛物线于点,当最大时,在抛物线对称轴上找一点,使的值最小,求出此时点的坐标;
(3)若点在直线上的运动过程中,是否存在点,使为等腰三角形?若存在,直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
10.综合与探究
如图,二次函数的图象与轴交于两点,与轴交于点.
(1)求二次函数的表达式并直接写出点的坐标;
(2)求的面积,并在该二次函数图象上确定一点,使与的面积相等,请求出所有满足条件的点的坐标.
(3)该二次函数对称轴上是否存在一点,使是以为腰的等腰三角形?若存在,接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
三、二次函数与平行四边形综合
11.如图,在平面直角坐标系中,是等腰直角三角形,,,,抛物线的图象经过C点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)平移该抛物线的对称轴所在直线L.当L移动到何处时,恰好将的面积分为相等的两部分?
(3)点P是抛物线上一动点,是否存在点P,使四边形为平行四边形?若存在,求出P点坐标;若不存在,说明理由.
12.如图,在平面直角坐标系中,直线与轴交于点,与轴交于点,抛物线经过,两点且与轴的负半轴交于点,为抛物线上的一个动点,连接,,.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)当点在直线上方时,求面积的最大值;
(3)当点在轴右侧时:
①连接,当的面积是面积的一半时,直接写出点的坐标______;
②设是抛物线对称轴上一动点,当、、、为顶点的四边形是平行四边形时,求出所有符合条件的的值.
13.如图:抛物线与直线交于点A,B.其中点B的横坐标为2.点是线段上的动点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)过点P的直线垂直于x轴,交抛物线于点Q,求:线段长的最大值
(3)在平角直角坐标系中,我们把横、纵坐标都为整数的点称为整点,记顶点都是整点的四边形为整点四边形,在(2)的情况下,在平面内找出所有符合要求的整点R,使P、Q、B、R为整点平行四边形,请直接写出整点R的坐标
14.已知:抛物线分别交轴于、两点,交轴于点.
(1)若顶点的横坐标为.
①求抛物线的解析式;
②如图①,直线分别与轴,轴交于、两点,将直线沿轴正方向平移个单位得直线,直线和抛物线相交于点、,是否存在,使四边形为平行四边形?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由.
(2)如图②,若直线平行于交抛物线于点、,直线与直线交于点,若点在定直线上运动,求的值.
15.如图,抛物线与轴交于点,点,交轴于点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)如图1,点在直线上方抛物线上运动,过点作于点,轴于点,交于点,求的最大值,以及此时点的坐标.
(3)将原抛物线沿轴向右平移1个单位长度后,得到新抛物线与轴交于点,点的对应点为,点是第一象限内新抛物线上的点,且点到轴的距离等于点到轴的距离的一半,,请求出点的坐标.
(4)在(3)的条件下,点是新抛物线的对称轴上一点,在轴上是否存在一点,使得以点,为顶点的四边形为平行四边形,若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
四、二次函数与矩形综合
16.如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点是抛物线对称轴上一点,点是平面内任意一点,当以、、、为顶点的四边形是矩形时,求点的坐标;
(3)过点的直线交直线于点,连接,当直线与直线的夹角等于的2倍时,请直接写出点的坐标.
17.在平面直角坐标系中,矩形的一边长为,且位于第一象限,点的坐标为,点在轴上.抛物线经过点和点,且抛物线的顶点在线段上,
(1)求抛物线的解析式;
(2)矩形与矩形关于原点对称,平移抛物线,
①若平移后的抛物线在矩形内的部分是轴对称图形,请探究抛物线如何平移?
②将抛物线向左平移个单位长度,向下平移个单位长度,.若平移后的抛物线与矩形的一组对边分别相交于点,是否存在直线平分矩形面积的情形?若存在,请求出和的值;若不存在,请说明理由.
18.如图,在平面直角坐标系中,直线交x轴于B点,交y轴于C点,抛物线经过B、C两点且与x轴交于另一点A.
