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第三章函数
专题04
函数中的线段和差与角度问题(专项训练)
目
录
刷考点精准巩固,扫清盲区
提能力聚焦过程,优化策略
测综合跨界融合,挑战创新
线段和差的最值问题
线段和差问题(2种)
周长问题
函数中的线段和差与角度问题
特殊角的存在性问题
角度问题(2种)
角度相等问题
考点
考点一:线段和差的最值问题
1.(2025安徽合肥三模)抛物线y=-3x2+bx+c顶点为A(2,1),抛物线y2=-x244x+d与y轴交于点B
,直线AB经过点C(1,0)
(1)求b,c,d的值;
(2)已知点P(m,n)和Q(3m-4,3n),且点P在抛物线y1上.
(i)判断点Q(3m-4,3n)是否在抛物线y2上,说明理由:
()过点P、Q分别向x轴作垂线,交直线AB于点D、E,当m≥2时,求PD-QE的最大值.
2.(2025·安徽马鞍山三模)如图,抛物线y=ax2+十bx与直线y=-X+b交于A,B两点,且点A的坐标为
(4,0),点B的横坐标为1.
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(①)求抛物线的函数表达式,
(2)P为直线AB上方的抛物线上一动点,过点P作PQ⊥y轴交直线AB于点Q.
(i)当线段PQ取最大值时,求点Q的坐标:
(i)在(i)的条件下,过点A作AF⊥PQ交直线PQ于点F,若抛物线y=ax2+bx+c(c>0)与线段QF只
有一个交点,直接写出c的取值范围.
3.(2025安徽芜湖三模)如图1,已知二次函数y=ax2+2ax-4(a>0)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,且经过D(得,-器).
图1
图2
图3
(I)求该二次函数的表达式:
(2)如图2,点E为该抛物线的顶点,将此抛物线沿射线E0方向平移,点E平移后的对应点为F,记h=X:一
,若要使FD区轴,求h的值;
(3)如图3,设点P为该抛物线在第三象限内图象上的一动点,过点P作PNLx轴,垂足为N,连接AC交PN于
点Q,求PQ+CQ的最大值.
4.(2025·安徽模拟预测)在平面直角坐标系x0y中,已知抛物线y=ax2+bx十C(a≠0)与x轴交于
A(-3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C(0,3),点P是直线AC上方的抛物线上的一个动点(不与点A,
C重合).
B
B
图1
备用图
(1)求抛物线的解析式:
(2)如图,过点P作PQLAC于点Q,当PQ的值最大时,求点P的坐标及PQ的最大值;
(3)过点P作x轴的平行线交直线AC于点M,连接CP,将△CPM沿直线CP翻折,当点M的对应点N恰好
落在y轴上时,请求出此时点M的坐标.
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5.(2025·安微阜阳三模)如图,抛物线y=ax2+bx+C与x轴交于A(-2,0),B(4,0)两点,与y轴交于
点C(O,3),连接BC.D是在第一象限内的抛物线上的一个动点,连接0D,交线段BC于点E.
(1)求该抛物线的表达式;
(②)若点E在该抛物线的对称轴上,求0E的长:
(3)过点D作y轴的平行线,交BC于点F,求DF的最大值,
解题技巧
(1)设出动点坐标,通常只设横坐标,纵坐标用横坐标表示;
(2)用未知数表示出各线段的长度
(3)根据题意进行相加或相减,配方求最大值或最小值
(4)如果是将军饮马模型可以做对称点,求出直线解析式进行求解。
考点二:周长问题
6.(2025安徽合肥三模)已知抛物线y=x2+bx+c与x轴交于0(0,0),A(6,0)点,顶点为B.
()求该抛物线的解析式。
(2)如图,C点坐标(3,3),D为抛物线对称轴上一动点,过点D的直线EF平行x轴交抛物线于E、F两点(点
E在点F的左侧).
①若BD十EF=8,求点E坐标:
②若以EF为边构造矩形EFGH(G、H在线段AC、OC上),求该矩形周长的最大值.
7.(2025·安微宣城二模)如图,在平面直角坐标系中,直线y=x(k≠0)与抛物线y=ax2+c(a≠0)交
于A(一4,3),B两点,点B的横坐标为1.
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(1)求直线AB和抛物线的解析式:
(2)点M是直线AB下方的抛物线上的一动点(不与点A,B重合),过点M作x轴的平行线,与直线AB交于点
N,连接MO.设点M的横坐标为m
①当点M在x轴上方,m为何值时,△MON是等腰三角形:
②当点M在x轴下方,m为何值时,△MON的周长最大,最大值是多少?
8.(2025安微滁州二模)在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx-4与x轴交于点A(-2,0),B(4,0),与
y轴交于点C
(①)求抛物线的函数表达式:
(2)点P是直线BC下方抛物线上一点,过点P作PD⊥x轴于点D,交BC于点E,作PF⊥BC于点F.
()是否存点P,使得BE=EF.若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
()求△PEF周长的最大值及此时点P的坐标.
9.(2025安微宿州一模)如图,二次函数y=ax2+bx+3的图象与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,且
图象经过点(-1,4),(2,-5),连接AC
B
○
(1)求a,b的值.
(2)P是抛物线y=ax2+bx+3上的一点,且位于x轴上方,是否存在点P,使得△PAB的面积恰好为4?若
存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由
(3)M(不与点A,C重合)是线段AC上的一个动点,过点M作MD⊥x轴,垂足为D.延长DM,交抛物线
于点E,过点E作EFLAC,垂足为F,求△MEF周长的最大值,
10.(2025·甘肃武威一模)如图,抛物线y=-x2+bx+C与x轴交于A(1,0),B(-3,0)两点,
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(1)求该抛物线的解析式:
(2)求(1)中抛物线的对称轴及顶点坐标;
(3)设(1)中的抛物线交y轴与C点,在该抛物线的对称轴上是否存在点Q,使得△QAC的周长最小?若存
在,求出Q点的坐标;若不存在,请说明理由.
考点三:特殊角的存在性问题
11.(2024四川广安.中考真题)如图,抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点A
坐标为(-1,0),点B坐标为(3,0).
E
(1)求此抛物线的函数解析式.
(2)点P是直线BC上方抛物线上一个动点,过点P作x轴的垂线交直线BC于点D,过点P作y轴的垂线,垂足为
点E,请探究2PD+PE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.
(3)点M为该抛物线上的点,当∠MCB=45时,请直接写出所有满足条件的点M的坐标
12.(2024安徽滁州一模)已知抛物线y=-x2+(2n+1)x+3n+1交x轴于点A(-1,0)和点B,交y
轴于点C.
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图1
图2
(1)求抛物线的函数解析式:
(2)如图1,已知点P是位于BC上方的抛物线上的一点,作PM⊥BC,垂足为M,求线段PM长度的最大值:
(3)如图2,已知点Q是第四象限抛物线上一点,∠ACQ=45°,求点Q的坐标.
13.(2025黑龙江模拟预测)综合与探究
如图1,在平面直角坐标系中抛物线y=-号x2+bx+c经过点A(-5,0)和点B(1,0),交y轴于C.
D yA
图1
图2
(I)求抛物线的解析式及顶点D的坐标:
(2)若P为y轴上的一动点,且PA-PD的值最大,则点P坐标为
(3)点E在第二象限抛物线上,且2∠DBE=∠DBA,求出点E的坐标;
(4)如图2,连接AD、BD,点M在线段AB上(不与A、B重合),作∠DMN=∠DBA,MN交线段AD于点
N,是否存在这样的点M,使得△DMN为等腰三角形?若存在,求出AN的长;若不存在,请说明理由;
(⑤)点F在x轴下方,∠AF0=45°,则BF最小值为
14.(2025山东烟台·模拟预测)在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c与直线AB相交于点A(-6,0)
,B(0,6),交x轴正半轴于点C(2,0)·
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B
M
图1
图2
()求该抛物线的函数表达式:
(2)如图1,点P为直线AB上方抛物线上的一动点,过点P作PMIAB于点M,过点P作PNLy轴于点N,求
2√2PM+PN的最大值及此时点P的坐标
(3)如图2,点G是线段0B的中点,将原抛物线沿射线CB方向平移√10个单位长度,在平移后的抛物线上存
在点K,使得∠GAK=45°,请写出所有符合条件的点K的横坐标,并写出其中一个的求解过程.
