第13讲 重难点专题拓展:二次函数综合之四种角度问题(3知识点+4大核心考点+过关测)-【暑假自学课】2025年新九年级数学暑假提升精品讲义(沪教版)
2025-06-19
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 初中数学沪教版(上海)(2012)九年级第一学期 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 本章复习与测试 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 二次函数综合 |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.46 MB |
| 发布时间 | 2025-06-19 |
| 更新时间 | 2025-06-19 |
| 作者 | 宋老师数学图文制作室 |
| 品牌系列 | 上好课·暑假轻松学 |
| 审核时间 | 2025-06-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52640471.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第13讲 重难点专题拓展:二次函数综合之四种角度问题
(3知识点+4大核心考点+过关测)
内容导航——预习三步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
练题型 强知识:4大核心考点精准练
第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点01:角相等问题
对于二次函数中的角相等问题,首选方法是利用等角的三角比解决问题(利用一线三等角模型或者拆分特殊角来发现等角),其次选择利用相似三角形中的比例线段解决问题。
二次函数中的角相等问题比较灵活,在遇到具体问题时具体分析,合理构造等角,解决问题。
利用三角函数值:根据等角的三角函数值相等,通过计算角的正弦、余弦或正切值来证明角相等。可利用一线三等角模型或者拆分特殊角来发现等角,进而利用等角的三角比解决问题。
借助相似三角形:证明包含这些角的三角形相似,根据相似三角形对应角相等得出结论。也可利用角平分线的相关性质定理,通过角平分线得到等角。
依据几何性质:运用等腰三角形两底角相等,等角的余角相等,等角的补角相等的性质来证明角相等。还可将等角转化在一个三角形中,利用等腰三角形两边相等,借助距离公式解决。
知识点02:二倍角问题
倍角减半法:将二倍角转化为等角,如作一个角等于二倍角的一半,利用三角函数求解。
加倍法构造等腰三角形:构造等腰三角形,利用等腰三角形的性质以及三角函数或相似三角形来求解。
二倍角的构造方法
如图,已知,我们可以利用等腰三角形和外角定理去构造,在BC边上找一点D,使得BD=AD,则.
这样我们就构造出了二倍角,接下来利用三角函数(一般用正切)计算就可以了
知识点03:特殊角问题
运用三角函数值:已知特殊角(如 30°、45°、60°、90° 等),可直接利用其三角函数值来建立边与边之间的关系,进而解决问题。
构造特殊三角形:遇 45° 构造等腰直角三角形,遇 30°、60° 构造等边三角形,遇 90° 构造直角三角形,利用特殊三角形的性质来求解。
【题型1 角相等问题】
【例1】在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点和点B,与y轴交于点C.
(1)求b的值;
(2)如图,M是第一象限抛物线上的点,,求点M的横坐标.
【变式1-1】如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)求证:;
(3)若点是抛物线上的一点,且,求直线的表达式.
【变式1-2】(24-25九年级下·上海·阶段练习)在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴相交于点A、B,如图,已知点A的坐标是与y轴相交于点
(1)求抛物线解析式及对称轴;
(2)当,且时,y的最大值和最小值分别是s、t,,求m的值;
(3)连接,P是该二次函数的图象上位于y轴右侧的一点点B除外,过点P作轴,垂足为作,射线交y轴于点Q,连接若,求点P的横坐标.
【变式1-3】(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图1,抛物线与x轴交于、两点,与y轴交于点,直线与抛物线交于A,D两点.
(1)求该抛物线的表达式及点D的坐标;
(2)抛物线上是否存在点P,使?若存在,求出点P的横坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,点、是对称轴上的两个动点,且,点在点的上方,求四边形的周长的最小值.
【题型2 二倍角问题】
【例2】如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,作直线.D为直线上方抛物线上的一个动点,横坐标为m,过点D作轴于点F,交直线于点E.
(1)求点A,B,C的坐标,并直接写出直线的函数表达式.
(2)当时,求点D的坐标.
【变式2-1】如图,抛物线交x轴于A,B两点,交y轴正半轴于点C.若P为第二象限抛物线上的一点,且,求点P的坐标.
【变式2-2】如图,已知二次函数的图象与x轴交于A,B两点,A点坐标为,与y轴交于点.在直线上方的抛物线上存在点Q,使得,求点的坐标.
【变式2-3】如图,已知二次函数的图象与轴交于两点,点坐标为,与轴交于点,点为抛物线顶点,点为中点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)若在直线上方的抛物线上存在点,使得,求点的坐标.
【题型3 特殊角问题】
【例3】综合与探究
如图,已知抛物线与x轴交于点,,与y轴交于点C.P是抛物线上一动点,设点P的横坐标为m.
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)若,求m的值.
【变式3-1】如图,抛物线与x轴交于点,,与y轴交于点B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)已知点G为抛物线在第一象限上的一点,且,求点G的坐标.
【变式3-2】抛物线与x轴交于A,B两点(A在B的左侧),与y轴交于点C.若,求a的值.
【变式3-3】如图,抛物线与交轴于点,点,与轴交于点,请解答下列问题:
(1)求抛物线的解析式;
(2)点在抛物线上,且,请直接写出点的坐标.
【题型4 两角和为特殊角问题】
【例4】如图,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,P为第一象限内抛物线上一点.若点E的坐标为,且,求点P的坐标.
【变式4-1】如图,抛物线与轴交于、两点(点在点的右侧),与轴交于点,且.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点在抛物线上,当时,求点的横坐标.
【变式4-2】如图所示,直线与轴交于点,与轴交于点,抛物线经过,两点,与轴的另一个交点为.
(1)求抛物线的解析式.
(2)是线段上一动点(不与点,重合),过点作轴于点,交于点,交抛物线于点,连接,,.
①是否存在点.使?若存在,求点的坐标;若不存在,说明理由.
②若,求点的坐标.
【变式4-3】(22-23九年级上·上海浦东新·阶段练习)已知:在平面直角坐标系中,二次函数的图象经过点,且与y轴相交于点C.
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)设点D为轴正半轴上一点,联结,如果,求点D的坐标;
(3)设点P在y轴上,且位于点C下方的一点,如果,求点P的坐标.
1.(24-25九年级上·上海·阶段练习)已知直线与轴相交于点,与抛物线相交于、两点.
(1)求点、点的坐标及抛物线的解析式;
(2)求的面积;
(3)若点是轴上一点.且.求点坐标.
