内容正文:
培优07 二次函数中的存在性问题
题型1角度的存在性问题
1.如图,抛物线与x轴相交于点,,与y轴交于点,点D为抛物线的顶点.
(1)求出抛物线的函数表达式;
(2)如图1,抛物线在第二象限的部分上是否存在一点M,使得四边形面积最大,若存在求点M坐标;若不存在,请说明理由;
(3)在抛物线上是否存在点Q,使,若存在,求出点Q的横坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)点Q的横坐标为2或
【分析】
【详解】(1)解:将代入,得:
,
解得: ,
所以抛物线的函数表达式:;
(2)解:存在,,理由如下:
连接,
,
设,
∴
,
∵,
∴当时,四边形面积最大,
把代入中得:
,
∴;
(3)解:存在,理由如下:
如图,在y轴上取点,连接,过点D作轴于点T,
则,
,
,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为,
∵,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为,
联立方程组,得:,
解得:或,
∴;
过点A作交的延长线于点L,过点D作交于点S,
则,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
即:,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为,
∵,,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为,
联立方程组,得:,
解得:(舍)或,
∴
综上,点Q的横坐标为2或.
2.如图,抛物线经过两点,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)已知点,在抛物线的对称轴上是否存在一点,使周长最小,如果存在,求出点的坐标;如果不存在,请说明理由;
(3)在轴上,是否存在点使得,若存在,直接写出点的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)点的坐标为
(3)点的坐标为或
【分析】
【详解】(1)解:将点代入,得,
解得
∴;
(2)解:如图,设点关于抛物线对称轴的对称点为,连接交对称轴于点,此时周长最小,
∵,
∴对称轴为直线,
∵,
令,则,
∴,
∴,
∵,
设直线的解析式为,
则,解得:,
∴直线的解析式为,
当时,,
∴点的坐标为;
(3)解:连接,如图:
∵,
∴,
∴,,
∴,
又∵,
∴,
∴.
①当点在轴的负半轴上点处,且时,此时垂直平分线段,如图:
则,
根据“三线合一”的性质可得,,
,
∴此时点符合题意,
∴此时点的坐标为;
②作点关于直线的对称点,连接交于,交轴于,如图:
根据轴对称的性质可得,直线与轴的交点坐标即为所求的点P的坐标,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,即,
∴,
∴,
设直线的解析式为,则,解得,
∴直线的解析式为,
设直线的解析式为,则,解得,
∴直线的解析式为,
将直线的解析式与直线的解析式联立,组成方程组,
解得,
∴,
根据轴对称的性质可知,点是线段的中点,
∴,
设直线的解析式为,则,解得,
∴直线的解析式为
令,得,
∴此时点的坐标为;
综上所述,点的坐标为或.
【点睛】本题主要考查了二次函数的图象及性质,利用待定系数法求二次函数解析式,一次函数解析式,等腰三角形的性质,相似三角形的判定与性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,利用待定系数法求二次函数解析式,一次函数解析式,利用轴对称求最短距离,等腰三角形的性质,相似三角形的判定与性质,分类讨论是解题的关键.
3.如图,抛物线与x轴交于A、B两点,与 轴的正半轴交于点,且.
(1)求抛物线的表达式;
(2)在直线下方的抛物线上是否存在点M,使得的面积为6,若存在求出点M的坐标,若不存在,请说明理由.
(3)抛物线的顶点为,连接.抛物线上是否存在一点,使得 ? 若存在,求点的坐标; 若不存在,说明理由;
【答案】(1)
(2)或
(3)或
【分析】
【详解】(1)解:∵,
∴,
∴,
把代入中得:,
解得,
∴抛物线的表达式为;
(2)解:∵,
∴点在x轴上或x轴下方的抛物线上,的面积与的面积相等,
设直线的解析式为,
,
,
∴直线的解析式为,
∴设经过A点且与直线平行的直线解析式为,
则,解得:,
∴,
∴当点在直线上时,满足题意,
联立,
解得或,
∴点的坐标为或;
(3)解:存在,理由如下:①连接,
∵函数的解析式为:,
∴点的坐标为,
∵,
∴,
∴,
∴是直角三角形,且,
过点作垂直于,且,连接,
∵,
,
过点作轴于点,则,
∴,
在和中,
,
∴,
则,
此时与抛物线的交点就是满足条件的点,
设直线的解析式为:,
则,
解得:.
∴直线解析式为:,
,
解得:(不合题意舍去),,
,
∴点坐标为:;
②设直线解析式为,代入坐标,得,
解得:,
∴直线为,
只要,则有,
设直线为,代入点坐标:
则,
直线解析式为,
联立:,
,
解得:(舍去 ),,
把代入解析式可得,,
,
综上所述:点坐标为:或.
4.如图,抛物线与轴交于,B,与轴交于.
(1)求抛物线的解析式.
(2)点是直线上方抛物线上的一动点,轴,在抛物线上是否存在一点使的周长最大,如果存在,求出周长的最大值.
(3)在抛物线上是否存在点,使,若存在,求出点的坐标,如果不存在请说明理由.
【答案】(1);
(2)存在,;
(3)存在,或
【分析】
【详解】(1)解:∵,
∴,
将代入抛物线得∶,解得:,
∴抛物线的解析式为∶;
(2)解:当时,,
解得:,
∴B点的坐标为,
∵,
∴,
∵轴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴当最大时,的周长最大,
设D点坐标为,
设直线的解析式为,
代入B点的坐标,得∶,解得,
∴直线的解析式为∶,
∴F点的坐标为
∴
∴当时,取最大值为
∴周长的最大值为,
(3)解:根据题意得:,
①以为边在x轴下方作等腰直角三角形,点Q为直角顶点,此时点Q在的垂直平分线上,且点Q到x轴的距离等于长度的一半,
∴,
以点Q为圆心,为半径作,与抛物线交于M点,点M即为所求.
