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专题09二次函数中的等腰三角形、直角三角形存在性问
题的三类综合题型
目录
典例详解
类型一、二次函数中的等腰三角形存在性问题
类型二、二次函数中的直角三角形存在性问题
类型三、二次函数中的等腰直角三角形存在性问题
压轴专练
典例详解
类型一、二次函数中的等腰三角形存在性问题
1解题思路:先设动点坐标(含参数),结合二次函数表达式确定顶点、交点等关键坐标;再分三种情况
(两腰为已知边、一动一静边、两动边)讨论等腰三角形构成。
2.解题技巧:用两点间距离公式将边长转化为含参数的代数式,简化计算;利用二次函数对称性减少分类
结合图形范围验根防漏解。
3解题方法:以代数方程法为主,列边长相等的方程求解参数;辅以几何法(如垂直平分线性质)快速定
位可能点,最后结合函数定义域确定有效解。
例1.(24-25九年级上广东广州期中)如图,抛物线y=-x2+2x+3与x轴交于A,B两点,与y轴交于C点,
B
(I)求出A,B,C点的坐标;
(②)在抛物线的对称轴上是否存在点Q,使△BCQ是等腰三角形?若存在,请直接写出符合条件的Q点坐标;
若不存在,请说明理由.
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【变式1-1】(25-26九年级上·黑龙江佳木斯阶段练习)如图,已知抛物线y=a(x-h2+k与x轴的一个交
点为A(-1,0,另一个交点为B,与y轴的交点为C(0,-3),其顶点为D,对称轴为直线x=1.
(1)求抛物线的解析式:
(2)求△BCD的面积;
(3)在y轴上是否存在一点M,使CDM为等腰三角形,若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,说
明理由
【变式1-2】(25-26九年级上湖北阶段练习)如图,在直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx-3与x轴交于
点A(-1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C.
V
B
(1)求抛物线对应的二次函数表达式:
(②)点P在抛物线对称轴上,当△BCP是以BC为底的等腰三角形时,求点P的坐标;
(⊙)在整物线上存在点Q,使得S。-c,直接写出Q的坐标
【变式1-3】(25-26九年级上湖北襄阳阶段练习)如图,己知抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,
与y轴交于点C,顶点为点E,己知点B的坐标为1,0),经过点B的直线与抛物线另一个交点D的坐标为
-2,-3,连接AD.
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(I)求抛物线及直线BD的解析式:
(2)若点F在x轴上,则当EF+CF的值最小时,求点F的坐标;
(3)若点P是y轴上的一点,使得△ACP为等腰三角形,求点P的坐标.
类型二、二次函数中的直角三角形存在性问题
1.解题思路:先确定抛物线与坐标轴交点等定点(如A、B),设抛物线上动点Pc,y),分∠A-90°、∠B90
。、∠P-=90°三类讨论直角顶点。
2.解题技巧:用勾股定理(PA+PB2=AB2等)或斜率乘积为-1(垂直)列方程,借抛物线表达式消y,结
合x范围验根。
3解题方法:代数法为主,列坐标方程求解;辅以几何法(过A、B作垂线交抛物线得P),结合图形验证
直角合理性。
例2.(25-26九年级上湖北襄阳·阶段练习)如图,顶点为M的抛物线y=a(x+1)2-4分别与x轴相交于点
A,B(点A在点B的右侧)与y轴相交于点C(0,-3.
y
(1)求抛物线的解析式:
(2)判断△BCM是否为直角三角形,并说明理由:
(3)求四边形ABMC的面积.
【变式2-1】(25-26九年级上·安徽阶段练习)如图,抛物线的顶点为D,其坐标为1,4),抛物线交x轴于
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A,B两点,交y轴于点C,已知OC=3.
B
(1)求抛物线的表达式:
(2)连接CD,BD,判断△BCD的形状;
(3)若点E是第一象限内抛物线上的动点,连接BE和CE,求△BCE面积的最大值
【变式2-2】(24-25九年级上广西梧州期末)如图,己知抛物线y=ax2+bx+5与x轴相交于
A(-1,0),B(5,0)两点,与y轴相交于点C.
V
(①)求抛物线的表达式:
(②)点P为抛物线上的一个动点,且在直线BC的上方,试求△PBC面积的最大值;
(3)点E是线段BC上异于B,C的动点,过点E的直线EN⊥x轴于点N,交抛物线于点M.当aECM为直
角三角形时,求点M的坐标.
【变式2-3】(25-26九年级上天津武清·阶段练习)如图,己知抛物线y=-x2+bx+c与一条直线相交于
A(-1,0),C(2,3)两点,与y轴交于点N,其顶点为D.
(1)求抛物线及直线AC的函数表达式;
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(②)点P为对称轴上一动点,求当PA+PN最小时点P坐标,并求出最小值,
(3)在抛物线对称轴上是否存在一点M,使以A,N,M为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请直接写
出M点的坐标,若不存在,请说明理由.
类型三、二次函数中的等腰直角三角形存在性问题
1.解题思路:确定抛物线定点(如A、B),设动点P,分∠A、∠B、∠P为直角顶点三类,每类需满足“直
角”+“两直角边相等”。
2.解题技巧:用坐标表边长,结合勾股定理(直角)与距离相等(等腰)列方程,借抛物线消y;利用斜
率(垂直时积为-1)简化计算,结合图形限x范围。
3.解题方法:代数法联立直角与等腰方程求解;几何法构造全等(如过P作横纵垂线,使直角边等长),
验证交点合理性。
例3.(25-26九年级上·湖南长沙阶段练习)如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴相交于点A(-1,0)和点
B2,0.
(①)求抛物线的解析式、对称轴和顶点坐标:
(2)在抛物线上有一点P,过点P作x轴的垂线交x轴于点Q,若△APQ是等腰直角三角形,求点P的坐标.
【变式3-1】(25-26九年级上·安微合肥阶段练习)如图,抛物线y=x2+bx+c(b,c为常数)与x轴交于
A(-1,O),B两点,与y轴交于点C(O,-4),作直线BC.若点P在线段BC上运动(点P不与点B,C重合),
过点P作x轴的垂线,分别交抛物线于点E,交x轴于点F.
备用图
(1)求该抛物线的表达式;
(②)若PE=PF,求此时点P的坐标;
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(3)连接CE,若△CPE是等腰直角三角形,求点P的坐标,
【变式3-2】(2025九年级上浙江·专题练习)二次函数y=ax2+bx+2的图象交x轴于点A(-1,0),点B(4,0)
两点,交y轴于点C.动点M从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿AB方向运动,过点M作MN⊥x
轴交直线BC于点N,交抛物线于点D,连接AC,设运动的时间为t秒.
D
备用图
(1)求二次函数y=ax2+bx+2的表达式:
Q连接BD,当1号时,求△DN的面积:
3)在直线MW上存在一点P,当△PBC是以∠BPC为直角的等腰直角三角形时,求此时点D的坐标.