2.(24-25九年级上·上海·阶段练习)如图,在直角坐标系中,二次函数的图象与x轴、y轴的公共点分别为、B,点C在这个二次函数的图象上,且横坐标为3.
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)求的正切值;
(3)如果点D在这个二次函数的图象上,且,求点D的坐标.
3.(23-24九年级上·上海闵行·阶段练习)在平面直角坐标系中,抛物线线与轴的交点为、,点在点的左侧,点是该抛物线与轴的交点,点为抛物线的顶点,连接,和,交轴于点.
(1)当顶点纵坐标为时,求该抛物线的表达式;
(2)当和相似时,求该抛物线的表达式;
(3)当时,求该抛物线的表达式.
4.(24-25九年级上·上海·阶段练习)如图所示,直线与x轴交于点,与y轴交于点B,抛物线经过A、B两点,与x轴的另一个交点为点C.
(1)求抛物线的解析式:
(2)点是x轴正半轴上一动点,过点E作轴于点E,交直线于点D,交抛物线于点P,联结.
①当点E在线段上时,若与相似,求点E的坐标;
②若,直接写出点E的坐标.
5.(24-25九年级下·上海普陀·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过原点,顶点为,与轴负半轴交于点.
(1)求抛物线的表达式:
(2)点为抛物线对称轴上的一点,,求点的坐标:
(3)抛物线沿射线平移至第一象限,顶点为,与原抛物线交于点.在原抛物线上是否存在点,使四边形为矩形,若存在,求点的坐标,若不存在,说明理由.
6.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴负半轴交于点A、与x轴正半轴交于点B,与轴正半轴交于点C,已知.
(1)求b、c的值;
(2)将抛物线平移,平移后得到新抛物线与y轴负半轴交于点P.
①如果平移后的新抛物线经过点,且原点O到它的对称轴的距离等于的长度,求平移后新抛物线的解析式;
②在原抛物线对称轴右侧部分上取一点E,使得,记点E在新抛物线上的对应点为F,如果点F在的延长线上,且,求平移后的新抛物线的顶点坐标.
7.(22-23九年级上·上海黄浦·阶段练习)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线与x轴相交于原点O和点,点在抛物线上.
(1)求抛物线的表达式,并写出它的对称轴;
(2)求的值;
(3)点D在抛物线上,如果,求点D的坐标.
8.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,抛物线过点,与抛物线的一个交点为A,点A的横坐标为2,点分别是抛物线上的动点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)当四边形为平行四边形时,求点的坐标;
(3)设点为抛物线上另一个动点,当平分,且时,求点的坐标.
9.(24-25九年级下·上海青浦·阶段练习)如图,已知抛物线经过点与点,且交轴于点.
(1)求该抛物线的表达式,并写出其顶点坐标;
(2)将该抛物线向上平移4个单位,再向右平移个单位,得到新抛物线.若新抛物线的顶点为,连结,直线将分割成面积相等的两个三角形.
①求的值;
②在新的抛物线上寻找点,使,求点的坐标.
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第13讲 重难点专题拓展:二次函数综合之四种角度问题
(3知识点+4大核心考点+过关测)
内容导航——预习三步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
练题型 强知识:4大核心考点精准练
第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点01:角相等问题
对于二次函数中的角相等问题,首选方法是利用等角的三角比解决问题(利用一线三等角模型或者拆分特殊角来发现等角),其次选择利用相似三角形中的比例线段解决问题。
二次函数中的角相等问题比较灵活,在遇到具体问题时具体分析,合理构造等角,解决问题。
利用三角函数值:根据等角的三角函数值相等,通过计算角的正弦、余弦或正切值来证明角相等。可利用一线三等角模型或者拆分特殊角来发现等角,进而利用等角的三角比解决问题。
借助相似三角形:证明包含这些角的三角形相似,根据相似三角形对应角相等得出结论。也可利用角平分线的相关性质定理,通过角平分线得到等角。
依据几何性质:运用等腰三角形两底角相等,等角的余角相等,等角的补角相等的性质来证明角相等。还可将等角转化在一个三角形中,利用等腰三角形两边相等,借助距离公式解决。
知识点02:二倍角问题
倍角减半法:将二倍角转化为等角,如作一个角等于二倍角的一半,利用三角函数求解。
加倍法构造等腰三角形:构造等腰三角形,利用等腰三角形的性质以及三角函数或相似三角形来求解。
二倍角的构造方法
如图,已知,我们可以利用等腰三角形和外角定理去构造,在BC边上找一点D,使得BD=AD,则.
这样我们就构造出了二倍角,接下来利用三角函数(一般用正切)计算就可以了
知识点03:特殊角问题
运用三角函数值:已知特殊角(如 30°、45°、60°、90° 等),可直接利用其三角函数值来建立边与边之间的关系,进而解决问题。
构造特殊三角形:遇 45° 构造等腰直角三角形,遇 30°、60° 构造等边三角形,遇 90° 构造直角三角形,利用特殊三角形的性质来求解。
【题型1 角相等问题】
【例1】在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点和点B,与y轴交于点C.
(1)求b的值;
(2)如图,M是第一象限抛物线上的点,,求点M的横坐标.
【答案】(1);
(2)点M的横坐标为.
【知识点】相似三角形的判定与性质综合、角度问题(二次函数综合)、待定系数法求二次函数解析式
【分析】本题考查了待定系数法求二次函数解析式是、二次函数综合、相似三角形的判定与性质,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
(1)利用待定系数法求解即可;
(2)过点M作于点H.证明,得出,设,则,,结合题意得出,分别计算即可得解.
【详解】(1)解:将点代入,得,
解得;
(2)解:过点M作于点H.
令,则,
,
,
,
,
,
设,则,,
,
整理,得,
由,得(舍),.
点M的横坐标为.
【变式1-1】如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)求证:;
(3)若点是抛物线上的一点,且,求直线的表达式.
【答案】(1);(2)见解析;(3)直线的解析式为或
【知识点】角度问题(二次函数综合)、待定系数法求二次函数解析式、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)根据抛物线与轴交于,两点,将抛物线表示式设为,然后将代入表达式求出a的值,即可求出抛物线的表达式;
(2)连接.首先根据A,B,C三点的坐标求出,,,然后根据对应边成比例且夹角相等证明出,然后根据相似三角形对应角相等即可证明出;
(3)首先由,得到,然后由相似三角形对应角相等得到,进而得到,根据题意当点P在线段BC下方的抛物线上时,可得,设设,在中,根据勾股定理列方程求出OD的长度,即可得到点D的坐标,然后根据待定系数法即可求出直线的解析式;当点P在线段BC上方的抛物线上时,根据题意得到,即可得出的解析式为.