设点,根据勾股定理有∶
,
整理方程,得∶
即
设,则原方程为∶,
解得,,
∴当(与A,B重合,舍去)
当
∴点M的坐标为或;
②以为边在x轴上方作等腰直角三角形,点为直角顶点,同理点坐标为,
以点为圆心,为半径作,与抛物线交于M点,点M即为所求.
设点,根据勾股定理有∶
整理方程,得∶
设,则原方程为∶,解得,
∴当(与A,B重合,舍去)
当
综上所述∶点M的坐标为或.
5.如图,二次函数的图象经过点,与y轴交于点C.
(1)求二次函数的表达式;
(2)如图1,在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使面积为5,若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,小明经过探究发现:位于x轴下方的抛物线上,存在一点D,使与互为余角;你认为他探究出的结论是否正确?若正确,求出点D的坐标;若不正确,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,或
(3)正确,
【分析】
【详解】(1)解:由题意得:,
设抛物线的解析式为:,
∴,
∴,
∴;
(2)如图1,
过点P作,交x轴于点T,作于Q,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
设直线BC的解析式为:,把代入,得:,
∴
∵,
∴,
由得,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为,把,代入,得:,
∴直线的解析式为,
∵抛物线的对称轴为:,
∴当时,,
∴,
同理可得:直线的解析式为:,
∴当时,,
∴,
∴或;
(3)如图2,
存在,使,理由如下:
作于F,设与y轴交于点E,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为:,把,代入,得:,
∴直线的解析式为:,
由得,或,
∴.
【点睛】本题考查了求二次函数的解析式、一次函数的解析式,相似三角形的判定和性质,解直角三角形等知识,解决问题的关键是熟练掌握有关知识点,利用数形结合和分类讨论的思想进行求解.
6.二次函数的图象与轴交于,两点,与轴交于点.
(1)求此二次函数的表达式;
(2)如图1,点是第三象限内的抛物线上的动点,过作轴,交轴于点,四边形的面积是否存在最大值?若存在,求出最大值;若不存在,说明理由;
(3)如图2,点是抛物线的顶点,抛物线的对称轴与轴交于点,已知点,连接,在抛物线的对称轴上是否存在一点,使得,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)存在,最大值是6
(3)存在,或
【分析】
【详解】(1)解:把,分别代入抛物线,得
解得
抛物线的解析式为.
(2)解:根据抛物线的解析式为,
∴,,,
设,则,则,
∴
,
∵,
∴抛物线开口向下,函数有最大值,且最大值为6.
(3)解:∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
设直线的解析式为,将代入直线的解析式得:,
解得,
∴直线的解析式为:,
设直线的解析式为,
∴,
解得,
∴直线的解析式为:,
∴,
∴,
取点,过点Q作轴,交于点M,
则,
∴,
连接并延长交对称轴直线于点,
根据题意,,,
∵,
∴,
∴;
∵,
∴,
∴点符合题意,
设直线的解析式为,
∴,
解得,
∴直线的解析式为:,
当时,,
故;
过点C作轴,过点N作轴,二线交于点G,
则四边形是矩形,
∴,,,
∴,
在上取一点,使得,
则,
∴,
连接并延长交对称轴直线于点,
根据题意,,,
∵,
∴,
∴;
∵,
∴,
∴点符合题意,
设直线的解析式为,
∴,
解得,
∴直线的解析式为:,
当时,,
故;
综上所述,符合题意的点H坐标有,.
【点睛】本题考查了待定系数法求函数解析式,三角形全等的判定和性质,构造二次函数求最值,角的和计算,平行线的函数思想判定,平行线的性质,一次函数解析式确定,解方程组,熟练掌握待定系数法,解方程组是解题的关键.
题型2全等三角形的存在性问题
7.如图①,二次函数的图象交x轴于A、B两点(点A在点B的左侧),交y轴于C点,连接,过点C作交于点D.
(1)求点D的坐标;
(2)如图②,在直线上取一点M(不与点B重合),在直线的右上方是否存在这样的点N,使得以C、M、N为顶点的三角形与全等?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)存在,满足要求的N点坐标有,,.
【分析】
【详解】(1)解:令,则,
∴,
∴.
令,则,
解得,,
∴,,
∴,.
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∴,
∴,
∴;
(2)解:存在,理由如下,
∵,,,
∴,,则,
∴,
∴.
①如图所示,,交轴于,
则,,,
∴,
∴轴,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
②如图所示,,
则,,
∴,
∴;
③如图所示,,
则,,,
∴,
作轴于,则,
∴,,
∴,
作轴,于点,则,,
∴,
∴,
∵在中,,
∴,,
∴,,
∴.
综上所述,满足要求的N点坐标有,,.
【点睛】本题主要考查了二函数图象的性质,解一元二次方程,相似三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,等腰三角形的判定和性质,掌握以上知识的综合运用,图形结合分析,分类讨论思想是解题的关键.
8.如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图像与x轴交于A、B两点(A在B的左侧),其顶点为P,对称轴与x轴交于点H.
(1)求点A、P的坐标;
(2)连接,点D是该二次函数图象第四象限上的动点,过D作轴于点E,点F是x轴上一点,是否存在以点D、E、F为顶点的三角形与全等?若存在,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)存在,当点D的坐标为或时,存在以点D、E、F为顶点的三角形与全等
【分析】
【详解】(1)解:∵二次函数的图象与x轴交于A、B两点(A在B的左侧),
令,即,解得,,
∴,,
∵,
∴;
(2)解:存在,理由如下,
∵点H在二次函数的对称轴上且交于x轴,
∴,
∵,
∴,,
设点,
∵DE⊥x轴于点E,点F是x轴上一点,
∴,
∴,
∵以点D,E,F为顶点的三角形与全等,
∴当时,,
∴,解得,(舍),
∴;
当时,,
∴,解得,(舍),
∴,
综上所述,当点D的坐标为或时,存在以点D、E、F为顶点的三角形与全等.
