内容正文:
专题5 二次函数综合题
《中考拐点》
2025南充数学
1
1
2
目
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精讲精练
专题分析
考点综述
专题分析
01
3
南充近几年中考压轴题,一直是二次函数与运动、存在性结合生成的探究性题目.题目三问,第一问基本上是求解析式,属于基础题;第二问是计算线段、角、面积、坐标等,属于中档题;第三问基本上是结合动态几何、分类思想设置的最值探究或存在性探究.这类题的特点是涉及知识点多、覆盖面广、逻辑关系复杂、解法灵活,偏重于考查学生分析问题、探究问题、综合运用数学知识解决问题的能力.如2024年与三角形、线段综合;
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2023年与平行四边形、线段综合;2022年与平行四边形、角度问题综合;2021年与线段、三角形、四边形综合;2020年与一次函数、锐角三角函数综合;2019年与三角形、矩形综合;2018年与正方形综合;2017年与三角形、图形变换综合;2016年与平行四边形综合.2015年与矩形、一元二次方程根与系数关系综合;2014年与三角形、一次函数综合.需要熟练掌握三角形、四边形、圆、三角函数、方程、函数等基础知识,熟练运用转化思想、方程思想、分类讨论思想、数形结合思想、运动变换思想,能建立函数关系,将实际问题模型化,挖掘隐含条件,发现数量关系、位置关系,关注变化中的不变数量关系和不变位置关系,在复杂图形中发现典型的基本图形、在复杂的数量关系中发现基本的数量关系,通过规律性的方法构建图形或式子,联系所学知识、突破思维障碍、合理分类解答.
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考点综述
精讲精练
02
6
(2024·南充)已知抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于点A(-1,0),B(3,0).
(1)求抛物线的解析式;
例 1
类型 1 二次函数与线段、面积及最值问题
解:把A(-1,0),B(3,0)代入y=-x2+bx+c,得解得
∴抛物线的解析式为y=-x2+2x+3.
类型1
类型2
类型3
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专题分析
(2)如图1,抛物线与y轴交于点C,点P为线段OC上一点(不与端点重合),直线PA,PB分别交抛物线于点E,D,设△PAD的面积为S1,△PBE的面积为S2,求的值;
类型1
类型2
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专题分析
解:设P(0,p),直线AP的解析式为y=k1x+b1.
把A(-1,0),P(0,p)代入y=k1x+b1,得
解得
∴直线AP的解析式为y=px+p.
联立
类型1
类型2
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解得或
∴E(3-p,-p2+4p).
同理可得D(,-+).
∴S1=S△ABD-S△ABP=AB·(yD-yP)=2(-+-p)=(3p-p2),
S2=S△ABE-S△ABP=AB·(yE-yP)=2(-p2+4p-p)=2(3p-p2).
∴==.
类型1
类型2
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专题分析
(3)如图2,点K是抛物线的对称轴与x轴的交点,过点K的直线(不与对称轴重合)与抛物线交于点M,N,过抛物线顶点G作直线l∥x轴,点Q是直线l上一动点.求QM+QN的最小值.
类型1
类型2
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专题分析
解:如图,作点N关于直线l的对称点N',连接MN',过点M作MF⊥NN'于点F.
∵y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,
∴抛物线y=-x2+2x+3的对称轴为直线x=1.
∴K(1,0).
设直线MN的解析式为y=kx+d,把K(1,0)代入,
得k+d=0,∴d=-k.
∴直线MN的解析式为y=kx-k.
设M(m,-m2+2m+3),N(n,-n2+2n+3).
类型1
类型2
类型3
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专题分析
联立得
x2+(k-2)x-k-3=0.
∴m+n=2-k,mn=-k-3.
∵N,N'关于直线l:y=4对称,
∴N'(n,n2-2n+5).
∴QM+QN=QM+QN'≥MN'.
类型1
类型2
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专题分析
∵F(n,-m2+2m+3),
∴N'F=|m2+n2-2(m+n)+2|,FM=|m-n|.