15.(2025江苏常州三模)如图,抛物线y=2x2+bx+c与x轴交于A(-2,0)、B(6,0)两点,与y轴交于
点C.直线1与抛物线交于A、D两点,与y轴交于点E,点D的坐标为(4,3).
D
D
B
(备用图)
(1)求抛物线与直线1的函数表达式:
(2)若点P是抛物线上的点且在直线1上方,连接PA、PD,求当△PAD面积最大值时点P的坐标及该面积
的最大值;
(3)若点9是y轴上的点,且∠ADQ=45°,求点Q的坐标.
解|题技巧
45°角的问题通常是做自垂线构造等腰直角三角形,利用等腰直角三角形的性质或构造一线三垂直模型
进行求解
考点四:角度相等问题
16.(2025安徽宿州模拟预测)已知抛物线y=ax2+6ax十b(a<0)与x轴交于点A(-1,0)和点B,顶点
为C
(1)求该抛物线的对称轴和点B的坐标,
(②)抛物线的对称轴与x轴交于点D,若点P是该抛物线上的一点,BP恰好平分线段CD,
①)求点P的坐标.(用含a的式子表示)
()连接CP,AP,当LCPB=∠PAB时,求a的值.
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17.(2025·安徽池州·三模)如图,已知抛物线y=-x2+2ax十3a与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,
且点B的横坐标等于点C的纵坐标.
(1)求该抛物线的解析式及点A的坐标;
(2)设M(m,n)为直线BC上一点,
①当△AMC为直角三角形时,求n的值;
②当0<m<3时,已知点A关于y轴的对称点为A',射线AM交抛物线于点P.若∠PMC=∠AMC,求点P
的横坐标
18.(2025广东·一模)如图,已知抛物线y=a(x-2)2+1与x轴从左到右依次交于AB两点,与y轴交于
点C,点B的坐标为(3,0),连接ACBC
P
备用图
(1)求此抛物线的解析式;
(②)若P为此抛物线的对称轴上的一个动点,连接PA、PB、PC,设点P的纵坐标表示为m.
试探究:
①当m为何值时,|PA-PC的值最大?并求出这个最大值.
②在P点的运动过程中,∠APB能否与∠ACB相等?若能,请求出P点的坐标;若不能,请说明理由
19.(2025浙江杭州模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,点0为坐标原点,抛物线
y=ax2+bx+5(a≠0)与x轴交于点A(-5,0)、B(2,0),与y轴交于点C
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O
A
O
备用图
(1)求抛物线的解析式:
(②)点D为第二象限抛物线上一点,连接CD、BD,BD交OC于点W,设点D的横坐标为t,△WDC的面积为S,
求S与t之间的函数解析式:
(3)在(2)的条件下,DHx轴于点H,点E为0H上一点,连接ED并延长至点F,使得FD=DE连接
BF、HF,延长BD交FH于点G,连接CG,若tanDBA-=,∠FBA=2∠FHD,求直线CG的解析式.
20.(2025内蒙古通辽二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+4的图象交x轴于点
A(-4,0)和B(1,0),交y轴于点C.点D(0,2),连接AD.
(①)求抛物线的解析式:
(2)点P是在第二象限内抛物线上一个动点,连接AC,PC,PA,当△PCA的面积最大时,求点P的坐标和
△PCA的面积最大值;
(3)抛物线上是否存在一点E,使得∠ABE=2∠DAB,若存在,求点E坐标;若不存在,说明理由.
解题技巧
角度相等问题通常是做平行线,构造等腰三角形;设出动点用未知数表示出等腰三角形的两腰长,列出
方程,求出坐标
能力
21.(2025.宁夏固原三模)如图,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A(-1,0),B(3,0)两点,与y轴交于
点C.点M是抛物线的顶点,直线AM与y轴交于点D
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(1)求该抛物线的表达式:
(2)求点D和点M的坐标;
(3)若点H是x轴上一动点,分别连接MH,DH,求MH十DH的最小值
22.(2025.甘肃定西三模)如图1,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于AB(-3,0)两点,与y轴交于
C(0,-3),直线y=X十m经过点B,且与y轴交于点D,与抛物线交于点E.
B
NO
图1
图2
(1)求抛物线y=x2+bx+c的表达式:
(2)连接BC,CE,求△BCE的面积;
(3)如图2,直线BE与抛物线对称轴交于点F,在x轴上有M,N两点(M在N的右侧),且MN=2,若将线段
MN在x轴上平移,当它移动到某一位置时,四边形MEFN的周长最小,求出此时周长的最小值
23.(2025·内蒙古鄂尔多斯·三模)如图,抛物线y=ax2十bx-1(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B,与y
轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点D(3,0),过点B作直线x轴,过点D作DE⊥CD,交直线于点E.
(1)求抛物线的解析式:
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第三章 函数
专题04 函数中的线段和差与角度问题(专项训练)
目 录
刷考点 精准巩固,扫清盲区
提能力 聚焦过程,优化策略
测综合 跨界融合,挑战创新
考点一:线段和差的最值问题
1.(2025·安徽合肥·三模)抛物线顶点为,抛物线与y轴交于点B,直线经过点
(1)求b,c,d的值;
(2)已知点和,且点P在抛物线上.
(i)判断点是否在抛物线上,说明理由;
(ii)过点P、Q分别向x轴作垂线,交直线于点D、E,当时,求的最大值.
【答案】(1),,
(2)(i)在;见解析;(ii)
【分析】(1)由二次函数的顶点得,,求出、,再用待定系数法求出直线的解析式,即可求解.
(2)(i)将的坐标代入,求出、的关系,将代入,即可求解;
(ii),,设直线与抛物线的另一个交点为,联立二者解析式可求,当时,解得,此时与重合,分类讨论:①当时, ②当时,即可求解.
【详解】(1)解:抛物线顶点为,
,,
解得:,,
设直线的解析式为,
则有,
解得:,
直线的解析式,
当时,,
,
抛物线与y轴交于点B,
,
故:,,;
(2)解:(i)在,理由如下:
由(1)得,
,
点P在抛物线上,
,
当时,
,
,
点在抛物线上;
(ii)过点P、Q分别向x轴作垂线,交直线于点D、E,
当时,
,
,,
设直线与抛物线的另一个交点为,
联立,
解得:或,
,
当时,解得:,
此时与重合,
①当时,如图
,
,
,
,,
当时,
的最大值为:;
②当时,如图
,
,
,
,
此时的最大值小于;
综上所述:的最大值为.
2.(2025·安徽马鞍山·三模)如图,抛物线与直线交于A,B两点,且点的坐标为,点的横坐标为1.
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)为直线上方的抛物线上一动点,过点作轴交直线于点.
(ⅰ)当线段取最大值时,求点的坐标;
(ⅱ)在(ⅰ)的条件下,过点作交直线于点,若抛物线与线段只有一个交点,直接写出的取值范围.
【答案】(1)
(2)(ⅰ);(ⅱ)
【分析】(1)先求出直线的表达式为,然后求出点的坐标为,将点代入,求出,即可得出答案;
(2)(ⅰ)过点作轴于点,交直线于点.设点的横坐标为,则点的横坐标也为,得出,,求出, 根据二次函数的最值,得出当时,取得最大值,求出结果即可;
(ⅱ)先求出当抛物线经过点时,,当抛物线经过点时,,得出答案即可.