【变式3-3】(2024广东模拟预测)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A,B两点,与y轴交
于点C(0,3),且OB=OC.直线y=x+1与抛物线交于A、D两点,与y轴交于点E,点Q是抛物线的顶点,
设直线AD上方的抛物线上的动点P的横坐标为m,
备用图
(①1)求该抛物线的解析式及顶点Q的坐标.
(2)连接CQ,直接写出线段CQ与线段AE的数量关系和位置关系.
3)连接PA、PD,当m为何值时Sm)SaMB?
(④)在直线AD上是否存在一点H,使△PQH为等腰直角三角形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存
在,请说明理由.
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0
压轴专练
一、解答题
1.(25-26九年级上辽宁葫芦岛期中)如图,抛物线y=ax2+4ax-5a(a为常数,a≠0)与x轴交于点A
,B两点,点C为抛物线的顶点,且该二次函数有最大值,最大值不超过5.
(1)求a的取值范围:
(2)若ABC为等腰直角三角形,求a的值.
2.(20-21九年级上广西柳州阶段练习)己知:如图一次函数y=,x+1的图象与x轴交于点A,与y轴交于
点B,二次函数y=x+br+c的图象与这个一次函数的图象交于B、C两点,与x轴交于D、E两点且D
点坐标为1,0).
B
A OD E
(I)直接写出B点坐标并求二次函数的解析式:
(2)在x轴上是否存在点P,使得△PBC是以P为直角顶点的直角三角形?若存在,求出所有的点P,若不
存在,请说明理由
3.(25-26九年级上,江西宜春阶段练习)已知,如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A,B两点,与x轴
交于点C,OA=OC=3,顶点为D.
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3
2
1
B
4-1
-210
D
5
(1)求此函数的解析式:
(2)判断aACD的形状,并说明理由;
(3)在对称轴上找一点P,使。BCP的周长最小,求出P点坐标.
4.(25-26九年级上江西上饶期中)如图,在平面直角坐标系x0y中,抛物线L:y=x2+ax+b与x轴交于
A-1,0,B(3,0)两点,与y轴交于点C,点P是直线BC下方的抛物线上一动点.
VA
B
备用图
(1)求抛物线的解析式:
(2)过P点作y轴的平行线交直线BC于点E,求线段PE的最大值;
(3)在直线BC找一点Q,使得△QOC为等腰三角形,直接写出Q点坐标.
y
A
③当QC=OC=3时,过点0作QE⊥OB于点E,如图,
P
5.(25-26九年级上黑龙江齐齐哈尔月考)如图,抛物线y=ax+bx+c与x轴交于A(-1,0)、B(3,0)两点,
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与y轴交于点C(0,3).
B
(1)求抛物线的解析式:
(2)点P是抛物线上一动点,过点P作PD⊥x轴于点D,交直线BC于点E,当PE=2时,求点P的坐标:
(3)在(2)的条件下,是否存在点Q,使得以点P、E、Q为顶点的三角形是等腰直角三角形?若存在,直
接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由
6.(25-26九年级上·青海西宁.期中)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=-x2+bx+c的图象与x轴交
于点A(-1,0、B(3,0),交y轴于点C.
珠
B
(1)求此二次函数的解析式:
(②)若点M是该二次函数图象上第一象限内一点,作MD⊥x轴交直线BC于点N,求线段MN长度的最大值.
(3)在二次函数图象的对称轴上是否存在一点P使△BCP是以BC为腰的等腰三角形,若不存在,请说明理由;
若存在,请直接写出点P的坐标
7.(24-25九年级上江苏苏州月考)如图,已知二次函数y=ax2+bx+c的图象经过A(3,0),B(0,1,
C2,2)三点.
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备用图
(1)求二次函数y=ax2+bx+c的解析式;
2)设点D6
1在二次函数的图象上,将∠ACB绕点C按顺时针方向旋转至∠FCE,使得射线CE与y轴
的正半轴交于点E,且经过点D,射线CF与线段OA交于点F.求证:BE=2F0;
27
(3)是否存在点H
n.
使得点A、D、H构成的△ADH是直角三角形?若存在,有几个符合条件的点H?
10
(画出草图,直接回答,不必说明理由)
8.(25-26九年级上·山东烟台期中)如图,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于A,B两点(点A在点B
的左侧),与y轴交于点C,OA=2,OB=6,D是直线BC上方抛物线上一动点,过点D作x轴的垂线交
BC于点E,垂足为F,连接CD
D
E
(1)求抛物线的表达式:
(2)设点D横坐标为t,
①用含有t的代数式表示线段DE的长度;
②是否存在点D,使△CDE是等腰三角形?若存在,请求出所有满足条件的点D的坐标;若不存在,请说
明理由,
9.(25-26九年级上·甘肃张掖月考)如图,抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于点A(-1,0)和点B,与y轴交
于点C(0,3).
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专题09 二次函数中的等腰三角形、直角三角形存在性问题的三类综合题型
目录
典例详解
类型一、二次函数中的等腰三角形存在性问题
类型二、二次函数中的直角三角形存在性问题
类型三、二次函数中的等腰直角三角形存在性问题
压轴专练
类型一、二次函数中的等腰三角形存在性问题
1.解题思路:先设动点坐标(含参数),结合二次函数表达式确定顶点、交点等关键坐标;再分三种情况(两腰为已知边、一动一静边、两动边)讨论等腰三角形构成。
2.解题技巧:用两点间距离公式将边长转化为含参数的代数式,简化计算;利用二次函数对称性减少分类,结合图形范围验根防漏解。
3.解题方法:以代数方程法为主,列边长相等的方程求解参数;辅以几何法(如垂直平分线性质)快速定位可能点,最后结合函数定义域确定有效解。
例1.(24-25九年级上·广东广州·期中)如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点.
(1)求出,,点的坐标;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点,使是等腰三角形?若存在,请直接写出符合条件的点坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)、、;
(2)或或或或.
【分析】本题考查的是二次函数综合运用,等腰三角形的性质,勾股定理;
(1)对于,当时,,令,则或,即可求解;
(2)当时,则,即可求解;当或时,同理可解.
【详解】(1)解:对于,当时,,令,则或,
即,,点的坐标分别为:、、;
(2)存在,理由:
由抛物线的表达式知,其对称轴为直线,设点,
由、、的坐标得,,,,
当时,则,则,
即点或;
当或时,
同理可得:或,则或,
即点或或;
综上,或或或或.
【变式1-1】(25-26九年级上·黑龙江佳木斯·阶段练习)如图,已知抛物线与轴的一个交点为,另一个交点为,与轴的交点为,其顶点为,对称轴为直线.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求的面积;
(3)在轴上是否存在一点,使为等腰三角形,若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)3
(3)存在,点M的坐标为或或或
【分析】(1)根据抛物线的对称轴为直线,得到,再把点,代入解析式,求出a,k的值,即可解答;
(2)根据二次函数的图象及对称性得到顶点D的坐标为,与x轴的另一个交点为B的坐标为,根据两点间距离公式求出,,,得到,从而是直角三角形,根据三角形的面积公式求解即可;
(3)分三种情况讨论:①当时,②当时,③当时,分别求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线的对称轴为直线,,
∴,
∵抛物线过点,,
∴,解得,
∴抛物线的解析式为.