9.如图,抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣,0),B(3,0),C(0,3)三点,线段BC与抛物线的对称轴l交于点D,该抛物线的顶点为P,连接PA,AD,线段AD与y轴相交于点E.
(1)求该抛物线的表达式和点P的坐标;
(2)在y轴上是否存在一点Q,使以Q,C,D为顶点的三角形与△ADP全等?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=−x2+x+3,P(,4);(2)存在,点Q的坐标为(0,7).
【分析】
【详解】解:(1)设抛物线的解析式为:y=a(x+)(x−3),将C(0,3)代入得:
a(0+)(0−3)=3,
解得 a=−.
∴抛物线的解析式:y=−(x+)(x−3)=−x2+x+3.
∵y=−x2+x+3=−(x-)2+4,
∴P(,4).
(2)存在,
设直线BC的解析式:y=kx+b,依题意得:
,
解得 .
∴直线BC的解析式为:y=−x+3.
当x=时,y=2,
∴D(,2).
∴AD= =4,
CD==2=PD.
∵tan∠ABD==,,
∴∠ABD=30°.
∵l是抛物线的对称轴,点D在l上,
∴AD=BD.
∴∠ABD=∠BAD=30°.
∴∠ADB=120°.
∴∠ADF=∠BDF=60°.
∴∠ADP=120°,
△QCD和△APD中,CD=PD,且点Q在y轴上,
当点Q在CD上方,∠DCQ=∠ADP=120°,CQ=AD时,△QCD≌△APD,
设点Q(0,y),则CQ=y-3,
即y-3=4,
解得y=7,
∴Q(0,7),
当点Q在CD下方时,∠CDQ=120°,此时点Q在抛物线的对称轴上.
综上,当△QCD≌△APD时,点Q的坐标为(0,7).
【点睛】此题属于二次函数综合题,难度较大,涉及到:函数解析式的确定以及全等三角形的应用等重点知识.在解题时,一定要注意从图中找出合适的解题思路,能否将琐碎的知识运用到同一题目中进行解答,也是对基础知识掌握情况的重点考查.
10.如图,抛物线y=ax2+c(a≠0)与y轴交于点A,与x轴交于B、C两点(点C在x轴正半轴上),△ABC为等腰直角三角形,且面积为4.现将抛物线沿BA方向平移,平移后的抛物线经过点C时,与x轴的另一交点为E,其顶点为F,对称轴与x轴的交点为H.
(1)求a、c的值;
(2)连接OF,求△OEF的周长;
(3)现将一足够大的三角板的直角顶点Q放在射线HF上,一直角边始终过点E,另一直角边与y轴相交于点P,是否存在这样的点Q,使得以点P、Q、E为顶点的三角形与△POE全等?若存在,请直接写出Q点坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)20+4;(3)存在,点Q(6,2)或Q(6,3).
【分析】
【详解】解:(1)∵△ABC为等腰直角三角形,
∴AO=BC,
∵△ABC面积为4,
∴BC•OA=4,
∴OA=2,BO=4,
∴B(﹣2,0),A(0,2),C(2,0),
∵点A,B在抛物线y=ax2+c上,
∴,
∴,
即a、c的值分别为﹣和2;
(2)如图1,连接OF,
由(1)可知:y=﹣x2+2,
∵B(﹣2,0),A(0,2),
∴AB的直线解析为y=x+2,
∵平移后抛物线顶点F在射线BA上,
设F(m,m+2),
∴平移后抛物线解析式y=﹣(x﹣m)2+m+2,
将点C(2,0)代入y=﹣(x﹣m)2+m+2,得
﹣(2﹣m)2+m+2=0,
∴m=6或m=0(舍),
∴F(6,8),
∴平移后抛物线解析式为y=﹣x2+6x﹣10,
当y=0时,﹣x2+6x﹣10=0,
∴x=2或x=10,
∴E(10,0),
∴OE=10,
∵F(6,8),
∴OF==10,EF==4,
∴△OEF的周长为OE+OF+EF=10+10+4=20+4;
(3)当P在x轴上方时,如图2,
∵△PQE≌△POE,
∴QE=OE=10,
在Rt△QHE中,HQ==2,
∴Q(6,2),
当P在x轴下方时,如图3,
∵△PQE≌△EOP,
∴PQ=OE=10,
过点P作PK⊥HF与点K,
∴PK=6,
在Rt△PQK中,QK==8,
∵∠PQE=90°,
∴∠PQK+∠HQE=90°,
∵∠HQE+∠HEQ=90°,
∴∠PQK=∠HEQ,
∵∠PKQ=∠QHE=90°,
∴△PKQ∽△QHE,
∴ ,
∴,
∴QH=3,
∴Q(6,3),
综上所述:满足条件的点Q(6,2)或Q(6,3).
【点睛】此题是二次函数的综合题,考查了二次函数的性质,抛物线平移的特点,待定系数法求函数解析式,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定及性质,相似三角形的判定及性质,勾股定理,解题中注意分类讨论的思想.
题型3等腰三角形的存在性问题
11.如图,直线与抛物线相交于和.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点是线段上的动点,过点作轴,交抛物线于点.是否存在这样的点,使线段的长有最大值?若存在,求出这个最大值;若不存在,请说明理由;
(3)轴上是否存在点,使得为等腰三角形?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,当时,线段有最大值且为
(3)存在,或或或或
【分析】
【详解】(1)解:把代入直线得,
,
在抛物线上,
,解得:,
抛物线的解析式为.
(2)解:存在.
理由如下:设动点的坐标为,则点的坐标为,
,
点是线段上的动点,
,
当时,线段有最大值且为.