【详解】(1)解:点在直线上,
,
解得,
直线的表达式为,
当时,,
点的坐标为,
,
,
将点代入,得,
解得,
抛物线的表达式为.
(2)解:(ⅰ)如图,过点作轴于点,交直线于点.
设直线与轴交于点,则点的坐标为.
,
.
,,
,
,
设点的横坐标为,则点的横坐标也为,
,,
,
当时,取得最大值,
,
点的纵坐标也为.
令,
解得,
点的坐标为.
(ⅱ)由题意,得点的坐标为.
如图,当抛物线经过点时,
,
解得,
当时,,
此时抛物线与线段有两个交点,
当抛物线经过点时,
,
解得,
当时,,
此时抛物线与线段有一个交点,
综上所述,若抛物线与线段只有一个交点,则.
3.(2025·安徽芜湖·三模)如图1,已知二次函数的图象与轴交于、两点(点在点的左侧),与轴交于点,且经过.
(1)求该二次函数的表达式;
(2)如图2,点为该抛物线的顶点,将此抛物线沿射线方向平移,点平移后的对应点为,记,若要使轴,求的值;
(3)如图3,设点为该抛物线在第三象限内图象上的一动点,过点作轴,垂足为,连接交于点,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)直接把把代入二次函数,解得,即可作答.
(2)先把解析式化为顶点式得,再求出直线的解析式为,运用平移的性质,则点平移后得到点.因为且轴,,解得.即可作答.
(3)先得出点的坐标为,点的坐标为.再求出直线的解析式为:.设点的坐标为,则点的坐标为.则,因为 ,则,整理得.故,因为,当时,有最大值.
【详解】(1)解:依题意,把代入二次函数,
得,
得.
二次函数解析式为.
(2)解:由(1)得,
则
,
∵点为该抛物线的顶点,
,
设直线的解析式为,
把代入,
得,
解得,
直线的解析式为,
∵此抛物线沿射线方向平移,点平移后的对应点为,
记,即如果抛物线向右平移个单位长度,则向上平移个单位长度,
∴把代入得,
点平移后得到点,
又∵,
当轴时,可得,
解得.
(3)解:如图所示,过点作轴于点,
把代入,得,
∴点的坐标为,
把代入,
得,
整理得,
∴,,
∴点的坐标为,
设直线的解析式为,
把,分别代入,
得,
解得,
则直线的解析式为:,
设点的坐标为,则点的坐标为,
,
,
,
即,
,
,
当时,有最大值.
4.(2025·安徽·模拟预测)在平面直角坐标系中,已知抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点,点P是直线上方的抛物线上的一个动点(不与点A,C重合).
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,过点P作于点Q,当的值最大时,求点P的坐标及的最大值;
(3)过点P作x轴的平行线交直线于点M,连接,将沿直线翻折,当点M的对应点N恰好落在y轴上时,请求出此时点M的坐标.
【答案】(1)
(2)当的值最大时,点P的坐标为,的最大值为
(3)
【分析】1)利用待定系数法求解即可;
(2)求出直线的解析式为,作轴交直线于,交轴于点,求出,得到,由平行线的性质可得,解直角三角形可得,即当取得最大值时,也取得最大值,设,则,表示出,再由二次函数的性质求解即可;
(3)设交轴于点,由平行线的性质结合折叠的性质可得,即可得出和都是等腰直角三角形,设,则,,求出,得到,代入二次函数解析式计算即可得解.
【详解】(1)解:∵已知抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:设直线的解析式为,
将,代入解析式可得,
解得:,
∴直线的解析式为,
如图,作轴交直线于,交轴于点,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴当取得最大值时,也取得最大值,
设,则,
∴,
∵,
∴当时,此时有最大值为,也取得最大值为,
当时,,即;
当的值最大时,点P的坐标为,的最大值为;
(3)解:如图,设交轴于点,
∵轴,
∴,
由折叠的性质可得:,
∴和都是等腰直角三角形,
设,
∴,,
∴,
∴,
∵点在抛物线上,
∴,
解得:或(不符合题意,舍去),
∴,
∴.
5.(2025·安徽阜阳·三模)如图,抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点,连接.D是在第一象限内的抛物线上的一个动点,连接,交线段于点E.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)若点E在该抛物线的对称轴上,求的长;
(3)过点D作y轴的平行线,交于点F,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由待定系数法即可求解;
(2)先求出直线的表达式为,抛物线的对称轴是直线,可得点E的坐标是,再由勾股定理得,即可求解;
(3)设点D的坐标为,则点F的坐标为,,可得,最后由二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)解:分别将点,,代入,
得解得
∴该抛物线的表达式为;
(2)解:设直线的表达式为.
将点代入,得,解得,
∴直线的表达式为.
∵抛物线的对称轴是直线,
∴点E的坐标是,
∴;
(3)解:设点D的坐标为,
则点F的坐标为,,
∴
,
∵,,
∴当时,DF`有最大值,最大值是.
解|题|技|巧
(1)设出动点坐标,通常只设横坐标,纵坐标用横坐标表示;
(2)用未知数表示出各线段的长度
(3)根据题意进行相加或相减,配方求最大值或最小值
(4)如果是将军饮马模型可以做对称点,求出直线解析式进行求解。
考点二:周长问题
6.(2025·安徽合肥·三模)已知抛物线与轴交于点,顶点为.
(1)求该抛物线的解析式.
(2)如图,点坐标,为抛物线对称轴上一动点,过点的直线平行轴交抛物线于、两点(点在点的左侧).
①若,求点坐标;
②若以为边构造矩形(、在线段、上),求该矩形周长的最大值.
【答案】(1)
(2)①;②该矩形周长的最大值为
【分析】本题考查了待定系数法的应用,二次函数与几何综合;
(1)利用待定系数法求解即可;
(2)求出B点坐标,设,则,表示出和,
①根据列方程求出m,进而可得点坐标;
②易得直线解析式,则可知,,用含m的式子表示出矩形的周长,再利用二次函数的性质解答即可.
【详解】(1)解:与轴交于、,
,
解得:,
抛物线的表达式为:;
(2)∵,
∴,
设,则,
,,
①,
,
解得:(舍去)或,
;
②∵
∴直线解析式为,
∴,
,
设矩形周长为,
则,
∴当时,的最大值为.
7.(2025·安徽宣城·二模)如图,在平面直角坐标系中,直线与抛物线交于,两点,点的横坐标为1.
(1)求直线和抛物线的解析式;
(2)点是直线下方的抛物线上的一动点(不与点,重合),过点作轴的平行线,与直线交于点,连接.设点的横坐标为.
当点在轴上方,为何值时,是等腰三角形;
当点在轴下方,为何值时,的周长最大,最大值是多少?
【答案】(1);
(2)①当时,是等腰三角形;②当时,的周长最大,最大值为
【分析】(1)利用待定系数法求解析式即可;
(2)①当是等腰三角形时,判断出只有,设出点M的坐标,用建立方程组求解即可;
②先表示出,然后建立的周长关于的函数关系式,确定出最大值即可.
【详解】(1)解:将点代入,得,
解得:,
∴直线的解析式为;
当时,,
∴,
将点,代入,得
,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:①设,则,当点M在x轴上方时,,,是钝角,
∵过点M作x轴的平行线,与直线交于点N,
∴,
∴,,
∵是等腰三角形,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
解得:或(舍去),
∴当时,是等腰三角形;
②设,则,当点M在轴下方时,,,
∵过点M作x轴的平行线,与直线交于点N,
∴,
∴,,
,
∴
,
∵,
∴当时,最大,最大值为.
8.(2025·安徽滁州·二模)在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点P是直线下方抛物线上一点,过点P作轴于点D,交于点E,作于点F.
(i)是否存点P,使得.若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(ii)求周长的最大值及此时点P的坐标.
【答案】(1)
(2)(i)不存在,理由见解析;(ii)周长的最大值为,.