在Rt△MFN'中,
MN'2=MF2+N'F2=(m-n)2+[m2+n2-2(m+n)+2]2=
(m+n)2-4mn+[(m+n)2-2mn-2(m+n)+2]2=(2-k)2
-4(-k-3)+[(2-k)2-2(-k-3)-2(2-k)+2]2=k4+
17k2+80.
∴当k=0时,MN'2取最小值80,此时MN'=4.∴QM+QN≥4.
∴QM+QN的最小值为4.
类型1
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专题分析
1.(2015·南充)已知抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于点A(m-2,0)和B(2m+1,0)(点A在点B的左侧),与y轴相交于点C,顶点为P,对称轴为l:x=1.
(1)求抛物线的解析式;
针 对 训 练
类型1
类型2
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专题分析
解:由对称轴为l:x=1,得
-=1.∴b=2.
∵抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于点A(m-2,0)和B(2m+1,0),
∴-x2+2x+c=0的解为m-2和2m+1.
∴(m-2)+(2m+1)=2.解得m=1.
将m=1代入(m-2)(2m+1)=-c,得c=3.
∴抛物线的解析式为y=-x2+2x+3.
类型1
类型2
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专题分析
(2)直线y=kx+2(k≠0)与抛物线相交于两点M(x1,y1),N(x2,y2)(x1<x2),当|x1-x2|最小时,求抛物线与直线的交点M和N的坐标;
解:联立
消去y,得x2+(k-2)x-1=0.
∴x1+x2=-(k-2),x1x2=-1.
∴(x1-x2)2=(x1+x2)2-4x1x2=(k-2)2+4.
类型1
类型2
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专题分析
∴当k=2时,(x1-x2)2的最小值为4,即|x1-x2|的最小值为2.
∴x2-1=0.
由x1<x2,得x1=-1,x2=1,即y1=0,y2=4.
∴当|x1-x2|最小时,抛物线与直线的交点为M(-1,0),N(1,4).
类型1
类型2
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专题分析
(3)首尾顺次连接点O,B,P,C构成多边形的周长为L,若线段OB在x轴上移动,求L最小值时点O,B移动后的坐标及L的最小值.
解:由(1)(2)可知,O(0,0),B(3,0),P(1,4),C(0,3).
O,B,P,C构成多边形的周长L=OB+BP+PC+CO.
∵线段OB平移过程中,OB,PC长度不变,
∴要使L最小,只需BP+CO最小.
类型1
类型2
类型3
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专题分析
如图,平移线段OC到BC',则四边形OBC'C是矩形.∴C'(3,3).
作点P关于x轴(或OB)的对称点P'(1,-4),连接C'P'与x轴交于点B'.
设C'P'的解析式为y=ax+n,则
解得
∴直线C'P'的解析式为y=x-.
类型1
类型2
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专题分析
当y=0时,x=.∴B'(,0).
又3-=,故点B向左平移,平移到B',
同时,点O向左平移,平移到O'(-,0),
即线段OB向左平移时,周长L最小,
此时,线段BP,CO之和最短为P'C'=
=,O'B'=OB=3,CP=.
∴当线段OB向左平移,即点O平移到O'(-,0),点B平移到B'(,0)时,周长L最小值为++3.
类型1
类型2
类型3
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专题分析
2.(2024·凉山州)如图,抛物线y=-x2+bx+c与直线y=x+2相交于A(-2,0),B(3,m)两点,与x轴相交于另一点C.
(1)求抛物线的解析式;
类型1
类型2
类型3
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专题分析
解:把B(3,m)代入y=x+2,得m=3+2=5.∴B(3,5).
把A(-2,0),B(3,5)代入y=-x2+bx+c,得
解得
∴抛物线的解析式为y=-x2+2x+8.
类型1
类型2
类型3
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(2)点P是直线AB上方抛物线上的一个动点(不与点A,B重合),过点P作直线PD⊥x轴于点D,交直线AB于点E,当PE=2ED时,求P点坐标;
解:设P(t,-t2+2t+8),则E(t,t+2),D(t,0).
∵PE=2DE,∴-t2+2t+8-(t+2)=2(t+2).
解得t=1或t=-2(此时点P不在直线AB上方,
舍去).∴P点坐标为(1,9).