(3)解:存在.
设点,
①当时,,
解得:,
或.
②当时,,
解得:,
或.
③当时,,
解得:,
,
综上所述,为等腰三角形时,点的坐标为或或或或.
【点睛】本题主要考查对用待定系数法求二次函数的解析式,等腰三角形的性质,勾股定理,一次函数上点的坐标特征,二次函数图象上点的坐标特征,二次函数的最值等知识点的理解和掌握,综合运用这些性质进行计算是解此题的关键.题型较好,综合性强.
12.已知:如图,抛物线与y轴交于C点,与x轴交于A、B两点,A点在B点左侧.点B的坐标为,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线上是否存在一点D,使,若存在,求出点D的坐标,若不存在,说明理由;
(3)若点E是x轴上一个动点,是否存在以A、C、E为顶点的三角形为等腰三角形?若存在,直接写出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,或或
(3)存在,或或或
【分析】
【详解】(1)解:(1)∵,,
∴,
∴由图可得,
把,代入可得
解得,
∴抛物线的解析式为:;
(2)解:令可得,
解得
∴,
设,
∴,
∵,,
∴,
∴或,
解得或或,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,与重合不合题意,
∴或或;
(3)解:∵点E是x轴上一个动点,
∴设,
∵,,
∴,,,
∵以A、C、E为顶点的三角形为等腰三角形,
∴当时,,则,解得,此时或;
当时,,则,解得,此时(时与重合,舍去);
当时,,则,解得,此时;
综上所述,存在使以A、C、E为顶点的三角形为等腰三角形,或或或.
13.如图,抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点C,连接、,点P是第四象限内抛物线上的一个动点,点P的横坐标为m,过点P作轴,垂足为点M,交于点Q.
(1)求抛物线的解析式;
(2)运动过程中是否存在点P,使线段的值最大?若存在,请求出这个最大值并求出此时P点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)试探究在点P的过程中,是否存在这样的点Q,使得以A、C、Q为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请求出此时点Q的坐标;若不存在,请说明.
【答案】(1)
(2)存在,最大值为4,P点的坐标为
(3)存在,Q点坐标为或
【分析】
【详解】(1)解:把,代入得,,
解得,
抛物线的解析式为;
(2)解:存在,
抛物线与轴交于点,
,
设直线的解析式为,
,
解得,
直线的解析式为,
点的横坐标为,过点作轴,
,,
,
当时,线段的值最大,这个最大值为4,
此时点的坐标为;
(3)解:由(2)直线的解析式为,
设,
当时,,
解得,(舍去);
∴,
当时,,
解得:(舍去),(舍去);
当时,,
解得,
∴.
综上所述,满足条件的点坐标为或.
【点睛】本题考查了二次函数的综合题:熟练掌握二次函数图象上点的坐标特征、二次函数的性质和等腰三角形的性质;会利用待定系数法求函数解析式;理解坐标与图形性质,会利用勾股定理表示线段之间的关系;会运用分类讨论的思想解决数学问题.
14.如图,一次函数与轴、轴分别交于、 两点,二次函数的图象经过、两点,与轴交于另一点,其对称轴为直线
(1)求该二次函数表达式;
(2)在轴的负半轴上是否存在一点,使以点、、为顶点的三角形与相似,若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)在对称轴上是否存在点,使为等腰三角形,若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)或
(3)或或或或
【分析】
【详解】(1)对于,当时,,即点,
令,则,即点.
∵抛物线的对称轴为直线,则点,
∴抛物线与x轴的另一个交点为
设二次函数表达式为:,
∵抛物线过点,
则,
解得:,
故抛物线的表达式为:;
(2)存在,理由:
在中,,,则,
∵以点M、O、B为顶点的三角形与相似,,
∴或,
∴或,
即或,
解得:或2,
∵点在轴的负半轴上
即点或;
(3)存在,理由:
根据题意对称轴,设点,
由点A、C、P的坐标得:,,,
当时,则,
解得:,
即点P的坐标为:或;
当时,则,
解得:,
即点;
当时,则,
解得:,
即点P的坐标为:或.
综上,点P的坐标为:或或或或.
【点睛】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,等腰三角形的性质,解直角三角形等知识,分类讨论是本题求解的关键.
15.如图,抛物线与x轴交于,两点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若抛物线交y轴于点C,在抛物线的对称轴上是否存在点Q,使得的周长最小?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使得为等腰三角形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,
(3)存在,P点坐标为,,,,.
【分析】
【详解】(1)解:将,代入,
∴,
解得,
∴;
(2)存在点Q,使得的周长最小,理由如下:如图,连接,交对称轴于Q,
令,则,
∴,
∵,
∴抛物线的对称轴为直线,
∵B、A关于对称轴对称,
∴,
∴当B、C、Q三点共线时,的值最小,此时得的周长最小,
设直线的解析式为,
∴,解得,
∴,
∴当时,,
∴;
(3)存在点P,使得为等腰三角形,理由如下:如图,
设,而,,
∴,,,
①当时,,解得,,
∴或;
②当时, ,解得,,
∴或;
③当时, ,解得,
∴;
综上所述:P点坐标为,,,,.
【点睛】本题考查二次函数的图象及性质,求函数解析式,等腰三角形的性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,利用轴对称求最短距离,等腰三角形的性质,分类讨论是解题的关键.
题型4直角三角形的存在性问题
16.已知对称轴为的二次函数的图像与轴交于,,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式和直线的解析式;
(2)点是对称轴上的一个动点,连接,,是否存在点使最大,若存在,求出点的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点,使是直角三角形?若存在,请直接写出点的坐标,若不存在请说明理由.