【分析】(1)根据题意设抛物线为,可得,再进一步求解即可;
(2)(i)如图,求解,证明,,结合,可得,求解直线为,设,则,可得,,再建立方程求解即可;
(ii)由(i)得:,,可得周长,再利用二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴交于点,
∴设抛物线为,
∴,
解得:,
∴抛物线为:.
(2)解:(i)如图,
∵抛物线为:,
∴当,则,即,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,,
设直线为,
∴,解得:,
∴直线为,
设,则,
∴,,
∴,
解得:,
∴,
此时重合,不符合题意;
∴不存点P,使得.
(ii)由(i)得:,,
∴周长,
∵,
∴当时,周长最大,
最大值为,
此时,
∴.
9.(2025·安徽宿州·一模)如图,二次函数的图象与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,且图象经过点,,连接.
(1)求a,b的值.
(2)P是抛物线上的一点,且位于x轴上方,是否存在点P,使得的面积恰好为4?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
(3)M(不与点A,C重合)是线段上的一个动点,过点M作轴,垂足为D.延长,交抛物线于点E,过点E作,垂足为F,求周长的最大值.
【答案】(1),
(2)存在.点,
(3)的周长的最大值为
【分析】此题考查了二次函数的图象和性质、二次函数的面积综合题、二次函数的周长线段综合题,数形结合是解题的关键.
(1)把点,分别代入函数解析式得到方程组,解方程组即可;
(2)设点,根据题意得到,解一元二次方程即可得到答案;
(3)求直线的解析式为.设点,则点,得到,,则的周长.根据二次函数的性质即可求出答案.
【详解】(1)∵二次函数的图象经过点,,
∴
解得
(2)存在.由(1),得,,
∴二次函数的解析式为.
令,得,
解得,.
∵二次函数的图象与x轴交于点A,B,
∴点,,
∴.
设点,
∴,
∴,
解得,,
∴点,.
(3)令,得,
∴点,
设直线AC的解析式为
解得
∴直线的解析式为.
设点,则点,
∴.
∵点,
∴.
∵,
∴.
∵轴,
∴∥轴,
∴,
∴,
∴,
∴的周长
.
∵
∴当时,的周长有最大值,最大值为,
∴的周长的最大值为.
10.(2025·甘肃武威·一模)如图,抛物线与轴交于两点,
(1)求该抛物线的解析式;
(2)求(1)中抛物线的对称轴及顶点坐标;
(3)设(1)中的抛物线交轴与点,在该抛物线的对称轴上是否存在点,使得的周长最小?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)对称轴是直线,顶点坐标为
(3)存在,
【分析】本题考查了二次函数的图形及性质、待定系数法求解析式以及利用对称轴性质解决最短路径:
(1)用待定系数法求解析式即可;
(2)将解析式化为顶点式,根据顶点式求出对称轴及顶点坐标;
(3)利用轴对称的性质,将求周长最小值问题转化为求两点之间线段最短的问题,点在对称轴上,而点和点关于对称轴对称,因此,的周长,当三点共线时,最小,其值为线段的长度,因此,点是直线与对称轴的交点.
【详解】(1)解:将代入抛物线中,得:
,
解得:,
该抛物线的解析式为:.
(2) ,
抛物线的对称轴是直线,顶点坐标为.
(3)存在.
解:连接交对称轴于点,连接,
两点关于抛物线的对称轴对称,
直线与的交点即为点,此时的周长最小,
,抛物线交轴于点,
当时,,即,
设直线的解析式为:,
将代入可得:
,
解得:,
的解析式为:,
在对称轴上,
当时,,即.
考点三:特殊角的存在性问题
11.(2024·四川广安·中考真题)如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,点坐标为,点坐标为.
(1)求此抛物线的函数解析式.
(2)点是直线上方抛物线上一个动点,过点作轴的垂线交直线于点,过点作轴的垂线,垂足为点,请探究是否有最大值?若有最大值,求出最大值及此时点的坐标;若没有最大值,请说明理由.
(3)点为该抛物线上的点,当时,请直接写出所有满足条件的点的坐标.
【答案】(1)
(2)的最大值为,点的坐标为
(3)点的坐标为或
【分析】(1)直接利用抛物线的交点式可得抛物线的解析式;
(2)先求解,及直线为,设,可得,再建立二次函数求解即可;
(3)如图,以为对角线作正方形,可得,与抛物线的另一个交点即为,如图,过作轴的平行线交轴于,过作于,则,设,则,求解,进一步求解直线为:,直线为,再求解函数的交点坐标即可.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,点坐标为,点坐标为.
∴;
(2)解:当时,,
∴,
设直线为,
∴,解得:,
∴直线为,
设,
∴,
∴
;
当时,有最大值;
此时;
(3)解:如图,以为对角线作正方形,
∴,
∴与抛物线的另一个交点即为,
如图,过作轴的平行线交轴于,过作于,则,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,,
设,则,
∴,
∴,
由可得:
∴,
解得:,
∴,
设为:,
∴,解得:,
∴直线为:,
∴,
解得:或,
∴,
∵,,,正方形,
∴,
同理可得:直线为,
∴,
解得:或,
∴,
综上:点的坐标为或.
12.(2024·安徽滁州·一模)已知抛物线交x轴于点和点B,交y轴于点C.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)如图1,已知点P是位于上方的抛物线上的一点,作,垂足为M,求线段长度的最大值;
(3)如图2,已知点Q是第四象限抛物线上一点,,求点Q的坐标.
【答案】(1);
(2)的最大值为;
(3)点Q的坐标为.
【分析】(1)将点代入,求得,即可得解;
(2)求得点和的坐标,推出,作轴于点,交于点,得到是等腰直角三角形,,设,求得关于的二次函数,利用二次函数的性质求解即可;
(3)作交于点,作轴于点,求得,证明,利用正切函数的定义求得,证明是等腰直角三角形,求得,再求得直线的解析式,据此求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线交x轴于点,
∴,
解得,
∴抛物线的函数解析式为;
(2)解:当时,;
当时,,
解得或;
∴,,
∴,
∴,
作轴于点,交于点,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
设直线的解析式为,
把代入得,
解得,
∴直线的解析式为,
设,则,
∴,
∵,
∴有最大值,最大值为;
(3)解:作交于点,作轴于点,
∵,,,
∴,,,
∵,,
∴,
∴,即,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
同理直线的解析式为,
联立得,
解得或;
当时,,
∴点Q的坐标为.
13.(2025·黑龙江·模拟预测)综合与探究
如图1,在平面直角坐标系中抛物线经过点和点,交y轴于C.
(1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)若P为y轴上的一动点,且的值最大,则点P坐标为______;
(3)点E在第二象限抛物线上,且,求出点E的坐标;
(4)如图2,连接、,点M在线段上(不与A、B重合),作,交线段于点N,是否存在这样的点M,使得为等腰三角形?若存在,求出的长;若不存在,请说明理由;
(5)点F在x轴下方,,则最小值为______.
【答案】(1),
(2)
(3)
(4)存在这样的点,使得为等腰三角形;或
(5)
【分析】本题主要考查二次函数的性质、求二次函数解析式、圆周角定理、二次函数与几何综合等知识点,根据所求的最值构造合适的辅助线是解题的关键.
(1)将和点代入抛物线求出抛物线解析式,再将解析式化为顶点式即可;
(2)首先将的值最大转化为点A,D,P在同一条直线上,再求出直线的解析式即可得到点P的坐标;
(3)首先将转化为为的平分线,再构造辅助线,利用直线与抛物线的交点即为点E,求解直线的解析式即可;
(4)首先利用得到,此时可以得到的关系式,进而分类讨论为等腰三角形的情况,求解的值即可;
(5)首先利用得到点F在圆上,再构造辅助圆求解圆心的坐标和半径,再将最小值转化为点外一点到圆上一点的最短距离,即为,再利用两点间的距离求解的长即可求解最小值.