类型1
类型2
类型3
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(3)抛物线上是否存在点M使△ABM的面积等于△ABC面积的一半?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
解:存在.点M的坐标为(,)或(,)或(,)或(,).
类型1
类型2
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(2020·南充)已知二次函数图象过点A(-2,0),B(4,0),
C(0,4).
(1)求二次函数的解析式;
类型 2 二次函数与角度问题
例 2
类型1
类型2
类型3
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专题分析
解:∵二次函数的图象过点A(-2,0),B(4,0),
∴设二次函数的解析式为y=a(x+2)(x-4).
∵二次函数图象过点C(0,4),
∴4=a(0+2)(0-4).∴a=-.
∴二次函数的解析式为y=-(x+2)(x-4),即y=-x2+x+4.
类型1
类型2
类型3
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专题分析
(2)如图,当点P为AC的中点时,在线段PB上是否存在点M,使得∠BMC=90°?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由;
解:存在.
如图1,取BC中点Q,连接MQ.
∵点A(-2,0),B(4,0),C(0,4),点P是
AC中点,点Q是BC中点,∴P(-1,2),Q(2,2),
BC==4.
设直线BP的解析式为y=kx+b,则
类型1
类型2
类型3
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专题分析
解得
∴直线BP的解析式为y=-x+.
∵∠BMC=90°,
∴点M在以BC为直径的圆上.
设点M(c,-c+).
类型1
类型2
类型3
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专题分析
∵点Q是Rt△BCM斜边的中点,
∴MQ=BC=2.∴MQ2=8.
∴(c-2)2+(-c+-2)2=8.
解得c=4或-.
当c=4时,点B,点M重合,不合题意,舍去,∴c=-.∴点M坐标为
(-,).
故线段PB上存在点M(-,),使得∠BMC=90°.
类型1
类型2
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专题分析
(3)点K在抛物线上,点D为AB的中点,直线KD与直线BC的夹角为锐角θ,且tan θ=,求点K的坐标.
解:如图2,过点D作DE⊥BC于点E,设直线DK与BC交于点N.
∵点A(-2,0),B(4,0),C(0,4),点D是AB的中点,
∴点D(1,0),OB=OC=4,AB=6,BD=3.
∴∠OBC=45°.
类型1
类型2
类型3
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专题分析
∵DE⊥BC,∴∠EDB=∠EBD=45°.
∴DE=BE==.
∵点B(4,0),C(0,4),
∴直线BC的解析式为y=-x+4.
设点E(n,-n+4),
∴-n+4=.∴n=.∴点E(,).
在Rt△DNE中,NE===.
类型1
类型2
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专题分析
①若DK与射线EC交于点N(m,4-m).
∵NE=BN-BE,
∴=(4-m)-.∴m=.
∴点N(,).
∴直线DK的解析式为y=4x-4.
类型1
类型2
类型3
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专题分析
联立
解得
∴点K的坐标为(2,4)或(-8,-36).
类型1
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专题分析
②若DK'与射线EB交于点N'(m,4-m).
∵N'E=BE-BN',
∴=(4-m).∴m=.
∴点N'(,).
∴直线DK'的解析式为y=x-.
类型1
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专题分析
联立
解得
∴点K'的坐标为(,)或(,.
综上所述,点K的坐标为(2,4)或(-8,-36)或(,)或(,).
类型1
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3.(2022·南充)抛物线y=x2+bx+c与x轴分别交于点A,B(4,0),与y轴交于点C(0,-4).
(1)求抛物线的解析式;
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类型1
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解:将B(4,0),C(0,-4)代入y=x2+bx+c,得解得
∴抛物线的解析式为y=x2-x-4.
类型1
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(2)如图1,▱BCPQ顶点P在抛物线上,如果▱BCPQ面积为某值时,符合条件的点P有且只有三个,求点P的坐标;
类型1
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专题分析
解:作直线l∥BC且与抛物线相切于点P1,直线l交y轴于点E,作直线m∥BC且直线m
到BC的距离等于直线l到BC的距离.