【答案】(1)抛物线解析式为,直线的解析式为
(2)存在点,
(3)存在点,使是直角三角形,点的坐标为或或或
【分析】
【详解】(1)解:∵对称轴为的二次函数的图像与轴交于,,
∴,,
解得:,,
∴抛物线解析式为,
当时,,
∴,
设直线的解析式为,过点,,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为;
(2)存在点,连接,,则,
当、、三点共线时,有最大值,
延长交对称轴于点,则,
∵二次函数的图像与轴交于,,
当时,,
解得:,,
∴,
设直线的解析式为,过点,
∴,
解得:,
∴直线解析式为,
当时,,
∴;
(3)存在点,使是直角三角形,
∵点对称轴上,
设,
∵,,
∴,,,
①当时,,
∴,
解得:,
∴;
②当时,,
∴,
解得:,
∴;
③当时,,
∴,
解得:或,
点坐标为或;
综上所述:点坐标为或或或.
【点睛】本题考查二次函数综合运用,待定系数法求函数解析式,勾股定理,轴对称的性质,求线段长的最值问题,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
17.如图,直线与抛物线相交于和,点是线段上异于的动点,过点作于点,交抛物线于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)是否存在这样的点,使线段的长有最大值?求这个最大值;
(3)是否存在这样的点,使为直角三角形,若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线的解析式为.
(2)线段最大且为,.
(3)为直角三角形时,点P得坐标为或.
【分析】
【详解】(1)解:∵在直线上,
∴,
∴,
∵、在抛物线上,
∴,解得,
∴抛物线的解析式为.
(2)设动点P得坐标为,则C点得坐标为,
∴,
∵,
∴当时,即,线段最大且为.
(3)∵为直角三角形,
①若点P为直角顶点,.由题意易知,轴,,因为此种情形不存在;
②若点A为直角顶点,则.
如图1,过点作于点N,则,.过点A作,交x轴于点M,则由题意易知,为等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴.
设直线得解析式为,则:,解得,
∴直线得解析式为:①
又抛物线得解析式为:②
联立①②式,解得:或(与点A重合,舍去)
∴,即点C、M点重合.当时,,
∴;
③若点C为直角顶点,则.
∵,
∴抛物线的对称轴为直线.
如图2,作点关于对称轴得对称点C,则点C在抛物线上,且,当时,.
∵点、均在线段上,
∴综上所述,为直角三角形时,点P得坐标为或.
【点睛】考查了二次函数解析式的确定、二次函数最值的应用以及直角三角形的判定、函数图象交点坐标的求法等知识,解题关键是学会用分类讨论的思想思考问题.
18.如图,在平面直角坐标中,是直角三角形,,,,,抛物线经过、两点,抛物线的顶点为.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)点是直角三角形斜边上一动点(点A、除外),过点作轴的垂线交抛物线于点,当线段的长度最大时,求点的坐标;
(3)在(2)的条件下:在抛物线上是否存在一个点,使是以为直角边的直角三角形?若存在,直接写出点的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,或或
【分析】
【详解】(1)解:∵,,,
∴,,
∴,,
把A,代入得:,
解得:,
∴抛物线解析式为;
(2)∵直线经过点,
设直线的解析式为:
把A,代入代入得:
解得:,
∴直线的解析式为:
∵过点作轴的垂线交抛物线于点,
设点横坐标为,点在线段上(点A,除外),
∴点,
∴点横坐标为,点在抛物线上,
∴点,
据图知:点在点上方,
∴,
∵,开口向下,有最大值,
当时,的最大值为9.
∴,,
∴点,点;
(3)存在
①当时,点的纵坐标为3,
即,
解得:,,
∴,;
②当,点的纵坐标为,
即,
解得,(舍去)
∴点,
综上所述,存在点,使是以为直角边的直角三角形,点的坐标为或或.
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数的性质,直角三角形的性质,解题的关键是掌握二次函数的性质和分类讨论思想.
19.如图,已知抛物线与坐标轴交于三点,,.是轴上方抛物线上一点,连接.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点在第一象限时,连接,的面积是6,求点的坐标;
(3)是否存在点的位置,使得是直角三角形?若存在,请求出所有符合条件的点D的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在点的位置使得是直角三角形,点的坐标是或或
【分析】
【详解】(1)解:由题意,可知:,,,
将,,代入,
得:,解得,
则抛物线解析式为;
(2)解:作轴于点,交于点,
设直线的解析式为,
把,代入得,解得,
∴直线的解析式为,
设,则,,
,,
,
∵,,
∴.
.
解得,(舍去),
当时,,
点坐标为;
(3)解:存在.
设,作轴于点,于点,则,,
若,
∵,
∴,
,
,
,
,
解得,(舍去),
此时,点坐标为.
若,则,,
,
,
,
,
∴,
∵,,,,
∴,
∴,
由题意,,
,
解得,,,
,,
综上,存在点的位置使得是直角三角形,点的坐标是或或.
20.如图,已知抛物线与轴交于点、,顶点为.
(1)求抛物线的解析式和点的坐标;
(2)点E在抛物线上,且在直线上方的一个动点,设的面积为,求出的最大值,并求出此时点E的坐标;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点,使得以、、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),
(3)存在,或或或
【分析】
【详解】(1)解:抛物线与轴交于点、,
,解得,
,则;
(2)解:如图,作轴交于点
,,
直线解析式为:,
设,则,
,
,
当时,,
此时,点的坐标是;
(3)解:设,、,
,,,
当时,,即解得;
当时,,即解得;
当时,,即解得或.
综上所述,存在,符合条件的点的坐标是或或或.
21.如图,已知二次函数与轴交于、两点,与轴交于点,、两点坐标为、.
(1)求二次函数的表达式;
(2)点在直线下方的抛物线上,连结、,求的最大面积;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点,使、、为顶点的三角形是直角三角形,若存在直接写出点的坐标,若不存在请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,点的坐标为、、或
【分析】
【详解】(1)解:将、代入,得
,解得,
故二次函数表达式为;
(2)解:设直线的解析式为.