【详解】(1)解:∵经过点和点,
∴抛物线的解析式为;
∵,
∴点;
(2)解:如图,∵在中,,
∴当点A,D,P在同一条直线上时,,此时的值最大,
如图,可设直线的解析式为,
∴代入,,得,
∴解得,
∴点;
(3)解:∵,,,
∴,,
∵点E在第二象限抛物线上,且,
∴为的平分线,
∴,
如图,过点D作交的延长线于点F,
∴,
∴,则为等腰三角形,
∴,
∴,
设直线的解析式为,
∴将,代入得,,解得:,
∴,
联立,解得:(与点B重合,舍去),,
∴;
(4)解:存在点M,使得为等腰三角形,
∵,,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,
①当时,此时,
∴,
∴;
②当时,∴,
∴,
∴,解得:,
∵,即,
解得:;
③当时,此时点M与点B重合,
∴不符合题意,
∴此情况不存在;
∴的长为1或.
(5)解:如图:∵点F在x轴下方,,
∴点F在上,过点A,O,且始终为,
设圆心,半径为r,
∴点Q在的垂直平分线上,
∴,即,
∵,
∴,,
∴为等腰直角三角形,即,
解得:或(不合题意舍去),
∴,,
∵最小值为,
∴,
∴最小值为.
14.(2025·山东烟台·模拟预测)在平面直角坐标系中,抛物线与直线相交于点,,交轴正半轴于点.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)如图1,点为直线上方抛物线上的一动点,过点作于点,过点作轴于点,求 的最大值及此时点的坐标;
(3)如图2,点是线段的中点,将原抛物线沿射线方向平移个单位长度,在平移后的抛物线上存在点,使得,请写出所有符合条件的点的横坐标,并写出其中一个的求解过程.
【答案】(1)
(2)最大值为,
(3)或
【分析】本题考查了二次函数综合、待定系数法、配方法求二次函数最值、等腰直角三角形的性质、三角函数,熟练掌握以上知识点是解题的关键.
(1)由待定系数法即可求解;
(2)过点作轴交于点,求出直线的解析式,证明是等腰直角三角形,得到,设,用代数式表示,进而求最值即可;
(3)先求出新抛物线的表达式,分类讨论当点在轴下方和上方时,可分别求出直线的表达式,与抛物线联立即可求解.
【详解】(1)解:由题意得:,
∵抛物线过点,
∴有:,
∴,
代入中,有,
则抛物线的表达式为:;
(2)解:过点作轴交于点,则有,
设直线的解析式为:,
代入,,有:
,
解得:,
∴直线的解析式为:,
∵,,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵ ,轴,
∴,
∴,
∵,
∴是等腰直角三角形,
则,
设点,则点,
∴,,
则,
当时,上式有最大值,此时,
∴的最大值为,此时点;
(3)解:如图,原抛物线沿射线方向平移个单位长度,
∵,
相当于抛物线先向左平移1个单位长度、再向上平移3个单位长度,
则新抛物线的表达式为:,
当点在轴下方时,
设直线交轴于点,过点作于点,此时,
∵为中点,,,
∴,
在中,,
,
当时,为等腰直角三角形,
设,
则,
∴,
则,
∵,
∴;
∴,
∴
∴,
设直线的解析式为:,
代入,,有:
,
解得:,
∴直线的解析式为:,
联立直线和新抛物线:
,
有:,
,
,
,
∴,
∵,舍去,
,
即点的横坐标为:;
当点在轴上方时,此时,
设直线与轴交于,
在中,,
,
当时,,
∴,
∴,
即,
设直线的解析式为:,
代入,,有:
,
解得:,
∴直线的解析式为:,
联立直线和新抛物线:
,
有:,
,
,
,
∴,
∵,舍去,
∴,
即点的横坐标为:;
综上,点的横坐标为:或.
15.(2025·江苏常州·三模)如图,抛物线与x轴交于、两点,与y轴交于点C.直线l与抛物线交于A、D两点,与y轴交于点E,点D的坐标为.
(1)求抛物线与直线l的函数表达式;
(2)若点P是抛物线上的点且在直线l上方,连接、,求当面积最大值时点P的坐标及该面积的最大值;
(3)若点Q是y轴上的点,且,求点Q的坐标.
【答案】(1)抛物线的解析式为;直线l的函数表达式为
(2)的面积最大值为,
(3)或
【分析】(1)利用待定系数法求抛物线和直线的解析式即可;
(2),过点作轴交于,设,则,表示出,从而可得,再由二次函数的性质即可得解;
(3),将线段绕点逆时针旋转得到,连接交轴于,作轴于,轴于,则为等腰直角三角形,证明,得出,,求得,待定系数法求出直线的解析式为,当时,,即;作点关于直线的对称点,连接交轴于,由轴对称的性质可得,,证明出点为的中点,即可得出,同理可得,直线的解析式为,当时,,即,由此即可得解.
【详解】(1)解:将、、代入二次函数的解析式可得,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
设直线l的函数表达式为,
将、代入解析式可得,
解得:,
∴直线l的函数表达式为;
(2)解:如图,过点作轴交于,
∵点P是抛物线上的点且在直线l上方,
∴设,则,
∴,
∴,
∵,
∴当时,的面积最大,为,此时;
(3)解:如图,将线段绕点逆时针旋转得到,连接交轴于,作轴于,轴于,
则为等腰直角三角形,
∴,,,
∴,
∵轴于,轴于,、,
∴,,,,,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
设直线的解析式为,
将,代入解析式可得,
解得:,
∴直线的解析式为,
当时,,即;
作点关于直线的对称点,连接交轴于,
由轴对称的性质可得,,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∵,即,
∴,即点为的中点,
∴,
同理可得,直线的解析式为,
当时,,即,
综上所述,满足条件的点的坐标为或.
解|题|技|巧
45°角的问题通常是做自垂线构造等腰直角三角形,利用等腰直角三角形的性质或构造一线三垂直模型进行求解
考点四:角度相等问题
16.(2025·安徽宿州·模拟预测)已知抛物线 与x轴交于点和点 ,顶点为.
(1)求该抛物线的对称轴和点 的坐标.
(2)抛物线的对称轴与x轴交于点,若点 是该抛物线上的一点, 恰好平分线段.
(i)求点 的坐标.用含 的式子表示)
(ii)连接,,当时,求 的值.
【答案】(1)对称轴是直线,点的坐标为
(2)(i)点坐标为;(ii)
【分析】(1)先根据对称轴方程求出对称轴,再根据轴对称的性质求出点B的坐标;
(2)(i)过点P作轴于点G,将抛物线先写成交点式,再化成顶点式求出顶点C及线段的中点坐标,根据相似三角形的判定列方程求解;
(ii)延长交轴于点,求出点的坐标,证,根据相似三角形的性质求出,然后在中,根据勾股定理列方程即可求解.
【详解】(1)解:抛物线对称轴是直线.
∵点与点关于对称轴对称,点,
∴点的坐标为:.
(2)(i)抛物线与轴交于点,
,
,点坐标为,顶点的坐标为
如图,设的中点为,则点的坐标.
设点的坐标为.
作轴,垂足为点.
∵轴,轴,
∴,
∴,
∴,
解得或(舍去),
∴点坐标为;
(ii)如图,延长交轴于点,
∵点,点坐标为.
∴直线的函数解析式为:.
∴点的坐标为.
又∵,
∴.
在与中,,,
∴.
,
∴,又,,
∴.
在中,,,,
,
解得:(舍去)或.
17.(2025·安徽池州·三模)如图,已知抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,且点B的横坐标等于点C的纵坐标.
(1)求该抛物线的解析式及点A的坐标;
(2)设为直线上一点.
①当为直角三角形时,求n的值;
②当时,已知点A关于y轴的对称点为,射线交抛物线于点P.若,求点P的横坐标.