(1)求A、B、C的坐标及抛物线的解析式;
(2)若点P是直线上方抛物线上一点,求面积的最大值及点P的坐标;
(3)若点H是抛物线上一动点,且横坐标为m,、为平面内任意两点,连接、,以、为边构造矩形.当抛物线在矩形内的部分所对应的函数值y随x的增大而变化时,求m的取值花围.
19.如图,在平面直角坐标系中,经过点,的抛物线(a,b为常数)与y轴交于点C,顶点为点D.点P为点B右侧抛物线上一点,其横坐标为.
(1)求抛物线的解析式.
(2)在抛物线的对称轴上找一点E,使得取得最小值,求E点坐标;
(3)若点M坐标为,连结,取线段的中点Q,将点Q绕点A顺时针方向旋转得到点N,连结,以,为邻边构造矩形.
①设的长为l,求l关于m的函数解析式;
②请直接写出当点P在矩形外部时,m的取值范围.
20.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与直线相交,其中一个交点为A,点A的横坐标为8.点P为抛物线上动点,其横坐标为m.
(1)求这条抛物线所对应的函数表达式及顶点坐标;
(2)这条抛物线在点P右侧部分(包括点P)的最低点的纵坐标为,求m的值;
(3)过点P作y轴的平行线交直线于点Q,以PQ为边作矩形,使与y轴垂直.
①当,点N的横坐标为时,求矩形面积的最大值;
②当点N的横坐标为,抛物线在矩形内部的函数值y随x的增大而减小时,直接写出m的取值范围.
参考答案
1.(1)解:把代入中得:
,
解得,;
(2)解:由(1)知,,
设点,
,
,
的面积为10,
,
当时,,即
∵,此方程无实数根.
∴
当时,,
解得,,
或
(3)解:抛物线解析式为,
抛物线的对称轴为直线,
当时,,
∴,
设,
,
,
,
当时,则,
,
解得:,
点的坐标为或;
当时,则,
,
解得:,
点的坐标为;
当时,则,
,
解得:,
点的坐标为;
综上所述,存在这样的点,使得为直角三角形,点的坐标为或或或.
2.解:(1)对于直线,令则,
,
令则,
,
,
将点,坐标代入抛物线,得
,
,
抛物线的解析式为:;
(2)解:过点P作轴交于点G,
设,则),
,
,
当时,的值最大,最大值为;
(3)解:对应,
当时,,解得:
∴,
∵是关于轴的对称点
∴,
如图所示,
设,
∵,,
∴,,
当时,
∴
解得:(舍去)或,则
当时,
∴
解得:,则
综上所述,当是直角三角形时,或.
3.(1)解:将,代入,得:
,
解得,
抛物线的解析式为;
(2)解:,
,
,
故答案为:;
(3)解:设直线的解析式为,
将,代入,得:
,
解得,
直线的解析式为;
由(1)知抛物线的解析式为,直线的解析式为,
设,则,
,
,
,
当时,有最大值,最大值为8;
(4)解:存在,点的坐标为,,理由如下:
设点的坐标为,
,,
,,,
当中,当时,,
,
化简得,
解得或,
当时,点与点重合,不合题意,舍去,
当时,,
点的坐标为;
同理,当时,,
,
化简得,
解得或,
当时,点与点重合,不合题意,舍去,
当时,,
点的坐标为;
综上可知,点的坐标为,.
4.(1)解:抛物线经过点,,
∴,
解得,
∴二次函数的表达式为,
设直线的表达式为,把、代入得,
,
解得,
∴直线的表达式为;
(2)解:设,
∵轴交直线于点,
∴,
∴,
∴当时,的值最大,最大值为;
(3)解:存在.