【详解】解:(1)设抛物线的解析式为.
将代入得:,解得,
抛物线的解析式为,即.
(2)如图1所示:连接.
由题意可知,,,,
.
又,
.
.
(3)①如图2所示:
,,
.
,
.
.
.
设,则.
在中,由勾股定理得:,即.解得:.
点的坐标为.
设直线的解析式为.
将,代入得:,解得:,
直线的解析式为.
如图3所示:
,,
.
,
.
.
.
的解析式为.
综上所述,直线的解析式为或.
【点睛】此题考查了勾股定理,待定系数法求一次函数和二次函数解析式,二次函数综合题中的角度问题等知识,解题的关键是熟练掌握待定系数法,通过分析题目中角度之间的关系得到线段之间的关系.
【变式1-2】(24-25九年级下·上海·阶段练习)在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴相交于点A、B,如图,已知点A的坐标是与y轴相交于点
(1)求抛物线解析式及对称轴;
(2)当,且时,y的最大值和最小值分别是s、t,,求m的值;
(3)连接,P是该二次函数的图象上位于y轴右侧的一点点B除外,过点P作轴,垂足为作,射线交y轴于点Q,连接若,求点P的横坐标.
【答案】(1)抛物线的表达式为:,其对称轴为直线
(2)
(3)点P的横坐标为:1或或
【知识点】y=ax²+bx+c的最值、角度问题(二次函数综合)、待定系数法求二次函数解析式、解直角三角形的相关计算
【分析】(1)利用待定系数法求出解析式即可得到答案;
(2)根据(1)所求得到当,且时,y随着x的增大而减小,故当,,当时,,由得,,解得;
(3)在中,可求,由题意得,,,四边形为平行四边形或等腰梯形,当点P在x轴上方,四边形为平行四边形时,则,则,设,则,则,故,则,将点代入,得,解得,故;当四边形为等腰梯形时,则,过点P作轴于点E,则,由,得,则,设,则,故,解得,即;当点P在x轴下方抛物线上时,此时四边形为平行四边形,则,设,则,而,故,即,可得,将点P代入,得,解得或(舍),因此,综上:点P的横坐标为1或或.
【详解】(1)解:将点A的坐标代入抛物线表达式得:,
∴,
∴抛物线的表达式为:,
∴其对称轴为直线;
(2)解:∵抛物线解析式为,
∴当,且时,y随着x的增大而减小,
∴,,
∵,
∴,
解得:或(舍)
∴;
(3)在中,,
由题意得,,,
∴四边形为平行四边形或等腰梯形,
当点P在x轴上方,四边形为平行四边形时,则,
∵轴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴设,则,
∴,
∴,
∴,
将点代入,
得:,
解得:或(舍),
∴;
当四边形为等腰梯形时,则,过点P作轴于点E,
∵轴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴设,则,
∴,
∴,
即;
当点P在x轴下方抛物线上时,此时四边形为平行四边形,则,
∵
∴,
设,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
将点P代入,
得:,
解得:或,
而当时,,故舍,
∴,
综上:点P的横坐标为1或或.
【点睛】本题考查了二次函数的综合问题,待定系数法求函数解析式,解直角三角形,二次函数的图像与性质,图像与坐标轴的交点,平行四边形的性质,等腰梯形的性质等,熟练掌握知识点是解题的关键.
【变式1-3】(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图1,抛物线与x轴交于、两点,与y轴交于点,直线与抛物线交于A,D两点.
(1)求该抛物线的表达式及点D的坐标;
(2)抛物线上是否存在点P,使?若存在,求出点P的横坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,点、是对称轴上的两个动点,且,点在点的上方,求四边形的周长的最小值.
【答案】(1)抛物线的解析式为,
(2)存在,点的横坐标或
(3)
【知识点】角度问题(二次函数综合)、待定系数法求二次函数解析式、线段周长问题(二次函数综合)、解直角三角形的相关计算
【分析】本题考查二次函数的图象及性质,利用轴对称求最短距离,解直角三角形;
(1)用待定系数法求函数的解析式即可;
(2)连接交于点,则,先求两直线的交点,可得,设,过点作轴交于,由,得到方程,求出的值即可;
(3)连接,过点作,过点作,与交于点,四边形的周长,当、、三点共线时,四边形的周长有最小值,分别求出,,即可得四边形的周长的最小值为.
【详解】(1)解:将、,代入,
,
解得,
抛物线的解析式为,
,
解得或,
;
(2)解:存在点,使,理由如下:
连接交于点,
直线与直线平行,
,
,
,
,
设直线的解析式为,
,
解得,
直线的解析式为,
当时,解得,
,
,,
,
设,
过点作轴交于,
,
,
解得或或(舍,
或;
点的横坐标为或;
(3)解:连接,过点作,过点作,与交于点,
四边形是平行四边形,
,,
、关于对称轴对称,
,
四边形的周长
,
当、、三点共线时,四边形的周长有最小值,
,,
,
、,
,,
四边形的周长的最小值为.
【题型2 二倍角问题】
【例2】如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,作直线.D为直线上方抛物线上的一个动点,横坐标为m,过点D作轴于点F,交直线于点E.
(1)求点A,B,C的坐标,并直接写出直线的函数表达式.
(2)当时,求点D的坐标.
【答案】(1),,,
(2)
【知识点】角度问题(二次函数综合)、一次函数与几何综合、求抛物线与y轴的交点坐标、三线合一
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质、待定系数法、等腰三角形的三线合一等知识,熟练掌握二次函数的图象与性质是解题关键.
(1)根据二次函数的性质和待定系数法求解即可得;
(2)过点作于点,先求出的长,从而可得点的坐标,再代入二次函数的解析式求解即可得.
【详解】(1)解:对于二次函数,
当时,,解得或,
∴,,
当时,,
∴,
设直线的函数表达式为,
将点,代入得:,解得,
则直线的函数表达式为.
(2)解:∵,
∴,
如图,过点作于点,
则四边形是矩形,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∴,
又∵,
∴,
∵为直线上方抛物线上的一个动点,横坐标为,轴于点,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
将点代入得:,
解得或(不符合题意,舍去),
∴点的坐标为.
【变式2-1】如图,抛物线交x轴于A,B两点,交y轴正半轴于点C.若P为第二象限抛物线上的一点,且,求点P的坐标.