(2)解:∵抛物线的解析式为,
∴顶点D的坐标为,
∵抛物线对称轴为直线,与轴的一个交点为,
∴抛物线与x轴的另一个交点为B的坐标为,
∵,,,
∴,
,
,
∴,
∴是直角三角形,
∴.
(3)解:存在,理由如下,分三种情况讨论:
①当时,为等腰三角形,
∵,
∴,
∵,
∴或.
②当时,为等腰三角形,
过点D作轴于点H,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
③当时,为等腰三角形,
设,
∵,,
∴,
,
∵,
∴,
解得,
∴.
综上所述,在轴上是否存在一点,使为等腰三角形,点M的坐标为或或或.
【变式1-2】(25-26九年级上·湖北·阶段练习)如图,在直角坐标系中,抛物线与x轴交于点和点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线对应的二次函数表达式;
(2)点P在抛物线对称轴上,当是以为底的等腰三角形时,求点P的坐标;
(3)在抛物线上存在点Q,使得,直接写出Q的坐标______.
【答案】(1)
(2)
(3)点Q的坐标为或或或.
【分析】(1)由交点式可直接得出抛物线的解析式;
(2)设,根据列出方程,进而求得点坐标;
(3)过点作轴于点,交于点,求得直线的解析式为,设点的坐标为,则点的坐标为,根据题意得到,列方程求出m的值即可.
【详解】(1)解:由题意得:,
∴,
,
;
(2)解:,
∴对称轴为直线,
当时,,
∴,
设,
,
,
,
;
(3)解:过点作轴于点,交于点,如图所示,
当时,,
∴,
∴,
∵,,
∴设直线的解析式为,
∴,
解得,
∴直线的解析式为,
设点的坐标为,则点的坐标为,
∵,
∴,
∴,即,
整理得,
当,
解得或,
当时,,
当时,,
∴点Q的坐标为或;
当,
解得或,
当时,,
当时,,
∴点Q的坐标为或;
∴点Q的坐标为或或或.
【变式1-3】(25-26九年级上·湖北襄阳·阶段练习)如图,已知抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,顶点为点E,己知点B的坐标为,经过点B的直线与抛物线另一个交点D的坐标为,连接.
(1)求抛物线及直线的解析式;
(2)若点F在x轴上,则当的值最小时,求点F的坐标;
(3)若点P是y轴上的一点,使得为等腰三角形,求点P的坐标.
【答案】(1)抛物线解析式为;直线的解析式为
(2)
(3)或或或
【分析】本题主要考查了二次函数综合,待定系数法求函数解析式,勾股定理等等,利用分类讨论的思想求解是解题的关键.
(1)利用待定系数法求解即可;
(2)可求出,顶点E的坐标为;,作点C关于x轴的对称点G,连接,则,,可证明当三点共线时,有最小值,即此时有最小值;求出直线的解析式,进而求出直线与x轴的交点坐标即可得到答案;
(3)求出点A坐标,进而求出的长,再分,和三种情况,讨论求解即可.
【详解】(1)解:把点B和点D的坐标代入中得,
∴,
∴抛物线解析式为;
设直线的解析式为,
∴,
∴,
∴直线的解析式为;
(2)解:在中,当时,,
∴;
∵抛物线解析式为,
∴顶点E的坐标为;
如图所示,作点C关于x轴的对称点G,连接,则,,
∴,
∴当三点共线时,有最小值,即此时有最小值;
设直线的解析式为,
∴,
∴,
∴直线的解析式为,
在中,当时,,
∴点F的坐标为;
(3)解:在中,当时,解得或,
∴,
∵,
∴,
∴;
当时,则点P的坐标为或;
当时,∵,
∴,
∴点P的坐标为;
当时,设点P的坐标为,
∴,
解得,
∴点P的坐标为;
综上所述,点P的坐标为或或或.
类型二、二次函数中的直角三角形存在性问题
1.解题思路:先确定抛物线与坐标轴交点等定点(如A、B),设抛物线上动点P(x,y),分∠A=90°、∠B=90°、∠P=90°三类讨论直角顶点。
2.解题技巧:用勾股定理(PA²+PB²=AB²等)或斜率乘积为-1(垂直)列方程,借抛物线表达式消y,结合x范围验根。
3.解题方法:代数法为主,列坐标方程求解;辅以几何法(过A、B作垂线交抛物线得P),结合图形验证直角合理性。
例2.(25-26九年级上·湖北襄阳·阶段练习)如图,顶点为的抛物线分别与轴相交于点,(点在点的右侧)与轴相交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)判断是否为直角三角形,并说明理由:
(3)求四边形的面积.
【答案】(1)
(2)是直角三角形
(3)
【分析】本题主要考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数综合,勾股定理及其逆定理,熟知二次函数的相关知识是解题的关键.
(1)把点C坐标代入解析式中计算求解即可;
(2)根据(1)所求可求出B、M的坐标,再利用两点距离计算公式可推出,则由勾股定理的逆定理可得结论;
(3)根据可知,只需要求出的面积即可得到答案.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴相交于点,
∴,
∴,
∴抛物线解析式为;
(2)解;是直角三角形,理由如下:
∵抛物线解析式为,
∴抛物线的顶点M的坐标为,
在中,当时,或,
∴,
∴,,
,
∴,
∴是直角三角形;
(3)解:由(2)可得是直角三角形,且,,
又∵,
∴,
∵,,,
∴,
∴,
∴.
【变式2-1】(25-26九年级上·安徽·阶段练习)如图,抛物线的顶点为,其坐标为,抛物线交轴于,两点,交轴于点,已知.
(1)求抛物线的表达式;
(2)连接,,判断的形状;
(3)若点是第一象限内抛物线上的动点,连接和,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)直角三角形
(3)
【分析】(1)设抛物线的表达式为,再把点C的坐标代入,即可求解;
(2)先求出点B的坐标,可得到,,的长,然后勾股定理逆定理解答即可;
(3)求出直线的表达式,设,作轴交于点,则,可得到,进而可用m表示出面积,再结合二次函数的性质解答即可.
【详解】(1)解:抛物线的顶点的坐标为,
设抛物线的表达式为.
又,
点的坐标为,
代入表达式,得,
解得,
抛物线的表达式为,即;
(2)解:令,则,
解得,
点的坐标为,
,
,
是直角三角形;
(3)解:设直线的表达式为,
将点,点的坐标代入,得:
,
解得,
直线的表达式为;
设,
如图,作轴交于点,则,
,
,
当时,有最大值为.