①当点在轴上方,点在对称轴右侧时,如图,
设对称轴与轴交于点,过点作于点,
∵为等腰直角三角形,且为直角,
∴,,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,,
∵二次函数的对称轴为直线,
∴,
设点坐标为,则,
∴,
∵点在抛物线上,
∴,
整理得,,
解得或(不合,舍去),
点坐标为;
②当点在轴下方,点在对称轴右侧时,如图,
同理可得,点坐标为;
综上,点的坐标为或.
5.(1)解:∵矩形的顶点,分别在轴,轴上,,
∴,
∵抛物线与轴交于,,
∴,
解得:,
∴抛物线的表达式为;
(2)解:如图,连接,
∵矩形的顶点,分别在轴,轴上,,
∴,,
∴,
∵,,设,
∴,,
∵在中,,
∴,
解得:,
∴,
∴,
∴,
∴和相等;
(3)解:∵抛物线与轴交于,
∴,
∴,
∴抛物线为,
∴顶点为,
∵为的中点,
∴,
∵,
∴,
,
,
如图,当时,则为直角三角形;
∴,
解得:或;
当时,则为直角三角形;如图,
∴,
解得:;
当时,则为直角三角形;
∴,
整理得:,
∴,
∴该方程无解;
综上:为直角三角形,则或或或.
6.(1)解:将A,B的坐标代入
得 ,
解得,,
(2)解:①由(1)可得C的坐标为,则直线的解析式可设为.
将B的坐标代入可得,
即直线的解析式可设为
设,则
于是
∴当时,取得最大值此时点的坐标为
②由已知及勾股定理可求得
为等腰三角形时有三种情况,即:
当时,即,解得或(舍去)
此时符合条件的D点坐标为;
当时,即,解得,或(舍去)
此时符合条件的D点坐标为
当时,即,解得,
此时符合条件的D点坐标为,
综上,当D点坐标为或或时,为等腰三角形
7.(1)解:把点代入抛物线中,
得:,
解得:
抛物线的解析式为:;
(2)解:如图,过点Q作x轴的垂线,交于点M,
抛物线中,令,则,
∴,
设直线的解析式为,
∴,解得,
∴直线的解析式为,
设,则,
∴,
∴的面积为,
∵,
∴当时,的面积最大,最大面积为,
此时,的面积为;
(3)解:∵抛物线的对称轴为,
设,
∴,
①当时,
则,
解得:,
此时,;
②当时,
则,
解得:,
∴点的坐标为或;
③当时,
则,即,
解得:,
∴点的坐标为或;
综上,点的坐标为或或或或.
8.(1)解:在中,令,则,
解得:,,
点,点,
令,则,
点;
(2)四边形为平行四边形,理由如下:
,,
设直线的表达式为,
则,
解得:,
故直线的表达式为,
设点的坐标为,则点的坐标为,
则,
,故有最大值,当时,的最大值为,
,,
四边形为平行四边形;
(3)是的中点,点,
点,
由(2)知,当时,的最大值为,
当时,,
,
设直线的表达式为,将,代入得:
,
解得:,
直线的表达式为,
过点作轴于点,设直线与轴交于点,
则,,故,
而,
,
则直线和直线关于直线对称,
,
,,
,,
,
,
设直线的表达式为,将,代入得:
,
解得:,
直线的表达式为,
联立,
解得:或(不合题意,舍去),
点,
设点,
,,
,,,
当时,,
解得:;
当时,即,方程无解;
当时,即,
解得;
综上所述,点的坐标为或或.
9.(1)解:把、代入得,
,
解得,
∴抛物线的函数表达式为;
(2)解:设直线的解析式为,把、代入得,
,
∴,
∴直线的解析式为,
设,则,
∴,
∵,
∴当时,取最大值,
∴,
连接,与对称轴相交于点,则此时的值最小,
∵,
∴对称轴为直线,
∵,
∴,
设直线的解析式为,把、代入得,
,
解得,
∴直线的解析式为,
把代入得,,
∴;
(3)解:存在.
设,
当时,,
解得或,
∴或;
当时,,
解得或(不合舍去),
∴;
当时,,
解得,
∴;
综上,点的坐标为或或或.