【答案】
【知识点】角度问题(二次函数综合)
【分析】本题主要考查了二次函数的图象和性质的综合,勾股定理的逆定理,待定系数法求一次函数解析式等知识点,通过判断是直角三角形,得到,则有,取的中点,连,先证出,再证出,待定系数法求直线的解析式为,从而得到直线的解析式为,联立得方程组,进而即可得解,熟练掌握其性质,合理添加辅助线是解决此题的关键.
【详解】令,则,
解得或,
,;
令,则,
,
,,,
,
是直角三角形,
,
∴
,
取的中点,连,过两点作直线,
∴,
∴,
,
,
,
∴,
,,
,即
设直线的解析式为,
,
,
直线的解析式为,
直线的解析式为,
∴联立,
解得:(舍去)或,
∴.
【变式2-2】如图,已知二次函数的图象与x轴交于A,B两点,A点坐标为,与y轴交于点.在直线上方的抛物线上存在点Q,使得,求点的坐标.
【答案】
【知识点】角度问题(二次函数综合)、待定系数法求二次函数解析式
【分析】本题考查了二次函数的综合应用,熟练掌握待定系数法求解析式,角度问题是解题的关键.
先利用待定系数法求解析式,再根据题意得出,过点作交抛物线于点,过点作轴于点,则△是等腰直角三角形,根据,建立方程,解方程,即可求解;
【详解】解:将,代入,
得,
解得:,
抛物线解析式为;
对于,令,则
解得:,
,
,
△是等腰直角三角形,
,
,
,
如图所示,过点作交抛物线于点,过点作轴于点,
,
△是等腰直角三角形,
,
设,则,
,,
,
解得:(舍去)或,
.
【变式2-3】如图,已知二次函数的图象与轴交于两点,点坐标为,与轴交于点,点为抛物线顶点,点为中点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)若在直线上方的抛物线上存在点,使得,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
【知识点】待定系数法求二次函数解析式、角度问题(二次函数综合)、等腰三角形的性质和判定
【分析】()利用待定系数法即可求解;
()求出点坐标,可得是等腰直角三角形,即得,得到, 过点作交抛物线于点,过点作轴于点,可得,得到是等腰直角三角形,即得,设,则,可得,,进而得到,解方程即可求解;
本题考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数的几何应用,等腰直角三角形的判定和性质,掌握二次函数的图象和性质是解题的关键.
【详解】(1)解:把、代入得,
,
解得,
∴二次函数的解析式为;
(2)解:当时,,
解得,,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,
如图,过点作交抛物线于点,过点作轴于点,则,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
设,则,
∴,,
∴,
解得(不合,舍去) 或,
∴.
【题型3 特殊角问题】
【例3】综合与探究
如图,已知抛物线与x轴交于点,,与y轴交于点C.P是抛物线上一动点,设点P的横坐标为m.
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)若,求m的值.
【答案】(1)
(2)或3
【知识点】待定系数法求二次函数解析式、角度问题(二次函数综合)
【分析】此题考查了二次函数的图象和性质、待定系数法求函数解析式、等腰直角三角形的性质等知识,数形结合和分类讨论是解题的关键.
(1)利用待定系数法求出函数解析式即可;
(2)分两种情况画出图形,根据等腰直角三角形的性质列出方程,解方程即可得到答案.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴交于点,,
∴,
解得,
∴抛物线的函数表达式为.
(2)当点P在轴下方时,如图,过点P作轴于点D,则点D的坐标为,
∵,
∴是等腰直角三角形,,
即,
解得
其中不合题意,故
当点P在轴上方时,如图,过点P作轴于点E,则点E的坐标为,
∵,
∴是等腰直角三角形,,
即,
解得
其中不合题意,故
综上可知,或.
【变式3-1】如图,抛物线与x轴交于点,,与y轴交于点B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)已知点G为抛物线在第一象限上的一点,且,求点G的坐标.
【答案】(1)
(2)
【知识点】待定系数法求二次函数解析式、角度问题(二次函数综合)
【分析】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到解直角三角形、待定系数法求函数表达式,用解直角三角形的方法求出点H的坐标是解题的关键.
(1)由待定系数法即可求解;
(2)设直线交y轴于点H,过点H作于点N,根据,可得,再由,可设,则,,可得,可求出点,再求出直线的表达式,联立即可求解.
【详解】(1)解:设抛物线的表达式为:,
∵抛物线与x轴交于点,,
∴,
∴,
∴抛物线的表达式为:;
(2)解:当时,,
∴点,即
∵点,
∴,
∴,
设直线交y轴于点H,过点H作于点N,
在中,,
即,
∵,
可设,则,,
∴,
∴,
∴,
∴,
即点,
设直线的表达式为,
把点,代入得:
,解得:,
∴直线的表达式为:,
联立上式和抛物线的表达式得:,
解得:(舍去)或,
∴点.
【变式3-2】抛物线与x轴交于A,B两点(A在B的左侧),与y轴交于点C.若,求a的值.
【答案】
【知识点】等腰三角形的性质和判定、全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、y=ax²+bx+c的图象与性质、角度问题(二次函数综合)
【分析】本题考查了二次函数综合中的角度问题,二次函数的性质,二次函数与一元二次方程的关系,全等三角形的判定及性质,等腰三角形的性质,待定系数法,一元二次方程根于系数的关系等;过点A作交于点F,过点F作轴于点G,设,由可判定,由全等三角形的性质得,,由待定系数法可求的解析式为,由一元二次方程根于系数的关系得,可得,代入的解析式求出,由抛物线的对称轴得,即可求解;掌握二次函数性质,二次函数与一元二次方程的关系,待定系数法,构建全等三角形是解题的关键.
【详解】解:过点A作交于点F,过点F作轴于点G.
,
,
,
,
,
设,
在和中
(),
,
,
当时,,
,
,
设直线的解析式为,
则,
,
的解析式为,
抛物线与轴的交点为、,
,
,代入,
得,
解得,
经检验:是此方程的根,
,
,
,
,
.
【变式3-3】如图,抛物线与交轴于点,点,与轴交于点,请解答下列问题:
(1)求抛物线的解析式;
(2)点在抛物线上,且,请直接写出点的坐标.
【答案】(1);
(2)点的坐标为或.