【变式2-2】(24-25九年级上·广西梧州·期末)如图,已知抛物线与x轴相交于两点,与y轴相交于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P为抛物线上的一个动点,且在直线的上方,试求面积的最大值;
(3)点E是线段上异于B,C的动点,过点E的直线轴于点N,交抛物线于点M.当为直角三角形时,求点M的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】本题主要考查了求二次函数关系式、求二次函数的最值、等腰直角三角形的判定,二次函数的性质等知识点,正确用坐标差表示线段的长是解题的关键.
(1)将点代入关系式求得a、b的值即可解答;
(2)如图1:过点P作轴,垂足为M,交于点D,设点P的横坐标为m,则,求出,再根据二次函数的最值即可;
(3)分和两种情况,分别根据等腰直角三角形的性质以及二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)解:抛物线与x轴相交于两点,
则,解得:,
∴抛物线的关系式为.
(2)解:∵抛物线与y轴相交于点C,即当时,,
∴点.
设直线的关系为,
将点B,点C的坐标分别代入得:
,解得:,
∴.
如图1:过点P作轴,垂足为M,交于点D,
设点P的横坐标为m,则,
∴,
∴
,
∵,
∴抛物线开口向下,
∴当时,的最大值为.
(3)解: 如图2,当时,轴,
∴点C与点M关于对称轴直线对称,
∴点.
如图3,当,过点M作轴,垂足为F,
∵,
∴,
∴,
∴.
设,则点,
∴,解得:(不合题意,舍去),,
∴点.
综上所述,点M的坐标为或.
【变式2-3】(25-26九年级上·天津武清·阶段练习)如图,已知抛物线与一条直线相交于两点,与轴交于点,其顶点为.
(1)求抛物线及直线的函数表达式;
(2)点P为对称轴上一动点,求当最小时点P坐标,并求出最小值.
(3)在抛物线对称轴上是否存在一点,使以为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请直接写出点的坐标.若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)的最小值为,此时点P的坐标为
(3)或或或
【分析】本题主要考查了二次函数综合,待定系数法求函数解析式,勾股定理,熟知二次函数的相关知识是解题的关键.
(1)利用待定系数法求解即可;
(2)根据(1)所求,可得,则可求出;由抛物线的对称性可得,则当P、B、N三点共线时,有最小值,即此时有最小值,最小值为的长;求出直线解析式为,对称轴为直线,据此可得答案;
(3)分是斜边、是斜边、是斜边三种情况,结合勾股定理列方程,分别求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线与一条直线相交于两点,
∴,
解得
∴抛物线的函数表达式为.
设直线的函数表达式为,
将、分别代入中可得,
解得,
∴直线的函数表达式为.
(2)解:设抛物线与x轴的另一个交点为B,
在中,当时,,
当时,,解得或,
∴,
∴,
∴;
如图所示,连接,
由抛物线的对称性可得,
∴,
∴当P、B、N三点共线时,有最小值,即此时有最小值,最小值为的长;
同理可得直线解析式为,
∵抛物线解析式为,
∴对称轴为直线,
在中,当时,,
∴的最小值为,此时点P的坐标为;
(3)解:由(2)可知对称轴为直线,
设点,
∵,,,
∴,,
.
当是斜边时,则,解得;
当是斜边时,可得:或2;
当是斜边时,可得:.
∴点的坐标为或或或.
类型三、二次函数中的等腰直角三角形存在性问题
1.解题思路:确定抛物线定点(如A、B),设动点P,分∠A、∠B、∠P为直角顶点三类,每类需满足“直角”+“两直角边相等”。
2.解题技巧:用坐标表边长,结合勾股定理(直角)与距离相等(等腰)列方程,借抛物线消y;利用斜率(垂直时积为-1)简化计算,结合图形限x范围。
3.解题方法:代数法联立直角与等腰方程求解;几何法构造全等(如过P作横纵垂线,使直角边等长),验证交点合理性。
例3.(25-26九年级上·湖南长沙·阶段练习)如图,抛物线与轴相交于点和点.
(1)求抛物线的解析式、对称轴和顶点坐标;
(2)在抛物线上有一点,过点作轴的垂线交轴于点,若是等腰直角三角形,求点的坐标.
【答案】(1),抛物线的对称轴是直线,顶点坐标为;
(2)点的坐标为或.
【分析】本题考查了待定系数法求二次函数解析式,等腰三角形的性质,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
()利用待定系数法求出解析式,然后配成顶点式即可;
()由是等腰直角三角形,则有,设点的坐标为,则点,则,,得出,然后解方程即可.
【详解】(1)∵抛物线与轴相交于点和点,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为,
∵;
∴抛物线的对称轴是直线,顶点坐标为;
(2)解:如图,∵轴于点,
∴,
∵是等腰直角三角形,
∴,
∵点在抛物线上,
∴设点的坐标为,则点,
∴,,
∴,
∴或,
即或,
当时,
解得或(舍去),
此时;
当时,
解得或(舍去),
此时,
综上,点的坐标为或.
【变式3-1】(25-26九年级上·安徽合肥·阶段练习)如图,抛物线(b,c为常数)与x轴交于,B两点,与y轴交于点,作直线.若点P在线段上运动(点P不与点B,C重合),过点P作x轴的垂线,分别交抛物线于点E,交x轴于点F.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)若,求此时点P的坐标;
(3)连接,若是等腰直角三角形,求点P的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)点P的坐标为或
【分析】(1)利用待定系数法计算即可得解;
(2)求出,从而即可求出直线的表达式为, 设点,则,,表示出,.再根据,得出方程,求解即可;
(3)设点,分两种情况:当时,;当时,过点C作于点H,则有,分别求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线过点,点,
∴,
解得.
∴该抛物线的表达为;
(2)解:由(1)得:抛物线的表达式为.
当时,,解得,,
∴,
设直线的表达式为,
代入和,得.
解得.
∴直线的表达式为,
设点,则,.
∴,.
∵,
∴,
整理,得,解得,(舍去).
当时,.
∴点P的坐标为;
(3)解:∵,,
∴.
∴.
∵轴,
∴轴.
∴.
由(2)知直线的表达式为,
设点.
如答图1.当时,.
∴,即,解得,(舍去).
∴此时;
如答图2,当时,过点C作于点H,则有,
∴,解得,(舍去).
∴此时.
综上,点P的坐标为或.
【变式3-2】(2025九年级上·浙江·专题练习)二次函数的图象交轴于点,点两点,交轴于点.动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿方向运动,过点作轴交直线于点,交抛物线于点,连接,设运动的时间为秒.
(1)求二次函数的表达式;
(2)连接,当时,求的面积;
(3)在直线上存在一点,当是以为直角的等腰直角三角形时,求此时点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)依据二次函数经过点和两点,代入到解析式中计算即可得出结果;
(2)由题意可知,面积为,分别计算出和的长度即可得出结果;
(3)首先,在等腰中,利用勾股定理得到点到或点的距离,然后,运用两点距离公式建立等式,计算得到点横坐标,由于点横坐标与点横坐标相等,所以将坐标代入二次函数解析式即可得到结果.
【详解】(1)解:二次函数,过点,点,
点坐标代入解析式可得:
,
解得:
,
二次函数解析式为.