10.(1)解:把代入得,
,
解得,
∴二次函数的表达式为,
∵当时,,
∴点的坐标为;
(2)解:∵,,,
∴,,
∴,
设点的纵坐标为,
∵与的面积相等,
∴,
∴,
∴,
当时,由,解得,,
∴或;
当时,由,解得,,
∴或;
综上,点的坐标为或或或;
(3)解:存在.
∵,
∴抛物线的对称轴为直线,
设,
当点为等腰的顶点时,,
则,
解得,
∴或;
当点为等腰的顶点时,,
则,
解得或,
∴或;
综上,对称轴上存在一点,使是以为腰的等腰三角形,点的坐标为或或或.
11.(1)解:过C作轴于K,如图:
,
,
,
,
,,
,,
,,
,
,
把代入得:
,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:设抛物线的对称轴所在直线L交于,交于Q,此时直线L恰好将的面积分为相等的两部分,如图:
设直线L为,
由,可得,
,
设直线为,
将,代入,
得,
解得,
直线解析式为,
,
设直线为,
将,代入,
得,
解得,
直线解析式为,
,
,
,
,
解得(此时直线L在C右侧,舍去)或,
∴当L移动到处时,恰好将的面积分为相等的两部分;
(3)解:存在点P,使四边形为平行四边形,
理由如下:
设P的横坐标为t,
∵四边形为平行四边形,
的中点即为的中点,
,,,
,
解得,
此时,
,
经检验,符合题意;
∴P点坐标为.
12.解:(1)对于直线,当时,,解得,
;
当时,,
,
把得:
,
将代入,
得,解得,
抛物线解析式为;
(2)过点作轴交于点,设点的横坐标为,把代入得,
.
点的坐标为,
.
将代入,
,
面积的最大值最大值是4;
(3)①抛物线,令,即,
解得,
.
,
的面积是面积的一半,
,
过点作轴交x轴于点H,设H点的横坐标为n,
H点坐标为,,
代入化简解得,
代入抛物线得,
;
②由题意,
当是对角线时,如图,,
由及平移得,
代入,解得;
当是平行四边形的边时,如图,,
由及平移得,
代入,解得;
解得
的值是或.
13.(1)解:由得,
∴;
∵点B的横坐标为2.
∴;
∴;
将、代入得:,
解得:,
∴抛物线的表达式:
(2)解:∵点是线段上的动点.
∴,;
由题意得:
∴;
∵,
∴当时,线段有最大值,且最大值为;
(3)解:由(2)可知:;
∵ 轴,且两点均为整点,
∴线段的长为整数;
∴或;
若,则,解得(不符合题意);
若,则,解得;
故或
当为边时,有且;
则,
∵,
∴点的横坐标为,
∵,
∴点的纵坐标为或;
即:整点R的坐标为或;
当为对角线时,设,
则,解得:;
或,解得:;
即:整点R的坐标为或;
综上所述:整点R的坐标或或或;
14.(1)解:①∵抛物线的解析式为顶点D的横坐标为,
∴,
解得,
∴抛物线解析式为;
②存在,使四边形为平行四边形,理由如下:
当时,,当时,,
,,
将直线沿轴正方向平移个单位得直线,
直线的解析式为,
联立,整理得:,其两根为,,
由根与系数关系得:,,
四边形为平行四边形,
、为平行四边形的对角线,
,即,
,
解得;
(2)解:设点、的横坐标为、,
,
令,则,
解得或,
,,
设直线的解析式为,
,解得,
,
,
设的解析式为,联立抛物线,
由根与系数的关系得①,
设直线的解析式为,代入、两点坐标得,
设直线的解析式为,代入、两点坐标得,
联立方程组,整理得,
即
因为点在定直线上运动,
②
联立①②,得.
15.(1)解:∵抛物线过点,点,
代入可得,,
解得,,
∴抛物线解析式为:;
(2)解:当时,,即,
∵,,
∴,即是等腰直角三角形,
∴,
设直线的解析式为:,
∵点,点.