将,代入,
得,解得,
∴直线的解析式为.
设点的坐标为,过作轴的垂线,交直线于点,则的横坐标为,则,
∴,
∴的面积.
∵,
∴函数图象开口向下,
∴当时,取得最大值.
(3)解:①如图,当,点在直线上方时,对称轴与轴交点为,在轴上截取,过点作轴垂线交于点,设,则,
∵,
∴.
又∵,且,
∴.
在和中:
∴,
∴,.
∴.
∵,
∴设直线的函数解析式为,
将、代入得:
对两个方程进行整理:
由方程②,得,将其代入方程①:
展开并整理得到:,
∴(舍去负值).
②如图,当,点在直线下方时,对称轴与轴交点为,在轴上截取,过点作轴垂线交于点,设,则,
同理,.
∴.
设直线的函数解析式为,
将、代入得:,
由方程②,得,将其代入方程①:
展开并整理得到:,
∴(舍去正值).
③如图,当时,对称轴与轴交点为,
∵,且,
∴是等腰直角三角形,
∴.
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴.
∴.
④如图,当时,过点作轴,易得.
∵,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴.
综上,点的坐标为、、或.
【点睛】本题考查待定系数法求二次函数表达式、二次函数与几何图形的面积问题以及特殊三角形存在性问题,涵盖代数运算、函数性质、几何图形判定与计算三大模块.第(1)小题很好解决,第(2)小题中需要用铅垂高法求的最大面积,第(3)小题需要分三种情况结合几何图形性质求解.
22.如图,抛物线与轴交于、两点,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式:
(2)证明:为直角三角形:
(3)在抛物线上除点外,是否还存在另外一个点,使是直角三角形?若存在,请求出点的坐标:若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)存在,
【分析】
【详解】(1)解: 与轴交于、两点,与轴交于点,
,
解得:,
抛物线的解析式为;
(2)解:、、,
,
,
,
,
,则,
是直角三角形;
(3)解:存在,
当轴,即点与点是关于抛物线对称轴的对称点,而点坐标为,
,
把代入得:,
,.
点坐标为.
【点睛】本题考查了二次函数与坐标轴的交点,待定系数法求函数解析式,勾股定理的逆定理,两点间的距离公式,二次函数的对称性,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
题型5平行四边形的存在性问题
23.已知二次函数的图像经过点,和,点P是抛物线上的一个动点,且在直线的下方.
(1)求该二次函数的解析式.
(2)在二次函数的图像上是否存在一点P,使得以 B、C、P为顶点的三角形的面积最大?若存在,求出点P的坐标和三角形的最大面积;若不存在,请说明理由.
(3)在平面内是否存在一点Q,使得以A、B、C、Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,,
(3)存在,,,
【分析】
【详解】(1)解:设二次函数的解析式为,
把,和代入得
,
解得,
∴二次函数的解析式为;
(2)解:∵点P在抛物线上,
∴可设,
过P作轴于点E,交直线于点F,如图:
∵和,
∴设直线解析式为,
把代入得,解得,
∴直线解析式为,
∴,
∴,
∴
,
∴当时,最大值为,此时,
∴当时,最大值为;
(3)解:如图,分别过三个顶点作对边的平行线,交点分别为,此时四边形,,是平行四边形,
∵,和,
∴,点向上平移3个单位长度,再向右平移3个单位长度得到;
当四边形是平行四边形时,,,可以看成点向左平移4个单位长度得到;
当四边形是平行四边形时,,,可以看成点向右平移4个单位长度得到;
当四边形是平行四边形时,,,点向上平移3个单位长度,再向右平移3个单位长度得到,则点向上平移3个单位长度,再向右平移3个单位长度得到;
综上所述,存在一点Q,使得以A、B、C、Q为顶点的四边形是平行四边形,点Q的坐标,,.
24.如图,已知抛物线与轴分别交于两点,与轴交于点为抛物线的顶点.
(1)抛物线的对称轴上是否存在点,使得是以为腰的等腰三角形?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
(2)将抛物线关于轴对称得到新的抛物线,在抛物线上是否存在一点,在抛物线上是否存在一点,使得以为边,且以点四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出两点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)点的坐标为或或或;
(2),或,.
【分析】
【详解】(1)解:存在.
令,
解得,,
∴,,
∴,
∵,
∴抛物线的对称轴为直线,
∵点在抛物线的对称轴上,
∴设,
当时,即,
解得,;
当时,即,
解得,;
综上所述,点的坐标为或或或;
(2)解:存在.
∵,
∴抛物线的顶点坐标为,
∵抛物线关于轴对称得到新的抛物线,
∴抛物线的顶点坐标为,
∴抛物线的解析式为,
∵,,
∴,
∵以点四点为顶点的四边形是平行四边形,
∴,
设),则点或,
①当时, 则,
解得,
∴,
∴,;
②.当时, 则,
解得,
∴,
∴,;
综上所述,点的坐标分别为,或,.
25.已知,如图抛物线与y轴交于点C,与x轴交于A,B两点,点A在点B左侧.点B的坐标为,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点Q,使得的周长最小?若存在,求出Q点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)若点D是线段下方抛物线上的动点,求四边形面积的最大值;
(4)若点E在x轴上,点P在抛物线上.是否存在以A,C,E,P为顶点且以为一边的平行四边形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在;
(3)13.5
(4)存在;,,
【分析】
【详解】(1)解:∵的坐标为,
∴,
∵,点在轴下方,
∴,
∵将代入抛物线的解析式,
可得,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:由(1)得,
令,则
即
如图所示:连接与抛物线的对称轴交于点Q,此时的周长最小.