【答案】(1),
(2)①;②
【分析】(1)令,则,得到,从而,代入抛物线解析式,即可求出a的值,从而得到解析式,令时,则,解方程即可得到点A坐标;
(2)①分两种情况:当点M在线段上,,为直角三角形;或当点M在射线上,,为直角三角形,分别求解即可;
②延长至点Q,使,证明,得到,进而得到点Q的坐标为,根据,得直线的解析式为,解方程即可解答.
【详解】(1)解:对于函数,
令,则,
∴,
∵点B的横坐标等于点C的纵坐标,
∴
将点代入抛物线,得
解得:,(不合题意,舍去),
∴抛物线解析式为.
当时,,
解得,
点A坐标为;
(2)解:①由(1)可得,,
直线的解析式为.
当点M在线段上时,如图1, 为直角三角形,
∵,,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
为等腰直角三角形,
过点M作,垂足为点N.
点N为的中点,
.
将代入得,
.
当点M在射线上时,如图2,时,为直角三角形,
∵,
.
∵,
∴
∴,
过点M作轴于点N,
∴,,
∵,
∴,
,
又 ,
综上,n的值为;
②由题意得,,延长至点Q,使,
,
∴,即,
∵,,
,
,,
点Q的坐标为,
由,得直线的解析式为,
由解得,(舍),
点P的横坐标为.
18.(2025·广东·一模)如图,已知抛物线与x轴从左到右依次交于两点,与y轴交于点C,点B的坐标为,连接.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若P为此抛物线的对称轴上的一个动点,连接,设点P的纵坐标表示为m.
试探究:
①当m为何值时,的值最大?并求出这个最大值.
②在P点的运动过程中,能否与相等?若能,请求出P点的坐标;若不能,请说明理由.
【答案】(1)抛物线的解析式为
(2)①当时,的值最大,最大值为;②能,
【分析】(1)把代入,根据待定系数法可求抛物线的解析式;
(2)①由三角形的三边关系可知,,当P、A、C三点共线时,的值最大,为的长度,延长交直线于点P,则点P为所求的点.
求得,根据勾股定理可得的长.根据待定系数法可求直线的解析式,进一步得到点P的坐标,从而求解;
②设直线与x轴的交点为点D,作的外接圆与直线位于x轴下方的部分的交点为,关于x轴的对称点为,则均为所求的点.在中,由勾股定理得的长,可得.由对称性得.
【详解】(1)把代入,
得,
解得,
∴此抛物线的解析式为;
(2)①由三角形的三边关系可知,,
∴当三点共线时,的值最大,且等于的长度,
∴如图,延长交直线于点P,则点P为所求的点.
解,得
,
∴.
当时,,
∴,
则有,
,
设直线的解析式为,则,
解得,
∴直线的解析式为,
∵抛物线的对称轴为直线,
∴点,
∵点P在直线上,
,
∴当时,的值最大,最大值为;
②设直线与x轴的交点为点D,如图,作的外接圆与直线的x轴下方部分交于点,关于x轴的对称点为,则均为所求的点.连接,,
都是所对的圆周角,
,且射线上的其他点P都不满足,
∵圆心E必在边的垂直平分线即直线上,
∴点E的横坐标为2,
又,
∴圆心E也在边的垂直平分线上,
∵,,
∴线段的中点坐标为,
设边的垂直平分线解析式为,
∴,
∴,
∴边的垂直平分线解析式是,
,
在中,,
由勾股定理得,
,
,
,
由对称性得,
∴符合题意的点P的坐标为.
19.(2025·浙江杭州·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,点为坐标原点,抛物线与轴交于点、,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点为第二象限抛物线上一点,连接交于点,设点的横坐标为的面积为,求与之间的函数解析式;
(3)在(2)的条件下,轴于点,点为上一点,连接并延长至点,使得,连接,延长交于点,连接,若,,求直线的解析式.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)待定系数法求出抛物线的解析式即可;
(2)过作于点,证明,得出,求出,根据,即可得出答案;
(3)根据,求出,过点作轴于点,延长至点,使,连接,则.证明,得出,设,得出,根据勾股定理得出,解得或(舍去),求出线的解析式为,线的解析式为.最后待定系数法求出直线的解析式为即可.
【详解】(1)解:由题意,得,
解得,
抛物线的解析式为:.
(2)解:由题意,得.
过作于点,
则,,,
,
∴,
,
∴,
,
,
对于,当时,,
,
,
,
,
.
(3)解:,
,
,
,
,
,
过点作轴于点,延长至点,使,连接,则.
.设,
则,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
设,
,
,
,
解得或(舍去),
,
,
设直线的解析式为,把,代入得:
,
解得:,
直线的解析式为,
,
同理可得:直线的解析式为.
联立,
解得,
.
设直线的解析式为.
把代入得:
,
解得,
直线的解析式为.
20.(2025·内蒙古通辽·二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线的图象交x轴于点和,交y轴于点C.点,连接.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是在第二象限内抛物线上一个动点,连接,,,当的面积最大时,求点P的坐标和的面积最大值;
(3)抛物线上是否存在一点E,使得,若存在,求点E坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2),最大值是8
(3)或
【分析】(1)由点和在抛物线上可设设抛物线解析式为:,再进一步求解即可;
(2)求解直线解析式为:.过P做轴交直线于点Q,设,,结合,再进一步求解即可;
(3)作的垂直平分线交x轴于F,可得,求解,在x轴上B点的左侧取点M,使得,再作直线垂直x轴,并且截取,可得,可得,再分两种情况讨论:当N在x轴上方时,,当N在x轴下方时,,再进一步求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线的图象交x轴于点和,
∴设抛物线解析式为:.
∵,
∴,
∴
∴抛物线解析式为:.
(2)解:连接,∵,,
设直线为,
∴,解得:,
∴直线解析式为:.
过P作轴交直线于点Q,
设,,
∴
∵,
∴当时,有最大值,最大值是8.
此时, ;
(3)解:作的垂直平分线交x轴于F,
∴,
∴,
∴,
设,则.
在中,,
∵,
∴,
∴,
∴,
在x轴上B点的左侧取点M,使得,再作直线垂直x轴,并且截取,
∴,
∴,
当N在x轴上方时,,
此时,,,
∴同理可得:直线的解析式为:.
∴,
解得或,
∴;
当N在x轴下方时,,
此时,,,
∴同理:直线的解析式为:.
此时,
∴,
解得或,
∴,
∴或.
解|题|技|巧
角度相等问题通常是做平行线,构造等腰三角形;设出动点用未知数表示出等腰三角形的两腰长,列出方程,求出坐标
21.(2025·宁夏固原·三模)如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点.点是抛物线的顶点,直线与轴交于点.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)求点和点的坐标;
(3)若点是轴上一动点,分别连接,,求的最小值.
【答案】(1);
(2)的坐标为,点的坐标为;
(3).
【分析】()利用待定系数法即可求解;
()由,得出顶点的坐标为,然后求出直线的解析式为,从而求得点的坐标为;
()作点关于轴的对称点,连接,交轴于点,又,当与重合时,即点三点共线时,有最小值,然后通过两点间的距离即可求解.
【详解】(1)解:把,两点代入抛物线解析式得:
解得
∴抛物线的表达式为:;
(2)解:由,
∴顶点的坐标为,
设直线的解析式为,把、代入可得:
,
解得,
∴直线的解析式为,
当时,,
∴点的坐标为;
(3)解:如图,作点关于轴的对称点,连接,交轴于点,
∵,
∴当与重合时,即点三点共线时,有最小,为.
22.(2025·甘肃定西·三模)如图1,抛物线与轴交于两点,与轴交于,直线经过点,且与轴交于点,与抛物线交于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)连接,求的面积;
(3)如图2,直线与抛物线对称轴交于点,在轴上有两点(在的右侧),且,若将线段在轴上平移,当它移动到某一位置时,四边形的周长最小,求出此时周长的最小值.