(2)动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿方向运动,
当时,点坐标为,
将点和代入到直线中可得,
,,
直线.
直线,
令,代入直线可得,
同理,代入二次函数中得到,
,,
面积为.
(3)设直线上存在一点,使得是以为直角的等腰直角三角形,
点和,由两点距离公式可知,
,
在等腰中,应用勾股定理可知,
,
,
利用两点距离坐标公式可知,
,
,
将可得,
,
将式代入式可得,
,
整理得:
解得:或.
点横坐标为或,
点与点横坐标相同,
点横坐标为或,
分别代入二次函数解析式可得,
或,
点的坐标为或.
【变式3-3】(2024·广东·模拟预测)如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,且.直线与抛物线交于、两点,与轴交于点,点是抛物线的顶点,设直线上方的抛物线上的动点的横坐标为.
(1)求该抛物线的解析式及顶点的坐标.
(2)连接,直接写出线段与线段的数量关系和位置关系.
(3)连接、,当为何值时?
(4)在直线上是否存在一点,使为等腰直角三角形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),点的坐标为
(2),且
(3)或
(4)存在,点的坐标为或
【分析】(1)直线与抛物线交于、两点,可得点和点坐标,再求出点、的坐标分别为:、,利用待定系数法即可求解;
(2)分别求出和的长,根据待定系数法求出直线的解析式,即可求解;
(3)根据题意将的面积和的面积表示出来,令,即可解出的值;
(4)分、、三种情况,分别求解即可.
【详解】(1)解:直线与抛物线交于、两点,则点、点.
∵,,
∴点的坐标为,
故抛物线的表达式为,
将点的坐标代入,得,
解得,
∴抛物线的表达式为,
∴顶点的坐标为.
(2)解:,且,理由:
∵,,
∴,
设直线的解析式为,
将,代入,得,
解得,
故直线的解析式为;
∵、点,
∴,
故;
∵直线的解析式为,直线的解析式为,
故将直线向上平移个单位得到直线,
∴,
故,且.
(3)解:∵,
解得,,
∴点的坐标为.
如图,过点作轴的平行线,交于点,
设点,则点,
∴.
解得或.
(4)解:存在,点的坐标为或.
设点,点,,而点,
①当时,
如图,过点作轴的平行线,过点、点作轴的平行线,交过点且平行于轴的直线于点、,
∵,,
∴,
∵,,
∴,
∴,,
即,,
解得.
当时,,
解得,(舍去),
∴点.
②当时,如图:
此时,则点、关于抛物线的对称轴对称,
点在抛物线上,
由抛物线的对称性可知,点在抛物线上,
又点在直线上,
点与点重合,此时纵坐标为3,
∴点.
③当时,
当点在抛物线对称轴的右侧时,如图,
点在的下方,与题意不符,舍去;
当点在抛物线对称轴的左侧时,如图,同理可得,
解得(舍去),.
故点.
综上可得,点的坐标为或.
一、解答题
1.(25-26九年级上·辽宁葫芦岛·期中)如图,抛物线(为常数,)与轴交于点,两点,点为抛物线的顶点,且该二次函数有最大值,最大值不超过5.
(1)求的取值范围;
(2)若为等腰直角三角形,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题主要考查二次函数图象与性质,熟练掌握二次函数图象与性质是解答本题的关键.
(1)根据二次函数有最大值可得,将二次函数解析式配成顶点式,根据最大值不超过5可得,即可求出的取值范围;
(2)分别求出三点坐标即可得出结论.
【详解】(1)解:,
∵二次函数有最大值,
∴,
∵函数最大值不超过5,
,
解得: ,
(2)解:当时,,
解得:,,
,
,
过点作轴于点 ,
为等腰直角三角形,
∴,,
∴,
∵,
∴ ,
∴ ,
解得:
∴的值为.
2.(20-21九年级上·广西柳州·阶段练习)已知:如图一次函数的图象与x轴交于点A,与y轴交于点B,二次函数的图象与这个一次函数的图象交于B、C两点,与x轴交于D、E两点且D点坐标为.
(1)直接写出B点坐标并求二次函数的解析式;
(2)在x轴上是否存在点P,使得是以P为直角顶点的直角三角形?若存在,求出所有的点P,若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)或
【分析】(1)将代入,求出,然后将,的坐标代入求解即可;
(2)假设存在符合条件的P点,连接、,过C作轴于F,若,则,可设出点P的坐标,分别表示出、的长,根据相似三角形所得比例线段即可求得点P的坐标.
【详解】(1)解:将代入,可得,
∴,
将,的坐标代入,
得:,
解得,
∴解析式为:;
(2)解:设符合条件的点P存在,令,
如图所示,当P为直角顶点时,连接、,过C作轴于F,
∵,,
∴,
∴,
∴,
即,
整理得,
解得或,
∴所求的点P的坐标为或.
【点睛】此题考查了一次函数和二次函数综合,待定系数法求出二次函数解析式,相似三角形的性质和判定等知识,解题的关键是掌握以上知识点.
3.(25-26九年级上·江西宜春·阶段练习)已知,如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,,顶点为.
(1)求此函数的解析式;
(2)判断的形状,并说明理由;
(3)在对称轴上找一点,使的周长最小,求出点坐标.
【答案】(1)
(2)为直角三角形,理由见解析
(3)
【分析】本题主要考查了二次函数综合,求二次函数解析式,勾股定理的逆定理,熟知二次函数的相关知识是解题的关键.
(1)根据题意可求出点A和点C的坐标,再利用待定系数法求解即可;
(2)根据(1)所求把解析式化为顶点式求出点D的坐标,则可证明,据此可得结论;
(3)连接,可证明当P、A、C三点共线时,有最小值,即此时的周长有最小值,求出直线解析式,即可求出此时点P的坐标.
【详解】(1)解:∵,且点A在x轴负半轴,点C在y轴负半轴,
∴,
把点A和点B的坐标代入抛物线解析式中得,
∴,
∴抛物线解析式为;
(2)解:是直角三角形,理由如下:
如图所示,连接,
∵抛物线解析式为,
∴顶点D的坐标为;
∵,,
,
∴,
∴是直角三角形;
(3)解:如图所示,连接,
由对称性可得,
∴的周长,
∵的长为定值,
∴当P、A、C三点共线时,有最小值,即此时的周长有最小值;
设直线解析式为,
∴,
∴,
∴直线解析式为,
在中,当时,,
∴点P的坐标为.
4.(25-26九年级上·江西上饶·期中)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,点是直线下方的抛物线上一动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)过点作轴的平行线交直线于点,求线段的最大值;
(3)在直线找一点,使得为等腰三角形,直接写出点坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或或或
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)如图,求解,设,,求解直线的解析式为.可得,可得,再进一步求解即可;
(3)分情况讨论:①当点与点重合时,满足为等腰三角形,②当时,过点作于点,如图,③当时,过点作于点,如图,过点作于点,如图,再进一步解答即可.