∴,
解得,,
∴直线的解析式为:,
如图所示,
∵轴,
∴,且,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
设,则,,且,
∴,,
∴,
∵,
∴当时,有最大值,最大值为,
∴,
∴;
(3)解:存在点,点的横坐标为,理由如下,
∵抛物线,
∴将原抛物线沿轴向右平移个单位长度,新抛物线的解析式为:,
令,则,
令,则,
解得,
∴,,
∵点是第一象限中新抛物线上一点,且点到轴的距离等于点到轴的距离的一半,
∴,且,
把代入得,,
∴,
∵,
∴设直线的解析式为,
∴,
解得,,
∴直线的解析式为:,
新抛物线图像如图所示,
过点作,交抛物线与点,则,
∴设直线的解析式为,把点代入得,,
解得,,
∴直线的解析式为:,
联立新抛物线与直线为方程组得,,
解得,(与点重合,不符合题意,舍去)或,
∴;
(4)解:新抛物线的解析式为:,
对称轴为直线,
,,点在轴上,以点为顶点的四边形为平行四边形,
当时,如下图:
,则,
点M向右平移1个单位,再向下平移2个单位得到,
点向右平移1个单位,再向下平移2个单位得到,
同理,得,则;
当为以点,为顶点的四边形为平行四边形的对角线时,
则,
,则,
,
;
综上所述,存在点Q,点的坐标或或.
16.(1)解:∵抛物线与轴交于两点,
∴设,
把代入得:,
解得:,
∴抛物线为:;
(2)解:根据题意可得抛物线的对称轴为直线,
设,则,
当为矩形边时,可得或,
当时,则,即,
解得:,
则;
当时,则,即,
解得:,
则;
如图,当为矩形对角线时,
,四边形是矩形,
,
则,即,
解得:或,
则或;
综上:或或或.
(3)解:设直线的解析式为,则,解得:,
故直线的解析式为,
设,
作的垂直平分线,垂足为,交于点,如图所示.
根据题意可得,
当时,,,故符合条件.
此时,,
解得:,
∴点的坐标为.
作于点,作点关于点的对称点.如图所示.
此时,则,故点符合条件.
根据题意,
∴,
∵,
∴,
过点作于H,
则,
∴,
∵点关于点N对称,
即点为线段的中点,
∴点的坐标为.
∴点的坐标为或.
17.(1)解:∵四边形是矩形,
∴,
∵点的坐标为,点在轴上,且位于第一象限,
∴,
∵抛物线的顶点在线段上,
∴顶点的横坐标为,纵坐标为,即顶点坐标为,
∴设抛物线,
把点代入得,,
解得,,
∴,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:①由题意可得,抛物线的顶点坐标为,,
∴,
∵矩形与矩形关于原点对称,
∴,如图所示,
∴线段的中点的横坐标为,纵坐标为,即,
线段的中点的横坐标为,纵坐标为,即,
∴,
∴当抛物线向左平移个单位得到,再向下平移个单位得到,
抛物线向下平移个单位得到,使得平移后抛物线经过点,
设抛物线,把点代入得,,
解得,,
∴抛物线的解析式为,顶点坐标,
∴向下平移的范围是之间,
∴若平移后的抛物线在矩形内的部分是轴对称图形,则抛物线向左平移个单位,向下平移的范围是之间;
②存在,理由如下,
∵,
∴,
当抛物线向左平移个单位长度,向下平移个单位长度,
∴得到解析式为:,
∴,
∴平移后的抛物线的顶点为,
令
则平移后的抛物线的顶点在抛物线上,
令,解得,,
∴,,
则,是靠近其端点的两个四等分点,
因此,只需将原抛物线的顶点平移到,即可使得矩形的左半边或右半边平移到矩形的中间,点A或点D平移后的点即为对应的点和从而符合条件,也即是直线经过矩形对角线的交点,从而平分矩形的面积,
如图所示,
∵,,原抛物线的顶点是
∴当抛物线向左平移个单位,向下平移个单位后,与矩形的一组对边分别相交于点,直线平分矩形面积,如图所示的位置;
当抛物线向左平移个单位,向下平移个单位后,与矩形的一组对边分别相交于点,直线平分矩形面积,如图所示的位置;
∴或
∴存在或使得直线平分矩形面积.