【答案】(1)
(2)15
(3)
【分析】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,待定系数法,轴对称最短问题等知识,解题的关键是学会用分类讨论的思想思考问题,学会利用轴对称解决最短问题.
(1)用待定系数法可得抛物线的解析式;
(2)求出点E坐标,再求出,进而可得出答案;
(3)由E,F为定点,可得当的和最小时,四边形的周长最小,将点向右平移2个单位长度得到点,作点关于轴的对称点,连接与轴交于点,过点作交轴于点,则,而三点共线,故此时的值最小,可得,,,,从而求出,,即知四边形周长的最小值为2.
【详解】(1)解:把代入,
得,解得,
∴抛物线的表达式为.
(2)∵直线经过点,
∴直线的表达式为.
由,
解得或,
∴.
∵直线交轴于点,在中,令,则,
∴.
∴.
(3)∵为定点,
∴线段的长为定值,
∴当的和最小时,四边形的周长最小.
如解图,将点向右平移2个单位长度得到点,作点关于轴的对称点,连接与轴交于点,过点作交轴于点,则,
∵三点共线,
∴,
此时的值最小.
∵,
∴抛物线的对称轴为直线.
∵,,
∴直线的表达式为.
∵点为直线与的交点,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴.
∵,
∴.
∵.
∴四边形周长的最小值为.
23.(2025·内蒙古鄂尔多斯·三模)如图,抛物线()与轴交于点和点,与轴交于点,抛物线的对称轴交轴于点,过点作直线轴,过点作,交直线于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接,求证:;
(3)如图,点为第三象限内抛物线上的点,连接和交于点,当时,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【分析】(1)根据抛物线的对称轴交轴于点,得到对称轴为,根据对称性求得,再由待定系数法即可求解;
(2)由直线轴,,得到,根据同角的余角相等得到.令,则,得到,从而,进而有,即可证明结论;
(3)由,得到,根据相似三角形的性质可求得,从而,根据待定系数法求出直线的解析式为,过点P作轴,交直线于点,设(),则,,从而,,进而得到,代入后求出m的值,即可解答.
【详解】(1)解:解法一:∵抛物线的对称轴交轴于点,
∴对称轴为,
∵抛物线与轴交于点和点,
∴点与点B关于对称轴对称,
∴,
设抛物线的解析式为:,
∵抛物线过点,
∴,
∴,
∴;
解法二:∵抛物线的对称轴交轴于点,
∴对称轴为,
∵抛物线与轴交于点和点,
∴点与点B关于对称轴对称,
∴,
∵抛物线过点,,
∴,
解得,
∴;
(2)证明:∵直线轴,,
∴,
∴,,
∴,
∵在函数中,令,则,
∴,
∵,
∵,
∵,
∴,
∴,
∴.
(3)解:∵,,
∴,,
∴
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为:,
∵直线过点,,
∴,
∴,
∴直线的解析式为,
过点P作轴,交直线于点,设(),
∴,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
经检验,,都是方程的解,但不合题意,舍去,
当时,,
∴.
24.(2025·湖南邵阳·三模)如图,抛物线经过,两点,与y轴交于点C,D为直线上方抛物线上一动点,且于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,求线段长度的最大值;
(3)如图2,设的中点为F,连接,,是否存在点D,使得中有一个角与相等?若存在,求点D的横坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,或
【分析】(1)根据待定系数法,可得函数解析式;
(2)根据平行于y轴直线上两点间的距离是较大的纵坐标减较小的纵坐标,可得,根据相似三角形的判定与性质,可得的长,根据二次函数的性质,可得答案;
(3)根据正切函数,可得,根据相似三角形的性质,可得,,根据待定系数法,可得的解析式,根据解方程组,可得答案.
【详解】(1)由题意,得,
解得,
抛物线的函数表达式为;
(2)设直线的解析式为,
则
解得,
直线的解析式为,
设,,
过点D作轴交于M点,如图1,
则,
,
,,
,
,
,,
,
,
,
,
当时,取最大值,最大值是;
(3)存在.
假设存在这样的点D,中有一个角与相等,
点F为的中点,
,,
过点B作,交的延长线于G点,过点G作轴,垂足为H,如图2,
①若,
,
,
,
,
,,
,
设直线的解析式为,
,
解得
直线的解析式为,
联立,
解得,或(舍),
②若,
同理可得,,,
,
同理可得,直线的解析式为,
,
解得或(舍),
综上所述,存在点D,使得中有一个角与相等,点D的横坐标为.
25.(2025·山东济宁·二模)如图,平面直角坐标系中,二次函数的图象与轴相交于点、点,与轴相交于点,连接、.
(1)求:,的值;
(2)当时,函数的最小值是2,求出的值;
(3)在抛物线上是否存在点,使得?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),2
(2)
(3)存在,点 或
【分析】本题考查了二次函数的综合运用,涉及待定系数法求表达式,二次函数的性质,二次函数与角度问题等.第(3)问关键是构造三角全等.
(1)由题意得:,利用待定系数法求解即可;
(2)先求出点,点,抛物线的对称轴为直线,再根据二次函数的性质解答即可;
(3)先求出,分点在左侧时,点在右侧时,两种情况讨论,利用三角形全等的性质解答即可.
【详解】(1)解:由题意得:,
则,则,
抛物线的解析式为:,
则;
(2)解:当时,,
解得,,
点,
当时,,
点.
由抛物线的表达式知,其对称轴为直线,
当时,函数的最小值是2,即时,函数取得最小值,
则,则(舍去),
∴的值为;
(3)解:存在点,理由如下:
∵,,
∴,
,
①当点在左侧时,如图,在轴上取点,延长交抛物线于点,
在和中,
,,,
,
,
,
设直线的解析式为,
由点、的坐标得,直线的解析式为,
联立上式和抛物线的表达式得:,
则(舍去)或,故点;
②当点在右侧时,如上图,作关于的对称,交二次函数于点,
则,,,
,
,
四边形是正方形,
,
令中,,则,
解得或,
,,
,,
,
,
,
在点抛物线上,即点满足条件,
故存在满足条件的点有两个,分别为:或.
26.(2024·湖北恩施·三模)如图,二次函数的图像与x轴交于,B两点,与y轴交于点C,且顶点为,连接.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图①,在的上方抛物线上存在一点P,已知P点的横坐标为t,过点P作交于点Q,则是否存在最大值,若存在求出最大值,若不存在请说明理由;
(3)如图②,连接,抛物线上是否存在点M,使得,如果存在,请求出直线与x轴的交点坐标,不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)最大值;
(3)或
【分析】此题考查了二次函数的图象和性质、待定系数法、相似三角形的判定和性质、等腰直角三角形的判定和性质、一次函数的图象和性质等知识,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)过点P作x轴的垂线交于点D,交x轴于点E,求出 ,求出直线的解析式为,由题意知,,,得到,即可得到答案;
(3)分两种情况画出图形,分别进行解答即可.
【详解】(1)解:∵抛物线的顶点为
设该抛物线解析式为:
∵点在抛物线上
∴
解得:
∴抛物线解析式为:
(2)如图,过点P作x轴的垂线交于点D,交x轴于点E
令则
解得:,
∴
设直线的解析式为,
则
解得
∴
由题意知,,
所以,
∵
∴
∴,
∴
∴当时,的值最大,最大值是
(3)①如图,取点A关于y轴的对称点,连接,
直线与抛物线在第四象限的交点即为点M
∵
∴且
∴
∴直线与x轴的交点坐标为
②如图,
∵
若,则
将绕着C点逆时针旋转得到线段,
则直线与抛物线在第一象限的交点即为点M,过点M作轴于点N,
则,
∴,
∴
∴,
设点M的坐标为,则,
∴
∴
解得或
则,
设直线的解析式为
则
解得
∴的解析式为:
令,则
∴直线与x轴的交点坐标为
综上可知,直线与x轴的交点坐标为或
27.(2025·四川成都·三模)如图1,抛物线与x轴交于点A、B两点,与y轴交于点C,直线的解析式为.