【详解】(1)解:根据题意,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:如图,当时,,
∴,
点是直线下方的抛物线上一动点,
设,,
设直线的解析式为,
,
,
直线的解析式为.
过点作轴的平行线交直线于点,
,
,
,
当时,有最大值为.
线段的最大值为.
(3)解:①,
,
,
当点与点重合时,满足为等腰三角形,
;
②当时,过点作于点,如图,
,,
,
点的纵坐标为,
点在直线上,
,
.
;
③当时,过点作于点,如图,
,
,.
,
,
,
;
当时,过点作于点,如图,
,
.
∴,
,
,
,
∴.
综上,在直线找一点,使得为等腰三角形,点坐标为或或或.
【点睛】本题考查的是二次函数的解析式,二次函数的图象与性质,求解二次函数的与坐标轴的交点坐标,等腰三角形的判定与性质,作出合适的辅助线,切线的分类讨论是解本题的关键.
5.(25-26九年级上·黑龙江齐齐哈尔·月考)如图,抛物线与x轴交于两点,与y轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是抛物线上一动点,过点P作轴于点D,交直线于点E,当时,求点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,是否存在点Q,使得以点P、E、Q为顶点的三角形是等腰直角三角形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)P(1,4)、(2,3)、(,)、(,)
(3)存在,Q坐标为:,,,., ,,;,,,.
【分析】本题主要考查二次函数,等腰直角三角形;
(1)采用待定系数法求二次函数解析式即可;
(2)根据题意得到直线解析式为,设,得到,计算求解即可;
(3)根据P点坐标,和等腰直角三角形的性质,分三种情况进行讨论求解即可.
【详解】(1)解:中,代入、得:
,
解得,
∴.
(2)解:∵、,
∴直线解析式为,
设,
∴,
解得或或,
把或或,代入,
得或或,
∴点坐标为 、、;
(3)解:存在,
∵,且以点P、E、Q为顶点的三角形是等腰直角三角形,
当,时,
∴Q横坐标是点横坐标加减2,Q点纵坐标与点纵坐标相同;
当点坐标为时,
Q坐标为:,
当点坐标为时,
Q坐标为: ,
当点坐标为时,
Q坐标为:,
当点坐标为时,
Q坐标为:,
当,时,
当点坐标为时,,
Q坐标为:,
当点坐标为时,
Q坐标为: ,
当点坐标为时,,
Q坐标为:,
当点坐标为时,,
Q坐标为:,
当,时,
当点坐标为时,
Q坐标为:,
当点坐标为时,
Q坐标为:,
当点坐标为时,
Q坐标为:,
当点坐标为时,
Q坐标为:,
∴Q坐标为:,,,., ,,;,,,.
6.(25-26九年级上·青海西宁·期中)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与轴交于点、,交轴于点.
(1)求此二次函数的解析式;
(2)若点是该二次函数图象上第一象限内一点,作轴交直线于点,求线段长度的最大值.
(3)在二次函数图象的对称轴上是否存在一点使是以为腰的等腰三角形,若不存在,请说明理由;若存在,请直接写出点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或或或
【分析】(1)用待定系数法即可求解;
(2)用待定系数法求出直线的表达式为:,设点,则,求出,利用二次函数的性质即可求解;
(3)先求出二次函数的对称轴为直线,设,求出,,,令或,建立方程求解即可.
【详解】(1)解:∵二次函数的图象与轴交于点、,
∴,
解得,
∴抛物线的表达式为;
(2)解:设直线的表达式为,
将代入得:
解得,
直线的表达式为,
如图,设点,则,
∴,
∵,
∴当时,有最大值;
(3)解:二次函数的对称轴为直线,
设,
将代入,则,
∴,
∵,
∴,
∵点的水平距离为,竖直距离为,
∴由勾股定理得,,
同理,得,
∵是以为腰的等腰三角形,
∴或,
当时,则,即,
解得或,
∴点的坐标为或;
当时,则,即,
解得或,
∴点的坐标为或;
综上,点的坐标为或或或.
【点睛】本题为二次函数综合题,涉及二次函数的解析式,二次函数的性质、等腰三角形的性质、勾股定理等,分类求解是本题解题的关键.
7.(24-25九年级上·江苏苏州·月考)如图,已知二次函数的图象经过,,三点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)设点在二次函数的图象上,将绕点C按顺时针方向旋转至,使得射线与y轴的正半轴交于点E,且经过点D,射线与线段交于点F.求证:;
(3)是否存在点,使得点A、D、H构成的是直角三角形?若存在,有几个符合条件的点H?(画出草图,直接回答,不必说明理由)
【答案】(1);
(2)见解析
(3)4个
【分析】本题考查二次函数的解析式求解以及几何图形的旋转与全等证明,解题的关键是利用待定系数法求二次函数解析式,通过作辅助线、证明三角形全等进行几何推导.
(1)利用待定系数法,将、、三点坐标代入二次函数,解方程组求出、、的值,得到解析式.
(2)先求出点坐标,再求出直线的解析式,确定点坐标,结合全等三角形的性质,得出,进而推导出.
(3)根据题意画出符合条件的点H即可
【详解】(1)解:把代入,
得
∴二次函数的解析式为;
(2)解:过点C作于点轴于点,
,
,
,
,
∵将绕点按顺时针方向旋转至,
,
即,
又 ∵,
,
,
∵二次函数的解析式为,
当时,,
,
设直线,把代入得
,
∴直线
,
.
(3)如图,有四个符合条件的H点,使得点A,D,H构成的是直角三角形;
过D作,交直线于点;
过A作,交直线于点;
以为直径画圆,交直线于;
∴存在4个符合条件的点H,使得点A,D,H构成的是直角三角形
8.(25-26九年级上·山东烟台·期中)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,,,D是直线上方抛物线上一动点,过点D作x轴的垂线交于点E,垂足为F,连接
(1)求抛物线的表达式;
(2)设点D横坐标为t,
①用含有t的代数式表示线段的长度;
②是否存在点D,使是等腰三角形?若存在,请求出所有满足条件的点D的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)①;②存在,或或
【分析】本题考查了二次函数的综合问题,涉及待定系数法求函数解析式,二次函数的图象与性质,等腰三角形的存在性问题,两点间距离公式等知识点,熟练掌握相关知识是解题的关键.
(1)运用待定系数法即可求解;
(2)①求出直线:,则,,即可用的代数式表示;②用两点间距离公式分别表示三边,分类讨论,建立方程求解即可;
(3)在轴负半轴取点,连接并延长交轴于点,连接,证明,则,确定点在线段上运动(不包括端点),故当时,最小,可证明,求得,而当时,,即可由面积法求最小值.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,,,
∴,
∴
解得:,
∴抛物线表达式为;
(2)解:①对于抛物线表达式,
当,
∴,
设直线表达式为:,
则,
解得:,
∴直线:,
∵,
∴,,
∴,
∴;
②存在,
,而
当时,,
解得:或(舍),
,
∴;
当时,
整理得:,
解得:或(舍),
,
∴;
当时,
整理得:,
解得:或(舍)或(舍),
,
∴,
综上:是等腰三角形时,或或.