∵,
∴
∴
设直线的解析式为:,
∵,
∴
解得,
∴直线的解析式为:,
则的对称轴是直线,
∴当时,,
∴点Q的坐标是;
(3)解:如图1所示,过点作轴,交于点,
∵该抛物线的对称轴为,,
∴,
∴,
∴,
设的解析式为,
∵将代入,
可得,解得,
∴直线的解析式为,
设,则,
∵,
∴当时,有最大值,最大值为3,
∴的最大面积,
∴,
∴四边形的面积的最大值为13.5;
(4)解:存在,理由如下:
①如图2,过点作轴交抛物线于点,过点作交轴于点,此时四边形为平行四边形,
∵,令,
∴,
∴;
②平移直线交轴于点,交轴上方的抛物线于点,当时,四边形为平行四边形,当时,四边形为平行四边形,
∵,
∴的纵坐标均为3,
令,可得,
解得,
∴.
综上所述,存在3个点符合题意,坐标分别是,或.
【点睛】本题是二次函数综合题,一次函数的几何综合,涉及待定系数法求二次函数的解析式、利用二次函数求最值、平行四边形的判定与性质等知识,根据题意作出图形,利用数形结合求解是解答此题的关键.
26.在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于,两点,与y轴交于点C.
(1)求这个二次函数的关系解析式;
(2)点p是直线上方的抛物线上一动点,是否存在点P,使面积最大?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由;
(3)点M为抛物线上一动点,在x轴上是否存在点Q,使以A、C、M、Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在点,使面积最大
(3)存在,
【分析】
【详解】(1)解:将,两点带入可得:
解得:
∴二次函数解析式为;
(2)设点P坐标为,如图连接,作轴于M,轴于N.
,,.
当时,,
∴
∴
,
∵,
∴函数有最大值,当时,有最大值,
此时;
∴存在点,使面积最大.
(3)存在,
假设存在点Q使以 A、C、M、Q 为顶点的四边形是平行四边形
①若平行于x轴,如下图,有符合要求的两个点
此时
∵轴,
∴点M、点关于对称轴对称,
∴,
∴.由,
∵
∴;
②若不平行于x轴,如下图,过点M作轴于点G,
则
∵,且,
∴,
∴,
∴,,即.
设,
则有,
解得:.
又,
∴,
∴,
综上所述,存在点P使以 A、C、M、Q 为顶点的四边形是平行四边形,Q点坐标为: .
【点睛】本题主要考查了二次函数综合问题,涉及待定系数法求二次函数解析式,利用二次函数求三角形面积的最值, 二次函数和四边形的综合问题,掌握二次函数的图像和性质是解题的关键.
27.如图,抛物线的图象与y轴交于点C,与x轴交于A、B两点,已知, ,点Q为射线上一点,过点Q作y轴的平行线,分别交抛物线、直线于点D、E.
(1)求抛物线的表达式;
(2)连接,是否存在与相似,若存在,请求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)是否存在以点C、D、G、E为顶点的四边形是平行四边形,若存在,请直接写出点D的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,
(3)存在,点D的坐标为 或
【分析】
【详解】(1)设抛物线的表达式为:,
∵, ,
∴,
故抛物线的表达式为:;
(2)存在,理由:
当时,,
∴,
过点C作直线轴交抛物线于点R,设,
由知,,
则,即∠,
∵轴,则,
∵与相似,
则或;
①时,设于交于点S,
∵,
∴,
,
设,则,代入①,得
,
解得,(舍去),
∴,
则点;
②时,
延长交x轴于点H,则,
∵,
∴,
在中,过点H作的垂线交的延长线于点M,
∵,
设,则,
在等腰中,,
即,
解得:,
在中,,
即点,
由点C、H的坐标得,直线的表达式为:,
联立①③得:,
解得:(舍去)或,
则点
综上,点Q的坐标为:或;
(3)存在,理由:
设点D的坐标为,
根据点A、D的坐标,由待定系数法可求直线AD的表达式为,则点,
同理可得,直线BC的表达式为:,则点,
当以点C、D、G、E为顶点的四边形是平行四边形,则,
即,
解得:或6,
即点或.
【点睛】本题是二次函数的综合题型,其中涉及到一次函数的性质、解直角三角形、平行四边形的性质,其中,分类求解是本题解题的关键.
题型6菱形的存在性问题
28.如图,抛物线与轴交于两点.
(1)求出抛物线的表达式;
(2)点是抛物线上一点,点是平面上一点,是否存在点,使得四边形是菱形,若存在,直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,点的坐标为或
【分析】
【详解】(1)解:将代入得,
解得:
∴抛物线解析式为:
(2)解:由,当时,
∴,
∴,
∵,则
∴是等腰三角形
如图所示,过点作于点,则,
设直线的解析式为,则,解得:,
∴直线的解析式为
∵四边形四边形是菱形,
∴,则点在直线上,
联立
解得:或
∴点的坐标为或
29.已知直线与x轴交于A ,与y轴交于点B,抛物线与x轴交于A ,C两点,与y轴交于点B
(1)求这个抛物线的解析式
(2)若P是直线上方抛物线上一点,存在点P使得,求点P的坐标
(3)在对称轴上是否存在点Q,使得的周长最小,若存在,请直接写出Q点坐标,若不存在,请说明理由
(4)点M在x轴上,在坐标平面内是否存在点N,使以A ,B ,M,N为顶点的四边形是菱形,若存在直接写出点N的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,或
(3)存在,
(4)存在,或或
【分析】
【详解】(1)解:直线与x轴交于A ,与y轴交于点B,
令,,令,,
,
将代入抛物线,则,
解得:,
抛物线的解析式为:;
(2)解:存在,
抛物线与x轴交于A ,C两点,
令,则,
解得:,
根据题意得,
,
,
如图,过点P作x轴的垂线,交直线于点H,
设,则,
,
,
,
,即,
解得:或,
点P的坐标为或;
(3)解:存在,
作点O关于抛物线对称的对称点E,连接,
抛物线的对称轴为,
,,
为定值,
当三点共线时,有最小值,即有最小值,则的周长最小,
设直线的解析式,则,
解得:,
直线的解析式,
令,则,
;
(4)解:存在,
如图,当以为对角线时,
四边形为菱形,
,
点在x轴上,
点M在点A的左侧,
设,
,
,
,
,
,即,
解得:,
;
如图,当以为边时,
当点M在点A左侧时,
四边形为菱形,,
,,
;
如图,当点在点A右侧时,
同理得:;
综上,点N的坐标为或或
【点睛】本题是二次函数的综合题,考查了待定系数法求解析式,二次函数的图象及性质,轴对称的性质,菱形的性质等,解题关键是熟练掌握并能够灵活运用二次函数的图象及性质.解题关键是找特殊点,充分利用对称轴,顶点坐标等知识.