(1)求出抛物线的解析式;
(2)P是直线上方抛物线上一点,连接交于点E,当最大时,求点P的坐标,并求出这个最大值;
(3)如图2,过线段的中点H作直线交抛物线于M、N两点(点M在点N左侧),直线与直线交于点G,求的最小值.
【答案】(1)
(2),
(3)
【分析】(1)先求出,,再代入,由待定系数法即可求解;
(2)作轴,交直线于点,交轴于点,过作交于点,作于点,交于点,设交轴于点,作于,由平行线分线段成比例得,进而可得最大时,最大满足题意,设,则,得,即可求得,进而可求;
(3)设,,求出直线表达式为,代入点得:,求直线,直线,联立直线、表达式,得即,求出经过点的直线为,设,利用两点间的距离公式及二次函数的性质即可求出的最小值.
【详解】(1)解:直线的解析式为.
时,;时,,
, ,,
将,代入
得,
解得,
∴;
(2)解:如图,作轴,交直线于点,交轴于点,过作交于点,作于点,交于点,设交轴于点,作于,
,
,
当时,,
,,
,
设直线为,
将代入得,,
,
,
,,
,
,
,
轴,
,
,
,
,
,
,
若最大,则最大,
,
最大时,最大,
而,
最大时,最大满足题意,
设,则,
,
时,,,
,
,
;
(3)解: ,,
的中点为,
设,,
直线表达式为,
将代入得:,
解得:,
直线表达式为,
代入点得:,
同理可求直线:,
直线:,
联立直线、表达式得:,
解得,
即,
设经过点的直线为,
代入 ,
得:
比较系数得:,
解得:,
当,无论为何值,该式子恒成立,点在直线上运动,
设,
,
,
时,.
28.(2025·安徽芜湖·三模)在平面直角坐标系中,为坐标原点,抛物线为常数,且与轴交于点.
(1)若,该抛物线与轴交于点.
①求该抛物线与轴的另一个交点的横坐标.
②过线段上一点作轴于E,的延长线交抛物线于,若,求的值.
(2)已知点在该抛物线上,且直线经过该抛物线的顶点,设与轴,轴所围成的三角形面积为,且,求的最小值.
【答案】(1)①该抛物线与轴的另一个交点的横坐标为1;②1或
(2)最小值为
【分析】(1)①首先待定系数法求出该抛物线的表达式为,然后令求解即可;
②首先求出点的坐标为,求出直线的表达式为,设,则,根据列方程求出或,然后代入求解即可;
(2)设直线的表达式为,将抛物线顶点代入得到,求出直线AP的表达式为,然后令,求出,然后表示出,然后结合求解即可.
【详解】(1)①
.
又该抛物线与轴交于点
,解得.
该抛物线的表达式为.
令,即,
解得或.
该抛物线与轴的另一个交点的横坐标为1.
②抛物线的表达式为
点的坐标为,
∵
∴可得直线的表达式为.
设,则
.
,
解得或.
当时,,
∴;
当时,,
∴;
的值为1或;
(2)由题意,设直线的表达式为,
该抛物线的顶点为.
直线经过该抛物线的顶点,
,
解得.
直线AP的表达式为.
令,解得
.
.
又,
∵的对称轴为直线,开口向上
当时,随的增大而增大
当时,取得最大值3
∴此时取最小值,最小值为.
29.(2025·西藏·中考真题)已知抛物线过点,,与轴交于点.点是轴正半轴上的动点,点是抛物线在第四象限图象上的动点,连接,,且交轴于点,交于点.
(1)当时,求抛物线的解析式;
(2)如图1,在(1)的条件下,若,求直线的解析式;
(3)要使得成立,请探索的取值范围(直接写出结果);
(4)如图2,,当为何值时,的长度等于1?
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【分析】本题考查了二次函数综合问题,角度问题,正切的定义,等腰三角形的性质与判定;
(1)当时,二次函数的图象与轴交于,设二次函数的交点式为,展开后得到求解即可得到答案;
(2)根据解析式求得点,进而勾股定理求得,作的角平分线交轴于点,则,,进而得出,根据角平分线的定义得出,求得,进而可得,从而求得点的坐标,待定系数法求解析式,即可求解.
(3)先找到临界值,当时,,此时得出重合,根据题意可得是第四象限的点,则当时,即可求解;
(4)根据题意得出是等腰直角三角形,进而根据已知得出,取得出是等腰直角三角形,进而求得 ,即可得出的坐标,即可求解.
【详解】(1)解:当时,二次函数的图象与轴交于,
∴设二次函数的交点式为,
,,
∴,
解得,
∴函数的解析式为;
(2)解:对于二次函数,
令,可得,则点的坐标为,则
∵,
∴,
∵
∴,
如图,作的角平分线交轴于点,则,
∴,
设到的距离为,则,
∵,
∴,
∴.
∴.
∵,
∴.
∵,则,
∴.
∴.
设直线的解析式为,代入,
∴,
解得:,
∴直线的解析式.
(3)解:当时,,
∴是等腰直角三角形,
∴.
∵,
∴,则重合,重合,
又∵是第四象限的点,
∴当时,则,.
∴要使得成立, 的取值范围为;
(4)解:∵,
∴是等腰直角三角形.
∴.
∴.
在中,.
如图所示,取.
∴.
∴是等腰直角三角形.
∴.
∴.
∴ .
∴.
即.
30.(2025·重庆·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A,两点,与轴交于点,抛物线的对称轴是直线.
(1)求抛物线的表达式:
(2)点P是射线下方抛物线上的一动点,连接与射线交于点Q,点D,E为抛物线对称轴上的动点(点E在点D的下方),且,连接,.当取得最大值时,求点P的坐标及的最小值;
(3)在(2)中取得最大值的条件下,将抛物线沿射线方向平移个单位长度得到抛物线,点M为点P的对应点,点N为抛物线上的一动点.若,请直接写出所有符合条件的点N的坐标,并写出求解点N的坐标的其中一种情况的过程.
【答案】(1)
(2)点P的坐标为,的最小值为
(3)点N的坐标为或
【分析】(1)利用待定系数法求二次函数的解析式;
(2)先求出直线的解析式,然后设点P的坐标为,过点P作轴交于点F,交x轴于点H,点F的坐标为,求出长,再证明,根据对应边成比例求出的最小值,把点P向上平移个单位长度得到点,点的坐标为,连接,即可得到,连接,则,是最小值,利用勾股定理计算解题;
(3)根据平移得到抛物线的解析式,然后过点P作轴于点Q,过点N作轴于点K,连接,即可得到,设点N的坐标为,根据列等式求出a的值即可解题.
【详解】(1)解:设抛物线的解析式为,
把代入得,
解得,
∴;
(2)解:令,则,
∴点C的坐标为,
设直线的解析式为,把和代入得:
,解得,
∴,
设点P的坐标为,过点P作轴交于点F,交x轴于点H,
则点F的坐标为,
∴,
∵轴,
∴,,
∴,
∴,
∴当时,取得最大值为,这时点P的坐标为,
把点P向上平移个单位长度得到点,点的坐标为,连接,
则四边形是平行四边形,
∴,
即,
由A,B关于对称性可得点A的坐标为,
连接,则的最小值为长,
即,
即的最小值为;
(3)解:∵,
∴,
∴将抛物线沿射线方向平移个单位长度即为向左平移两个单位长度,向下平移两个单位长度得到抛物线,即,
过点P作轴于点Q,过点N作轴于点K,连接,
设点N的坐标为,
由平移得,
∴,
如图所示,∵,
即,解得(舍去)或,
这时点N的坐标为;
如图所示,则∵,
即,解得或(舍去),
这时点N的坐标为;
综上所述,点N的坐标为或.
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