9.(25-26九年级上·甘肃张掖·月考)如图,抛物线与x轴交于点和点B,与y轴交于点.
(1)求抛物线的解析式及顶点坐标;
(2)当时,直接写出y的取值范围;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使的周长最小?如果存在,请求出点P的坐标;如果不存在,请说明理由;
(4)设点M在抛物线的对称轴上,当是直角三角形时,直接写出点M的坐标.
【答案】(1),
(2)
(3)存在,点P坐标为
(4)当是直角三角形时,点M的坐标为或或或
【分析】(1)由点A、C的坐标,利用待定系数法即可求出抛物线的解析式,再将抛物线的一般式转化为顶点式进而求出抛物线的顶点;
(2)根据二次函数的图象和性质可知当时,y取得最大值为4,再分别求出当时和当时对应的y值,结合函数图象即可得出答案.
(3)设抛物线与x轴的另一个交点为点B,连接交抛物线对称轴于点P,此时的最小值为,利用二次函数图象上点的坐标特征可求出点B的坐标,由点B、C的坐标利用待定系数法即可求出直线的解析式,利用抛物线顶点式可求出抛物线的对称轴,再利用一次函数图象上点的坐标特征即可求出点P的坐标;
(4)设点M的坐标为,则,,,分、、三种情况,利用勾股定理可得出关于m的一元二次方程或一元一次方程,解之可得出m的值,进而即可得出点M的坐标.
【详解】(1)解:由题意知,将,代入中,
得,解得:,
∴抛物线的解析式为,
将抛物线的一般解析式转化为顶点式为,
当时,,
∴抛物线的顶点坐标为.
(2)解:由(1)可知,
则抛物线开口向下,且当时,y取得最大值为4,
当时,,
当时,,
故当时,.
(3)解:存在,
如图,设抛物线与x轴的另一个交点为点B,连接交抛物线对称轴于点P,此时的最小值为,
当时,有,
解得:,,
∴点B的坐标为,
∵抛物线的解析式为,
∴抛物线的对称轴为直线,
设直线的解析式为,
将、代入中,
得:,解得:,
∴直线的解析式为,
∵当时,,
∴当周长最小时,点P的坐标为.
(4)解:如图,设点M的坐标为,
由勾股定理得,,
,
,
此时分三种情况考虑:
①当时,有,即,
解得:,
∴点M的坐标为,
②当时,有,即,
解得:,,
∴点M的坐标为或,
③当时,有,即,
解得:,
∴点M的坐标为,
综上所述,当是直角三角形时,点M的坐标为或或或.
【点睛】本题考查了抛物线的解析式求解、求抛物线的顶点坐标、动点最值问题求解对称轴上点的坐标、勾股定理及直角三角形的性质应用.
10.(25-26九年级上·云南昭通·期中)已知抛物线与x轴的左右交点分别为点A、点B,与y轴交点为点C,若将此抛物线向下平移4个单位长度后,其顶点坐标为.
(1)求该抛物线的顶点坐标;
(2)设点P在该抛物线的对称轴上运动,是否存在点P,使的周长最小?若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)设点M在该抛物线的对称轴上运动,当是直角三角形时,求出所有满足条件的点M的坐标.
【答案】(1)顶点坐标为
(2)不存在,理由见解析
(3)点的坐标为或或或
【分析】本题主要考查了平移的性质、二次函数的综合题、勾股定理、轴对称的性质等知识点,灵活运用相关知识是解题的关键.
(1)根据平移的定义即可解答;
(2)由(1)可知抛物线的顶点坐标为,据此列方程组可得,即该抛物线的解析式为;再求得即.易得当时,的周长最小,此时点的坐标为,但此时不能构成三角形,据此即可解答;
(3)如图,设的坐标为,易得,、,然后分、、三种情况,分别利用勾股定理列方程求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线向下平移4个单位长度后,其顶点坐标为,
∴抛物线的顶点坐标为.
(2)解:不存在,理由如下:
由(1)可知抛物线的顶点坐标为
,解得
∴该抛物线的解析式为.
∵抛物线与轴的左右交点分别为点、点
令,解得或
,
.
∵点在抛物线的对称轴上,
∴设点的坐标为.
又∵点关于对称轴对称,
.
的周长为,
又,
的周长为,
∴当时,的周长最小,此时点的坐标为,
又∵点在轴上,不能构成三角形,
∴不存在点,使的周长最小.
(3)解:如图,设的坐标为,
由勾股定理得,,,,
此时分三种情况考虑:
①当时,有,即,解得:,
∴点的坐标为;
②当时,有,即,解得:,
∴点的坐标为或;
③当时,有,即,解得:,
∴点的坐标为;
综上所述,当是直角三角形时,点的坐标为或或或.
11.(25-26九年级上·青海西宁·期中)如图,二次函数的图象与x轴相交于点A和点,交y轴于点.
(1)求此二次函数的解析式;
(2)设二次函数图象的顶点为P,对称轴与x轴交于点Q,求四边形的面积(请在图1中探索);
(3)二次函数图象的对称轴上是否存在点M,使得是等腰三角形?若存在,请求出满足条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由(请在图2中探索).
【答案】(1)
(2)
(3)或或或或
【分析】(1)将,两点坐标代入抛物线的解析式,进一步得出结果;
(2)连接,将二次函数的解析式配方求得顶点的坐标,令求得的坐标,从而求得,,的长,再根据求得结果;
(3)设,表示出和,进而分来讨论,建立方程求解即可.
【详解】(1)解:由题意得,
,
;
(2)解:如图,连接,
,
,
,,
由得,,,
,
;
(3)解:令,
解得或,
,
设,
∵,
则,,,
当时,则,
,
,
;
当时,则,
,
解得,
或;
当时,则,
,
解得,
或;
综上,坐标为或或或或.
【点睛】本题考查了二次函数及其图象的性质,等腰三角形的判定,勾股定理等知识,解决问题的关键是熟练掌握有关基础知识.
12.(25-26九年级上·辽宁鞍山·期中)如图,已知抛物线与x轴相交于点、,且、是方程的两根,与y轴相交于点C.连接、.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图①请说明点C在以为直径的上,并直接写出与抛物线的另一交点坐标;
(3)如图②若平行于x轴的动直线l与线段交于点E,与线段交于F.点是x轴上的动点.问:是否存在直线l,使是等腰直角三角形?若存在,请求出Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在直线使是等腰直角三角形;点的坐标为或或.
【分析】(1)先解方程,求出,从而求得,再用待定系数法求解即可;
(2)连接CM,,先求得,,从而得到,即可判断点在以为直径的上;再利用圆与抛物线的对称性求出圆与抛物线另一交点坐标即可;
(3)分三种情况:①当,且时,②当,且时,③当,时,分别求解即可.