∵BC的解析式为y=x-4,
∴可设直线l的解析式为y=x+m.
令x2-x-4=x+m,得
x2-4x-3(m+4)=0.
类型1
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专题分析
∵Δ=0,∴16+12(m+4)=0.∴m=-.
∴x2-4x+4=0,y=x-.
∴x=2,y=-.∴P1(2,- ).
∵E(0,- ) ,C(0,-4),∴F(0,- ).
∴直线m的解析式为y=x-.
类型1
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专题分析
由
解得或
∴P2(2-2,-2 ) ,P3(2+2,2.
综上所述,点P的坐标为(2,- )或(2-2,-2 )或(2+2,2 ).
类型1
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专题分析
(3)如图2,点M在第二象限的抛物线上,点N在MO延长线上,OM=2ON,连接BN并延长到点D,使ND=NB.MD交x轴于点E,∠DEB与∠DBE均为锐角,tan∠DEB=2tan∠DBE,求点M的坐标.
类型1
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专题分析
解:分别过点M,N,作MG⊥x轴于G,作NH⊥x轴于H,作MK⊥DF,交DF的延长线于K.
设点D的横坐标为a.
∵BN=DN,∴BD=2BN,点N的横坐标为.∴OH=.
∵NH∥DF,∴△BHN∽△BFD.
∴==.∴DF=2NH.
同理可得:△OMG∽△ONH.
类型1
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专题分析
∴===2.
∴MG=2NH,OG=2OH=a+4.
∴KF=MG=DF,MK=FG=OG+OF=2a+4.
∴DK=2DF.
∵tan∠DEB=2tan∠DBE,
∴=2·.∴EF=BF.
∵BF=4-a,∴EF=(4-a).
类型1
类型2
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专题分析
∵EF∥MK,∴△DEF∽△DMK.
∴=,即=.∴a=0.
∴OG=a+4=4.∴G(-4,0).
当x=-4时,y=×(-4)2-×(-4)-4=.
∴点M的坐标为(-4,).
类型1
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专题分析
(2023·南充)如图1,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于A(-1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
类型 3 二次函数与特殊图形及定值问题
例 3
类型1
类型2
类型3
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专题分析
解:由题意,得抛物线的解析式为
y=a(x+1)(x-3)=a(x2-2x-3),
即-3a=3.∴a=-1.
∴抛物线的解析式为y=-x2+2x+3.
类型1
类型2
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专题分析
(2)点P在抛物线上,点Q在x轴上,以B,C,P,Q为顶点的四边形为平行四边形,求点P的坐标;
类型1
类型2
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专题分析
解:设P(m,-m2+2m+3),Q(x,0).
①当BC或BP为对角线时,由中点坐标公式,得0+3=-m2+2m+3+0.解得m=0(舍去)或m=2;
②当BQ为对角线时,可得0+0=-m2+2m+3+3.解得m=1±.
综上所述,点P的坐标为(2,3),(1+,-3)或(1-,-3).
类型1
类型2
类型3
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专题分析
(3)如图2,抛物线顶点为D,对称轴与x轴交于点E,过点K(1,3)的直线(直线KD除外)与抛物线交于G,H两点,直线DG,DH分别交x轴于点M,N.试探究EM·EN是否为定值,若是,求出该定值;若不是,说明
理由.
类型1
类型2
类型3
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专题分析
解:EN·EN是定值.易知D(1,4).
∵直线GH过点K(1,3),
∴设直线GH的解析式为y=k(x-1)+3.
设G(m,-m2+2m+3),H(n,-n2+2n+3).
令k(x-1)+3=-x2+2x+3,整理,得
x2+(k-2)x-k=0.
∴m+n=2-k,mn=-k.
类型1
类型2
类型3
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专题分析
由点G,D的坐标,得直线GD的解析式为y=-(m-1)(x-1)+4.
令y=0,则x=1+,
即M (1+,0).
∴EM=1-1-=-.
同理可得EN=.
∴EM·EN=-×===16.