【知识点】角度问题(二次函数综合)、求一次函数解析式、解直角三角形的相关计算、待定系数法求二次函数解析式
【分析】本题考查了二次函数的综合应用,待定系数法求解析式,二次函数的性质;
(1)把点A和B的坐标代入解析式求出b,c的值即可解题;
(2)先求出点C的坐标,即可得到,然后分为点P在直线的上方和点P在直线的下方两种,设直线交x轴于点D,求出点D的坐标,进而求出直线的解析式,
再联立直线和抛物线解析式求出交点P的坐标即可.
【详解】(1)解:把点A和B的坐标代入得:
,解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)当时,,
∴,
∴,
当点P在直线的上方时,设直线交x轴于点D,
则,
∴,
∴点D的坐标为,
设直线的解析式为,
则,解得,
∴直线的解析式为,
解方程组得或,
∴点P的坐标为;
当点P在直线的下方时,设直线交x轴于点D,
则,
∴,
∴点D的坐标为,
同理直线的解析式为,
解方程组得或,
∴点P的坐标为;
综上所述,点的坐标为或.
【题型4 两角和为特殊角问题】
【例4】如图,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,P为第一象限内抛物线上一点.若点E的坐标为,且,求点P的坐标.
【答案】
【知识点】全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、角度问题(二次函数综合)、求一次函数解析式、等腰三角形的性质和判定
【分析】过点C作,过点E作,交于点F,过点F作轴于点H,证明,可得,,即知直线的解析式为,直线的解析式为,联立方程组,求解即可到P点坐标.
【详解】过点C作,过点E作,交于点F,过点F作轴于点H,
∴,
为等腰直角三角形,
∴.
当时,,
∴.
∵点E的坐标为,
∴.
∵,
,
,
∴,
,
设直线的解析式为,
∴,
∴,
∴直线的解析式为,
∴直线的解析式为,
联立,
解得
∵点P在第一象限,
.
【点睛】本题主要考查了全等三角形的判定和性质,待定系数法求一次函数,二次函数的性质,等腰直角三角形性质等知识点,解题的关键是作辅助线,构造直角三角形解决问题.
【变式4-1】如图,抛物线与轴交于、两点(点在点的右侧),与轴交于点,且.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点在抛物线上,当时,求点的横坐标.
【答案】(1)
(2)或
【知识点】等腰三角形的性质和判定、待定系数法求二次函数解析式、角度问题(二次函数综合)、解直角三角形的相关计算
【分析】(1)先将代入,求出点B的坐标,根据,得到点A的坐标,利用待定系数法将点A坐标代入即可求解;
(2)先求出点C的坐标,由,可得是等腰直角三角形,得到,根据,则,可得点P在y轴右侧,分点P在x轴上方和下方两种情况讨论即可.
【详解】(1)解:将代入,则,
∴,
∵,
∴,
将点A坐标代入得,
解得:,
∴抛物线的表达式为:;
(2)解:令,则,
解得:或,
∴,
∵,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴点P在y轴右侧,
当点P在x轴下方时,设延长线交x轴于点E,
则,即,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为,则,
解得:,
∴直线的解析式为,
令,即
解得:或(舍去),
∴点的横坐标为;
当点P在x轴上方时,设与x轴交于点F,
则,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为,则,
解得:,
∴直线的解析式为,
令,即
解得:或(舍去),
∴点的横坐标为;
综上,点的横坐标为或.
【点睛】本题考查了二次函数的图象和性质、一次函数与几何综合、待定系数法求解析式和抛物线上点的坐标和特征,解直角三角形,全等三角形的判定与性质,灵活运用所学知识求解是解决本题的关键.
【变式4-2】如图所示,直线与轴交于点,与轴交于点,抛物线经过,两点,与轴的另一个交点为.
(1)求抛物线的解析式.
(2)是线段上一动点(不与点,重合),过点作轴于点,交于点,交抛物线于点,连接,,.
①是否存在点.使?若存在,求点的坐标;若不存在,说明理由.
②若,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)①不存在点,使;理由见解析;②的值为
【知识点】角度问题(二次函数综合)、待定系数法求二次函数解析式、线段周长问题(二次函数综合)、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)把代入求出一次函数解析式,则的坐标为,再把代入中即可求出抛物线的解析式.
(2)①求出,根据,求出,,结合轴,求出,设,则,,由题意得四边形是平行四边形,得到,据此求解即可;
②求出直线的解析式,根据题意得出点P在x轴上方,如图,连接,延长交x轴于N,证明,求出,从而求出直线的解析式,联立抛物线解析式求出的值即可求解.
【详解】(1)解:把代入得:,
故,
则的坐标为,
把代入中
得,
解得:,
∴抛物线的解析式的为:.
(2)解:①不存在点,使;理由如下,
∵,
令,则,解得:或3,
∴,
又∵,
∴,,,
又轴,
,
,
,
∵,
∴,,
,
∵轴,
∴,
当时,则四边形是平行四边形,
∴,
∴,整理得,
∵,
∴不存在点,使;
②∵点,,
设直线的解析式为:,
则,解得:,
∴直线的解析式为:,
∵是线段上一动点(不与点,重合),
∴点P在x轴上方,
如图,连接,延长交x轴于N,
,
,
,
,
,
,
,
设直线的解析式为:,则,解得:,
∴直线的解析式为:,
,
解得:,(舍去);
∴的值为.
【点睛】本题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法求二次函数解析式,抛物线与x轴的交点问题,等腰三角形的性质,等腰直角三角形的性质,相似三角形的性质和判定,一次函数解析式求解,要会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,利用点的坐标的意义表示线段的长度是解题的关键.
【变式4-3】(22-23九年级上·上海浦东新·阶段练习)已知:在平面直角坐标系中,二次函数的图象经过点,且与y轴相交于点C.
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)设点D为轴正半轴上一点,联结,如果,求点D的坐标;
(3)设点P在y轴上,且位于点C下方的一点,如果,求点P的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】待定系数法求二次函数解析式、角度问题(二次函数综合)、已知两点坐标求两点距离、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)设,先求出,,进而得到,,,再根据根据定理建立方程求解即可;
(3)如图所示,过点A作轴于D,则,进而求出,再证明,即可证明,得到,由勾股定理求出,,则,则.
【详解】(1)解:把代入中得:,
∴,
∴二次函数解析式为;
(2)解:设,
由(1)得
在中,当时,,
∴,
∴,,,
∵,
∴,
解得,
∴;
(3)解:如图所示,过点A作轴于D,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题主要考查了二次函数综合,勾股定理,待定系数法求函数解析式,相似三角形的性质与判定,等腰直角三角形的性质与判定等等,证明是解题的关键.
