21综合考点五 二次函数中的特殊四边形存在性问题-【智乐星中考·学考传奇】2025年山东省中考数学全练本(五四制)
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教辅
内容正文:
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1.如图1,抛物线y=x2+bx与x轴交于点A,与直线y=x交于点B(4,4),点C(0,4)在y轴上.点P从点B出发,沿线段BO方向匀速运动,运动到点O时停止.
(1)求抛物线y=x2+bx的表达式.
(2)在图1中,过点P作PD⊥OA交抛物线于点D,连接PC,OD,当四边形OCPD是平行四边形时,求BP的长.
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题序
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(3)如图2,点P从点B开始运动时,点Q从点O同时出发沿x轴正方向匀速运动,速度是点P速度的2倍,点P停止运动时点Q也停止运动.连接BQ,PC,求2CP+BQ的最小值.
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解:(1)∵抛物线y=x2+bx过点B(4,4),
将点B的坐标代入y=x2+bx中得16+4b=4,∴b=-3,
∴抛物线的表达式为y=x2-3x.
(2)∵OC⊥x轴, PD⊥x轴,∴PD∥OC.
∵四边形OCPD是平行四边形,∴PD=OC.
∵C(0,4),∴PD=OC=4.
∵点P在y=x上,设P(a, a),∴D(a,a2-3a),
∴PD=a-(a2-3a)=-a2+4a=4,解得a=2,
∴P(2,2),∴BP=2.
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(3)如图,连接BC.
由题意得2BP=OQ.
在OA下方作△OMQ,使得∠MOQ=45°,OM=2BC.
∵OC=BC=4, BC⊥OC,
∴∠CBP=45°,∴∠CBP=∠MOQ.
∵==2,∠CBP=∠MOQ,
∴△CBP∽△MOQ,
∴MQ=2CP,
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∴2CP+BQ=MQ+BQ≥MB(当M,Q,B三点共线时最短),
∴2CP+BQ的最小值为MB的长.
∵∠MOB=∠MOQ+∠BOQ=45°+45°=90°,OB=BC=4,
∴MB===4,
即2CP+BQ的最小值为 4.
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2.(2024·内江)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=-2x+6的图象与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=-x2+bx+c经过A,B两点,在第一象限的抛物线上取一点D,过点D作DC⊥x轴于点C,交AB于点E.
(1)求这条抛物线所对应的函数表达式.
(2)是否存在点D,使得△BDE和△ACE相似?若存在,请求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
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题序
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(3)点F是第一象限内抛物线上的动点(不与点D重合),过点F作x轴的垂线交AB于点G,连接DF,当四边形EGFD为菱形时,求点D的横坐标.
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解:(1)令y=0,则x=3;令x=0,则y=6,∴A(3,0),B(0,6).
把点A(3,0),B(0,6)分别代入y=-x2+bx+c
得解得
∴抛物线所对应的函数表达式为y=-x2+x+6.
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(2)存在点D,使得△BDE和△ACE相似.
设D(t,-t2+t+6),则E(t,-2t+6),C(t,0),
∴EC=-2t+6,AC=3-t,DE=-t2+3t.
∵△BDE和△ACE相似,∠BED=∠AEC,
∴△ACE∽△BDE或△ACE∽△DBE.
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①如图,当△ACE∽△BDE时,∠BDE=∠ACE=90°,
∴BD∥AC,∴点D的纵坐标为6,
∴-t2+t+6=6,
解得t=0(不合题意,舍去)或t=1,
∴D(1,6);
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②如图,当△ACE∽△DBE时,
∠BDE=∠CAE.
过点B作BH⊥DC于点H,
∴H(t,6),BH=t,DH=-t2+t,∠BHD=90°,
∴=tan∠BDE=tan∠CAE=,
∴==2,∴-2t2+2t=t,
解得t=0(不合题意,舍去)或t=,∴D().
综上所述,点D的坐标为(1,6)或().
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(3)∵四边形EGFD为菱形,
∴DE∥FG,DE=FG,ED=EG.
设D(m,-m2+m+6),E(m,-2m+6),
F(n,-n2+n+6),G(n,-2n+6),
∴DE=-m2+3m,FG=-n2+3n,∴-m2+3m=-n2+3n,
即(m-n)(m+n-3)=0.
∵m-n≠0,∴m+n-3=0,∴n=3-m.
∵A(3,0),B(0,6),∴AO=3,BO=6,
∴AB==3.
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如图,过点G作GK⊥DC于点K,
∴KG∥AC,∴∠EGK=∠BAC,
∴=cos∠EGK=cos∠BAC=,
即=,
∴EG=(n-m)=(3-2m).
∵DE=EG,∴-m2+3m=(3-2m),
∴m2-(3+2)m+3=0,
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解得m1=(不合题意,舍去),
m2=,∴m=,
∴点D的横坐标为 .
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