18.(1)解:当时,,
当时,,
∴,,
∵B、C在上,
∴,
解得,
∴,
当时,
解得,,
∴.
(2)解:过点P作轴交直线于点D,
设点,则,
则,
∴,
∵,
∴开口向下,函数有最大值,
且当时,有最大值为,
∴.
(3)解:当点P、M重合时,则,
∴,
①当点M在点P的下方时,即,
由题意得:,
当点P、N达到对称轴两侧对称的位置时,则,这之前矩形内没有函数y的图象,
当时,形区域内的函数y随x的增大而减小,即.
②当点M在点P的上方时,即或,
当点Q在对称轴左侧时,即,此时矩形内的抛物线y随x的增大而增大,
当点P离开顶点时,即,此时矩形内的抛物线y随x的增大而减小,
即,
综上,或.
19.(1)解:把,点分别代入抛物线,
得,
∴,
故抛物线的解析式为.
(2)解:∵,
∴抛物线的对称轴是直线,
∵,点满足,
∴A、B两点是关于直线的对称点,
连接,交直线于点,则点就是满足取得最小值的点,
∵,令,则,
∴,
设直线的解析式为,
将代入直线的解析式得:
,
解得,
∴直线的解析式为,
当时,,
∴.
(3)解:①∵点坐标为,点,
∴线段的中点的横坐标为,
∴,
如图所示,点在点右边,
∴,即时,点在点A的右侧,
此时;
如图所示,点在点左边,
∴,即时,点在点A的左侧,
此时.
综上所述,l关于m的函数解析式为;
②点为点右侧抛物线上一点,其横坐标为,
点坐标为,点是线段的中点,且,
第一种情况,当点在点右边,此时矩形在直线下方,点在直线上方,此时点在矩形外部,
∴在点中,,则,在点中,,
∴此种情况不存在;
第二种情况,如图所示,当点在点右边,此时矩形在直线下方,点在直线下方,过点作于点,当时点在矩形外部,,
∴,即,
∴,,
∴,
解得,或,
∴;
第三种情况,如图所示,点在点左边,则,即,点在点右边,则,此时点在矩形外部,
∴;
第四种情况,如图所示,点在点左边,则,即,点在点左边,点右边,则,当时点在矩形外部,,
∴,,
∴,
解得,,
∴;
综上所述,点在矩形外部时,或或.
20.(1)解:把代入中,得,
故点,
再把代入抛物线中,
得,
∴抛物线表达式为,
对称轴为直线,
当时,,
故顶点坐标为;
(2)解:当时,
P点右侧部分最低点为顶点,即,则;
当时,
P点右侧部分最低点为点P,
设,
即,
解得:(负值舍去),
故,
综上,m的值为或;
(3)解:①∵,,
∴,
∴,
则当时,,即矩形面积的最大值为8;
②Ⅰ:当时,即时,即P点在N点左边,
又当时,矩形内部无抛物线经过,
则当时,
∵,,
点N的横坐标为,
故点M的坐标为,
如图1所示,当抛物线过点M时,满足物线在矩形内部的函数值y随x的增大而减小,
则,
整理可得:,
从而可得:(正根舍去),
故,即;
Ⅱ:当时,即时,即P点在N点右边,
抛物线在矩形内部的函数值y随x的增大而减小,如图2所示,
当时,无法构成矩形;
当时,在矩形内部包含了y随x的增大而增大的图象,故不符合题意,
∴,
综上所述,m的取值范围为:或.
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