1.(24-25九年级上·上海·阶段练习)已知直线与轴相交于点,与抛物线相交于、两点.
(1)求点、点的坐标及抛物线的解析式;
(2)求的面积;
(3)若点是轴上一点.且.求点坐标.
【答案】(1),,抛物线解析式为
(2)15
(3)或
【知识点】待定系数法求二次函数解析式、求一次函数解析式、角度问题(二次函数综合)、面积问题(二次函数综合)
【分析】本题主要考查了二次函数综合,求一次函数解析式:
(1)先求出一次函数解析式,进而求出点A坐标,再求出抛物线解析式,进而联立两函数解析式求出点C的坐标即可;
(2)根据列式计算即可;
(3)过点C作轴于D,可证明是等腰直角三角形,得到;当点Q在点A上方时,,当点Q在点A下方时,,两种情况分别求解即可.
【详解】(1)解:把代入中得:,解得,
∴直线解析式为,
在中,当时,,
∴;
把代入中得,解得,
∴抛物线解析式为,
联立,解得或,
∴
(2)解:
;
(3)解:如图所示,过点C作轴于D,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴;
当点Q在点A上方时,∵,
∴,
∴,
∴,
∴的坐标为;
当点Q在点A下方时,∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴的坐标为;
综上所述,点Q的坐标为或.
2.(24-25九年级上·上海·阶段练习)如图,在直角坐标系中,二次函数的图象与x轴、y轴的公共点分别为、B,点C在这个二次函数的图象上,且横坐标为3.
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)求的正切值;
(3)如果点D在这个二次函数的图象上,且,求点D的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】求角的正切值、角度问题(二次函数综合)、待定系数法求二次函数解析式、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)待定系数法求出函数解析式即可;
(2)求出两点的坐标,进而求出的长,勾股定理逆定理推出为直角三角形,再利用正切的定义,进行求解即可;
(3)设,过点D作轴,垂足为点E,证明,得到,再根据点在抛物线上,得到,进行求解即可.
【详解】(1)解:把代入,得:,
解得:,
∴;
(2)∵,
∴当时,.当时,得 ,
∴,.
∵,
∴,,,
∴.
∴.
∴.
(3)设.
过点D作轴,垂足为点E.则,.
∵ ,,
∴.
又∵,
∴ ,
∴.
又∵,即,
∴.
又∵,
∴.
∴.
∴.
∴.
∵ 点D在二次函数的图象上,
∴ .
解得 ,(不合题意,舍去).
∴.
∴.
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,涉及待定系数法求函数解析式,勾股定理逆定理,求角的正切值,相似三角形的判定和性质等知识点,正确的求出函数解析式,利用数形结合的思想进行求解,是解题的关键.
3.(23-24九年级上·上海闵行·阶段练习)在平面直角坐标系中,抛物线线与轴的交点为、,点在点的左侧,点是该抛物线与轴的交点,点为抛物线的顶点,连接,和,交轴于点.
(1)当顶点纵坐标为时,求该抛物线的表达式;
(2)当和相似时,求该抛物线的表达式;
(3)当时,求该抛物线的表达式.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】角度问题(二次函数综合)、相似三角形问题(二次函数综合)、待定系数法求二次函数解析式、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)先求出对称轴为直线,则,再把代入二次函数解析式中进行求解即可;
(2)先求出在,则;再求出,,得到,进而求出直线解析式为,则,得到,由于,,则当和相似时,只存在这一种情况,由相似三角形的性质得到,即,得到,则抛物线解析式为;
(3)如图所示,过点B作于H,先求出,再由勾股定理求出,进而得到,再利用勾股定理得到;证明,得到,即,解方程即可得到答案.
【详解】(1)解:由题意得,抛物线对称轴为直线,
∵顶点纵坐标为,
∴,
把代入中得:,
解得,
∴抛物线解析式为;
(2)解:在中,当时,解得或,
∴
∴;
在中,当时,,
∴,
∴,
在在中,当时,,
∴,
设直线解析式为,
∴,
∴,
∴直线解析式为,
在中,当时,,
∴,
∴,
∵,,
∴当和相似时,只存在这一种情况,
∴,即,
∴或(舍去)
∴抛物线解析式为;
(3)解:如图所示,过点B作于H,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,即,
令,则,
解得,
∴或(舍去)或(舍去)或(舍去)
经检验,是原方程的解,
∴抛物线解析式为.
【点睛】本题主要考查了二次函数综合,待定系数法求二次函数解析式,相似三角形的性质与判定,勾股定理,含30度角的直角三角形的性质等等,正确作出辅助线构造相似三角形,通过相似三角形对应边成比例进行求解是解题的关键.
4.(24-25九年级上·上海·阶段练习)如图所示,直线与x轴交于点,与y轴交于点B,抛物线经过A、B两点,与x轴的另一个交点为点C.
(1)求抛物线的解析式:
(2)点是x轴正半轴上一动点,过点E作轴于点E,交直线于点D,交抛物线于点P,联结.
①当点E在线段上时,若与相似,求点E的坐标;
②若,直接写出点E的坐标.
【答案】(1)
(2)①或;②点的坐标为或
【知识点】角度问题(二次函数综合)、相似三角形问题(二次函数综合)、全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)把代入求出一次函数解析式,则的坐标为,再把代入中即可求出抛物线的解析式.
(2)①求出,根据,求出,,结合轴,求出,设,则,,分为当和当,分别求解即可.
②求出直线的解析式,分为当点P在x轴上方时,如图,连接,延长交x轴于N,证明,求出,从而求出直线的解析式,即可求解.当点P在x轴下方时,得出,全等三角形的性质求出,求出直线的解析式即可求解.
【详解】(1)解:把代入得:,
故,
则的坐标为,
把代入中
得,
解得:,
∴抛物线的解析式的为:.
(2)解:①∵,
令,则,解得:或3,
∴,
又∵,
∴,,,
又轴,
,
,
,
∵,
∴,,
,
当,即时,,
解得:(舍去)或,
故;
当,即时,,
解得:(舍去)或,
故,
综上,或.
②∵点,,
设直线的解析式为:,
则,解得:,
∴直线的解析式为:,
当点P在x轴上方时,如图,连接,延长交x轴于N,
,
,
,
,
,
,
,
设直线的解析式为:,则,解得:,
∴直线的解析式为:,
,
解得:(舍去).
∴
当点P在x轴下方时,如下图所示:
,
,
,
,
,
,
设直线的解析式为:,则,解得:,
∴直线的解析式为:,
,
解得:(舍去),
∴
综上所述:点的坐标为:或.