类型1
类型2
类型3
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专题分析
4.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=-x2+4x+5的顶点为点D,在对称轴左侧的抛物线上有一点M,在对称轴右侧的抛物线上有一点N,满足∠MDN=90°.求证:直线MN恒过定点,并求出定点坐标.
针 对 训 练
类型1
类型2
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证明:∵y=-x2+4x+5=-(x-2)2+9,
∴顶点D(2,9).
设直线MN的解析式为y=ax+t,M(m,-m2+4m+5),
N(n,-n2+4n+5).
当-x2+4x+5=ax+t时,x2+(a-4)x+t-5=0.
∴m+n=4-a,mn=t-5.
过点D作GF∥x轴,过点M作MG⊥GF于点G,过点N作NF⊥GF于点F.
类型1
类型2
类型3
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专题分析
∵∠MDN=90°,∴∠FDN+∠GDM=90°.
∵∠FDN+∠DNF=90°,
∴∠GDM=∠DNF,∴△GDM∽△FND,
∴=,∴GD·FD=GM·FN,
即(2-m)(n-2)=[9-(-m2+4m+5)][9-(-n2+4n+5)].
整理,得mn-2(m+n)=-5,∴t+2a=8,
∴y=ax+8-2a=a(x-2)+8,
∴直线MN经过定点(2,8).
类型1
类型2
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5.(2021·南充)如图,已知抛物线y=ax2+bx+4(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和B,与y轴交于点C,对称轴为直线x=.
(1)求抛物线的解析式;
类型1
类型2
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专题分析
解:由题意,得
解得
∴抛物线的解析式为y=x2-5x+4.
图1
图2
类型1
类型2
类型3
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(2)如图1,若点P是线段BC上的一个动点(不与点B,C重合),过点P作y轴的平行线交抛物线于点Q,连接OQ,当线段PQ长度最大时,判断四边形OCPQ的形状并说明理由;
图1
类型1
类型2
类型3
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专题分析
解:四边形OCPQ是平行四边形.
理由:令y=x2-5x+4=0,则x=1或4.
令x=0,则y=4.∴B(4,0),C(0,4).
设直线BC的解析式为y=kx+t,
则解得
∴直线BC的解析式为y=-x+4.
图1
类型1
类型2
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专题分析
设P(x,-x+4),则Q(x,x2-5x+4).
∴PQ=(-x+4)-(x2-5x+4)=-x2+4x=-(x-2)2+4.
∵-1<0,∴当x=2时,PQ的最大值为4.
此时P(2,2),Q(2,-2).
∵C(0,4),∴PQ=CO=4,PQ∥OC.
∴四边形OCPQ为平行四边形.
图1
类型1
类型2
类型3
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专题分析
(3)如图2,在(2)的条件下,D是OC的中点,过点Q的直线与抛物线交于点E,且∠DQE=2∠ODQ.在y轴上是否存在点F,使得△BEF为等腰三角形?若存在,求点F的坐标;若不存在,请说明理由.
类型1
类型2
类型3
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解:存在.∵D是OC的中点,∴D(0,2).
由点D,Q的坐标,得直线DQ的解析式为y=-2x+2.
过点Q作QH⊥x轴于点H,则QH∥CO.
∴∠AQH=∠ODA.
而∠DQE=2∠ODQ,∴∠AQH=∠EQH.
∴直线AQ和直线QE关于直线QH对称,
图2
类型1
类型2
类型3
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可设直线QE的解析式为y=2x+r.
将Q(2,-2)代入上式,得-2=2×2+r.
解得r=-6.
∴直线QE的解析式为y=2x-6.
联立解得或(舍去).
∴E(5,4).
图2
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设F(0,m).
由点B,E的坐标,得BE2=(5-4)2+(4-0)2=17,
BF2=16+m2,EF2=25+(m-4)2.
当BE=BF时,16+m2=17,解得m=±1.
∴F(0,1)或F(0,-1);
当BE=EF时,25+(m-4)2=17,此方程无解;
当BF=EF时,16+m2=25+(m-4)2,解得m=.∴F ( 0, ).
综上所述,点F的坐标为(0,1)或(0,-1)或( 0, ).
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请完成《练测本》P82~86专题练测5
本讲内容结束
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