【详解】(1)解:∵、是方程的两根,,
,
,
∵抛物线与x轴相交于点,
,
,
;
(2)解:如图①,连接,
抛物线与轴相交于点,
当时,得,
∴,
∵,
∴,
∵是的直径,
∴,
∵,
∴点在以为直径的上;
∵,
∴抛物线的对称轴为直线,
∴在直线上,
∴与抛物线的交点关于直线对称,
∴点关于直线对称点坐标为,
∴与抛物线的另一交点坐标为;
(3)解:设直线解析式为,将点,点的坐标分别代入得:
,解得:,
∴直线解析式为,
设直线解析式为,将点,点的坐标分别代入得:
,解得,
∴直线解析式为,
设,
∵轴,
∴点与点纵坐标相同,
∴把代入,得:
,
解得:,
∴,
∴,
分三种情况:
①当,且时,如图,
∵,,
∴,
∴,
解得:,
∴;
②当,且时,如图,
同理,
∵,
∴,
解得:,
∴;
③当,时,如图,
过点作于,
∵,
∴,
∴是的中点,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
化简得,
解得:(不符合题意,舍去),
∴.
综上所述,存在直线使是等腰直角三角形;点的坐标为或或.
【点睛】本题考查解一元二次方程,待定系数法求二次函数解析式、一次函数解析式,二次函数的图象与性质,勾股定理,等腰三角形的判定与性质,熟练掌握相关性质是解题的关键.
13.(24-25九年级上·江西宜春·阶段练习)如图1(注:与图2完全相同),在平面直角坐标系中,抛物线经过三点.
(1)求抛物线的解析式和对称轴;
(2)P是抛物线对称轴上的一点,求满足的值为最小时点P坐标(请在图1中探索);
(3)在抛物线对称轴上是否存在点M,使为等腰三角形?若存在,求出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由(请在图2中探索).
【答案】(1)抛物线的解析式为,对称轴为直线
(2)
(3)存在,,,,,
【分析】(1)利用待定系数法求解抛物线的解析式,再根据抛物线的轴对称公式即可求解;
(2)根据抛物线的对称性可得,分析可得当三点共线时,的值最小,连接交抛物线的对称轴于点,利用待定系数法求出直线的解析式,再代入到直线的解析式,即可求出点P坐标;
(3)设,分三种情况讨论:①;②;③,分别利用勾股定理列出方程,求出的值即可得出答案.
【详解】(1)解:由题意得,设抛物线的解析式为,
代入得,,
解得:,
∴抛物线的解析式为,
∴抛物线的对称轴为直线;
(2)解:∵P是抛物线对称轴上的一点,
∴,
∴,
∴当三点共线时,的值最小,
如图1,连接交抛物线的对称轴于点,
设直线的解析式为,
代入得,,
解得:,
∴直线的解析式为,
令,则,
∴点P坐标为;
(3)解:存在,
∵,
∴,
设,
则,,
①若,则,
解得:,
∴;
②若,则,
解得:,
∴或;
③若,则,
解得:,
∴或;
∴综上所述,符合条件的点M的坐标为,,,,.
【点睛】本题考查了待定系数法求函数解析式,二次函数的图象与性质,二次函数与几何综合,勾股定理,运用数形结合的思想是解题的关键.
14.(2023·青海·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,点,与轴交于点,且直线经过点,点与点关于轴对称,点是线段上一个动点,过点作轴的垂线交抛物线于点,交直线于点.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)当四边形为平行四边形时,求点坐标;
(3)在(2)的条件下探究抛物线的对称轴上是否存在一点,使得以点为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请求出所有满足条件的点坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)或或或
【分析】(1)先求解,的坐标,再代入抛物线的解析式求解即可.
(2)设,,过点作轴的垂线交抛物线于点,交直线于点.可得,结合,再建立方程求解即可.
(3)求解抛物线的对称轴为直线,设,表示,,,再分三种情况讨论即可.
【详解】(1)解:∵直线经过点,
∴当时,解得:,
∴,
当时,,
∴,
∵点与点关于轴对称,
∴,
∴,
解得:,
∴二次函数为:.
(2)解:由(1)得:,,
∴,
设,,过点作轴的垂线交抛物线于点,交直线于点.
∴,,
∴,
∵四边形为平行四边形,
∴,
∴,
解得:(舍去),,
∴.
(3)解:存在,理由如下:
由(2)得:,,
∵抛物线的对称轴为直线,
∴设,
∴,
,
,
当时,
∴,
∴,
解得:,
∴或,
当时,
∴,
∴,
解得:,
∴,
当时,
∴,
∴,
解得:,
∴,
综上:或或或.
【点睛】本题考查的是求解抛物线的解析式,平行四边形的性质,一元二次方程的解法,抛物线与特殊三角形,清晰的分类讨论是解本题的关键.
15.(2025·宁夏·模拟预测)已知抛物线的对称轴是直线,与x轴相交于A,B两点(点B在点A右侧),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式和A,B两点的坐标;
(2)如图,若点M是抛物线上B,C两点之间的一个动点(不与B,C重合),过点M作y轴的平行线,交直线于点N;
①设点M的横坐标为m,用含m的式子表示出的长,并求出的最大值及此时点M的坐标;
②过点M作,交抛物线于点D,是否存在点M使为等腰直角三角形?若存在,求出点M的横坐标m的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)点A的坐标为,点B的坐标为
(2)①点M的坐标为;②存在,点M的横坐标m的值为或
【分析】本题为二次函数综合运用题,涉及到一次函数、二次函数的性质,等腰直角三角形的性质,其中(2)要分类求解,避免遗漏.
(1)由抛物线的对称轴是直线,解出a的值,即可求得抛物线解析式,在令其y值为零,解一元二次方程即可求出A和B的坐标;
(2)①易求点C的坐标为,设直线的解及此时M点的坐标析式为,将,代入,解出k和b的值,即得直线的解析式;设点M的坐标为,则点N的坐标为,表示出的长得出关于m的二次函数,从而求得其最值及此时M点的坐标;
②由得中,,可得当时为等腰直角三角形,分点M在对称轴右侧和点M在对称轴左侧,根据得出关于m的方程,从而求解.
【详解】(1)解:∵抛物线的对称轴是直线,
∴,解得,
∴抛物线的解析式为.
令,得,
解得,
∴点A的坐标为,点B的坐标为.
(2)解:①当时,,
∴点C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.
设点M的坐标为,则点N的坐标为,
∴,
∴当时,的最大值是4.
∵点M是抛物线上B,C两点之间的一个动点(不与B,C重合),
∴,
∴此时点M的坐标为.
②当点M在对称轴右侧时,如图:
∵,交抛物线于点D,轴,抛物线的对称轴是直线,点M的横坐标为m,
∴,
∴当时,为等腰直角三角形.
∵,
∴,
解得或(舍去),
∴;
当点M在对称轴左侧时,如图:
∵,交抛物线于点D,轴,抛物线的对称轴是直线,点M的横坐标为m,
∴,
∴当时,为等腰直角三角形.
∵,
∴,
解得或(舍去),
∴.
综上,存在,点M的横坐标m的值为或.
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