【点睛】本题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法求二次函数解析式,抛物线与x轴的交点问题,等腰三角形的性质,等腰直角三角形的性质,相似三角形的性质和判定,一次函数解析式求解,注意相似三角形分情况讨论.要会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,利用点的坐标的意义表示线段的长度是解题的关键.
5.(24-25九年级下·上海普陀·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过原点,顶点为,与轴负半轴交于点.
(1)求抛物线的表达式:
(2)点为抛物线对称轴上的一点,,求点的坐标:
(3)抛物线沿射线平移至第一象限,顶点为,与原抛物线交于点.在原抛物线上是否存在点,使四边形为矩形,若存在,求点的坐标,若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】特殊四边形(二次函数综合)、解直角三角形的相关计算、角度问题(二次函数综合)、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)设顶点式,再代入原点坐标即可求解;
(2)设对称轴与x轴交于点D,在轴上方对称轴上取点,使得,联结,构造,即可求解;
(3)先求出直线的表达式为,设,则平移后的抛物线表达式为,与抛物线的联立求得,过点M作y轴的平行线,过点N、P作平行线的垂线,垂足分别为G、H,可得,则,解得:,故,,由点的平移求得,再验证点在原抛物线上即可.
【详解】(1)解:∵顶点为,
∴设解析式为:,
又∵抛物线经过原点,
∴,
解得:,
∴抛物线的表达式为;
(2)解:设对称轴与x轴交于点D,在轴上方对称轴上取点,使得,联结,
∵顶点为,
∴对称轴为直线,,
∵关于对称轴对称,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)解:设直线的表达式为,
将点代入得:,
解得:,
∴直线的表达式为,
设,
∴平移后的抛物线表达式为,
与抛物线的联立得:,
解得:,
∴,
过点M作y轴的平行线,过点N、P作平行线的垂线,垂足分别为G、H,
∴.,
∵矩形,
∴,
∴,
∵,
即,
∴,
∴,
∴,
∴,
解得:,
∴,,
∵矩形,,
∴,
∴,,
∴,
将代入原抛物线解析式得:,
∴点Q在原抛物线上,
∴.
【点睛】本题考查了二次函数与相似三角形的综合问题,涉及待定系数法求函数解析式,二次函数的图像与性质,函数图像的平移,解直角三角形,相似三角形的判定与性质,矩形的性质,解题的关键在于构造相似三角形.
6.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴负半轴交于点A、与x轴正半轴交于点B,与轴正半轴交于点C,已知.
(1)求b、c的值;
(2)将抛物线平移,平移后得到新抛物线与y轴负半轴交于点P.
①如果平移后的新抛物线经过点,且原点O到它的对称轴的距离等于的长度,求平移后新抛物线的解析式;
②在原抛物线对称轴右侧部分上取一点E,使得,记点E在新抛物线上的对应点为F,如果点F在的延长线上,且,求平移后的新抛物线的顶点坐标.
【答案】(1)
(2)①;②
【知识点】解直角三角形的相关计算、待定系数法求二次函数解析式、角度问题(二次函数综合)、二次函数图象的平移
【分析】(1)由题意得,,根据,可知,,再利用待定系数法即可求解;
(2)①设平移后的解析式为,且经过,可得;由题意可知,其在轴负半轴,则,可得,,平移后的对称轴为直线,根据切线的性质可知,求出,即可求解;
②连接交轴于,由(1)可知原抛物线的解析式为,根据,结合解直角三角形求得,即,进而求得,直线的解析式为,可得,过点作,则轴,结合解直角三角形可知,新抛物线是由原抛物线向右平移个单位长度,再向下平移个单位长度,即,新抛物线解析式为:,由题意知,代入解析式求得的值,即可求得解析式,进而可得顶点坐标.
【详解】(1)解:在中,当时,,
∴,
∵点C在y轴正半轴上,
∴,
∴,
∵,
∴,,
将,代入,得:,
解得:;
(2)解:①设平移后的抛物线解析式为,
∵平移后的抛物线经过,
∴,
∴;
在中,当时,,即,
又∵在轴负半轴,
∴,即,
∴,,
平移后的抛物线对称轴为直线,
∵原点O到新抛物线的对称轴的距离等于的长度,
∴,即,
解得:,
∴,
∴平移后新抛物线的解析式;
②连接交轴于,
由(1)可知原抛物线的解析式为,
∵,
∴,则,
∵,则,
∴,即,
设直线的解析式为,代入,,得:,
解得:,
∴直线的解析式为,
联立,解得:或,
∴,
过点作轴,过点E作于G,
∴,
设,则,
∴新抛物线是由原抛物线向右平移个单位长度,再向下平移个单位长度得到的,
∴新抛物线解析式为:,
又∵,
∴,
∴,
解得:,(舍去),
∴平移后的新抛物线解析式为:,
∴新抛物线的顶点坐标为.
【点睛】本题主要考查了二次函数综合,二次函数图象的平移问题,解直角三角形,待定系数法求函数解析式等等,利用数形结合的思想求解是解题的关键.
7.(22-23九年级上·上海黄浦·阶段练习)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线与x轴相交于原点O和点,点在抛物线上.
(1)求抛物线的表达式,并写出它的对称轴;
(2)求的值;
(3)点D在抛物线上,如果,求点D的坐标.
【答案】(1),直线
(2)3
(3)或
【知识点】解直角三角形的相关计算、角度问题(二次函数综合)、求一次函数解析式、y=ax²+bx+c的图象与性质
【分析】(1)将点O (0,0)和点代入抛物线解析式,即可求出m和k的值,即得出其表达式,再根据其性质即可直接得出对称轴;
(2)过点A作轴于点C,由(1)所求表达式可求出A点坐标,即得出AC和OC的长,进而可求出BC的长,再根据正切的定义即可求出;
(3)由(2)可求.又易证,即得出.分类讨论:①当点D在x轴上方时,设抛物线对称轴与x轴交于点F,OD与抛物线对称轴交于点E,即得出,从而可求出E点坐标,进而可求出直线OD的解析式,再联立直线OD的解析式和抛物线解析式,求出解,即得出D点坐标;②当点D在x轴下方时,由①同理可求出此时D点坐标.
【详解】(1)将点O (0,0)和点代入,得:
,
解得:,
∴抛物线的表达式为,
∴它的对称轴为直线.
(2)如图,过点A作轴于点C.
∵点在抛物线上,
∴,
∴,
∴,.
∵,
∴,
∴,
∴;
(3)由(2)可知.
∵,,
∴,
∴.
分类讨论:①当点D在x轴上方时,如图,设抛物线对称轴与x轴交于点F,OD与抛物线对称轴交于点E,
∴.
∵,
∴,
∴.
设直线OD的解析式为:,
∴,解得:,
∴直线OD的解析式为:.
联立,解得:,,
∴;
②当点D在x轴下方时,如图,
由①同理可求出此时直线OD的解析式为:.
联立,解得:,,
∴.
综上可知,如果,点D的坐标为或.
【点睛】本题为二次函数综合题,考查利用待定系数法求函数解析式,解直角三角形,一次函数图象与二次函数图象的交点问题等知识,较难.利用数形结合和分类讨论的思想是解题关键.
8.(24-25九年级下·上海·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,抛物线过点,与抛物线的一个交点为A,点A的横坐标为2,点分别是抛物线上的动点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)当四边形为平行四边形时,求点的坐标;
(3)设点为抛物线上另一个动点,当平分,且时,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)或或
(3)或
【知识点】特殊四边形(二次函数综合)、相似三角形问题(二次函数综合)、待定系数法求二次函数解析式、角度问题(二次函数综合)
【分析】(1)先求出A点的坐标,再用待定系数法求出函数解析式即可;
(2)设点P的坐标为,分两种情况讨论:为平行四边形的一条边,为平行四边形的一条对角线,用x表示出Q点坐标,再把Q点坐标代入抛物线中,列出方程求解即可;
(3)当点P在y轴左侧时,抛物线不存在点R使得平分,当点P在y轴右侧时,不妨设点P在的上方,点R在的下方,过点P、R分别作y轴的垂线,垂足分别为S、T,过点P作于点H,则有,证明可得,设点P坐标为,点R坐标为,由相似比得到,进而得,过点Q作轴于点K,设点Q坐标为,由得到关于m的方程求得m,进而完成解答.
【详解】(1)解:将代得,
∴点A的坐标为,
将,代入,得∶
,解得∶ ,
∴抛物线:.
(2)解:如图,设点P的坐标为,
第一种情况:为平行四边形的一条边,
①当点Q在点P右侧时,则点Q的坐标为,
将代入,得:
,解得或,
因为时,点P与C重合,不符合题意,所以舍去,
此时点P的坐标为;
②当点Q在点P左侧时,则点Q的坐标为,
将代入得∶
,解得∶或,
∴此时点P的坐标为或;
第二种情况:当为平行四边形的一条对角线时,
∵,
∴的中点坐标为,得的中点坐标为,
故点Q的坐标为,
将代入得∶
,解得,或,
因为时,点P与点C重合,不符合题意,所以舍去,
此时点P的坐标为.
综上所述,点P的坐标为或或.
(3)解:当点P在y轴左侧时,抛物线不存在点R使得平分,
当点P在y轴右侧时,不妨设点P在的上方,点R在的下方,
过点P、R分别作y轴的垂线,垂足分别为S、T,
过点P作于点H,则有,
由平分,得,则,
∴,
∴,
设点P坐标为,点R坐标为,
所以有整理得:,
在中,,
过点Q作轴于点K,
设点Q坐标为,
若,则需,
所以,
所以解得∶,
所以点Q坐标为或.
【点睛】本题主要考查了待定系数法求函数的解析式、平行四边形的性质、解直角三角形的应用、相似三角形的性质与判定、角平分线的性质等知识点,正确作出辅助线并灵活运用所学知识成为解题的关键.
9.(24-25九年级下·上海青浦·阶段练习)如图,已知抛物线经过点与点,且交轴于点.
(1)求该抛物线的表达式,并写出其顶点坐标;
(2)将该抛物线向上平移4个单位,再向右平移个单位,得到新抛物线.若新抛物线的顶点为,连结,直线将分割成面积相等的两个三角形.
①求的值;
②在新的抛物线上寻找点,使,求点的坐标.
【答案】(1),
(2)①;②或
【知识点】面积问题(二次函数综合)、角度问题(二次函数综合)、二次函数图象的平移、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)将点与点代入解析式,即可求解;
(2)由抛物线平移得,抛物线得顶点为,
①交于,过作交轴于,由相似三角形的判定方法得 ,由相似三角形的性质得,可求,由待定系数法得直线的解析式为,即可求解;
②(ⅰ)当在直线的右侧时,当时,,待定系数法得直线的解析式为,同理可求直线的解析式为,联立直线的解析式与抛物线的解析式,即可求解; (ⅱ)当在直线的左侧时,方法一:作关于的对称点,作射线交于,联结、,设,由勾股定理得,,,,联立可求,同理可求直线的解析式为,联立直线的解析式与抛物线的解析式,即可求解; 方法二:抛物线与轴交于,联结,可求,由等腰直角三角形的性质得 ,由可判定(),由全等三角形的性质得,即可求解.
【详解】(1)解:由题意得:,
解得:,
,
顶点为,
故该抛物线的表达式,顶点坐标;
(2)解:将该抛物线向上平移4个单位,再向右平移个单位,
,
抛物线得顶点为,
①如图,设交于,过作交轴于,
直线将分割成面积相等的两个三角形.
,
,
,
,
当时,,
,
,
,
,
,
,
,
,
设直线的解析式为,则有
,
解得:,
直线的解析式为,
,
解得:,
故的值为;
②
,
(ⅰ)当在直线的右侧时,
当时,,
同理可求:直线的解析式为,
可设直线的解析式为,
,
解得:,
直线的解析式为,
联立,
解得:,(舍去),
;
(ⅱ)当在直线的左侧时,
方法一:作关于的对称点,作射线交于,联结、,
设,
,
,
,
,
,
,
,
解得:,(舍去),
,
同理可求直线的解析式为,
联立,
解得:,(舍去),
;
方法二:抛物线与轴交于,联结,
当时,
,
,
,
,
在和中
,
(),
,
,
,
满足条件;
综上所述:点的坐标或.
【点睛】本题考查了待定系数法,二次函数图象的平移,勾股定理,全等三角形的判定及性质,等腰三角形的性质,相似三角形的判定及性质等;掌握二次函数图象的平移,全等三角形的判定及性质,等腰三角形的性质,相似三角形的判定及性质,能熟练利用待定系数法,勾股定理进行求解,并能根据动点的不同位置进行分类讨论是解题的关键.
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