30.如图,在平面直角坐标系中,抛物线交x轴于点A,点B(点A在点B的左侧),交y轴于点C,连接.P是抛物线上一动点.
(1)求直线的解析式;
(2)求的面积;
(3)在直线下方的抛物线上是否存在一点P,使得的面积为,若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;
(4)在x轴上是否存在一点R,平面内有一点S,使得四边形为菱形,若存在,请说明理由,并写出点R的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)直线的解析式为;
(2)的面积为9;
(3)点P的坐标为或;
(4)点R的坐标为或或或.
【分析】
【详解】(1)解:令,则;
令,则,
解得,;
∴,,,
设直线的解析式为,
则,
解得,
∴直线的解析式为;
(2)解:由(1)得,,,
∴,,∴的面积为;
(3)解:过点P作y轴的平行线交于点Q,
设点P的坐标为,则点Q的坐标为,
则,
依题意得,即,
整理得,
解得,,
∴点P的坐标为或;
(4)解:∵,,
∴,
当、为菱形的边时,
则点R的坐标为或;
当、为菱形的边时,此时,
则点R的坐标为;
当为菱形的对角线时,此时,
设点R的坐标为,
∴,
解得,
则点R的坐标为;
综上,点R的坐标为或或或.
【点睛】本题考查二次函数综合题、三角形的面积、平行四边形等知识,解题的关键是学会构建方程解决点的坐标问题,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题,难度较大.
31.如图,已知直线与轴交于点,与轴交于点,抛物线经过,两点,且与轴的另一个交点为,对称轴为直线.
(1)求抛物线的表达式;
(2)是第二象限内抛物线上的动点,设点的横坐标为,求四边形面积的最大值及此时点的坐标;
(3)若点在抛物线对称轴上,是否存在点,,使以点,,,为顶点的四边形是以为对角线的菱形?若存在,请求出,两点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)最大值为,
(3)存在,,
【分析】
【详解】(1)解:∵直线与轴交于点,与轴交于点,
∴当;
当,则,解得,
∴,,
∵对称轴为直线
∴,
解得,
∴抛物线的表达式为;
(2)解:∵,抛物线对称轴为,
∴,
∴
过点D作y轴的平行线交于点K,
则,则,
∴
∵,
∴
,
∵,,
∴当时,取得最大值为,此时;
(3)解:存在,
如图,设,
∵四边形是菱形,
∴,
∴,
解得,
∴
∵四边形是菱形,
∴,
∴点向点的平移方式与点C向点Q的平移方式一样,
∵,,,
∴由平移的性质可得.
32.定义一种新的几何变换称为“抛物线对称变换”:对于任意一点,其关于抛物线的对称点同时满足以下条件:①点在抛物线的对称轴上;②的中点在抛物线上.如图,在平面直角坐标系中,抛物线:的图象与轴的一个交点为,另一个交点为,与轴交于点,顶点为.
(1)求抛物线的对称轴及顶点坐标;
(2)若点,则点关于抛物线的对称点是否存在?若存在,求出点的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)若点关于抛物线的对称点存在.
①求的取值范围,并求出所有满足条件的点的坐标;
②平面内是否存在点,使得以点、、、为顶点的四边形是菱形,若存在,求点的坐标及的值,若不存在,请说明理由;
【答案】(1)对称轴为直线,顶点坐标为
(2)存在,点的坐标为
(3)①为所有实数,点的坐标为;②存在,或,,使得以点、、、为顶点的四边形是菱形
【分析】
【详解】(1)解:把点,点的坐标代入,得,
,
解得,
∴抛物线的解析式为,
∴对称轴为直线,顶点坐标为.
(2)存在,点的坐标为,理由如下:
假设存在点关于抛物线的对称点,
∵点在抛物线的对称轴上
∴,
又∵的中点在抛物线上,且,
∴在抛物线上,
对于,当,,
∴,解得,
∴点的坐标为;
(3)①设点关于抛物线的对称点为,
∴的中点为,
∵的中点在抛物线上,
∴,
∴,
则为所有实数,点的坐标为;
②存在,或,,使得以点、、、为顶点的四边形是菱形,理由如下:
∵对称轴为直线,,
∴,
由①可知,,,
∴,,,
当以点、、、为顶点的四边形是菱形且时,
则,解得或,
此时,或,;
当以点、、、为顶点的四边形是菱形且时,
则,此时方程无解,不存在使得;
当以点、、、为顶点的四边形是菱形且时,
则,此时方程无解,不存在使得;
综上,存在,或,,使得以点、、、为顶点的四边形是菱形.
【点睛】本题考查利用待定系数法求函数解析式,中点坐标公式,菱形的性质,勾股定理等知识点,理解新定义,利用分类讨论的数学思想是解决问题的关键.
33.如图,已知抛物线与轴交于点和点,与轴交于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,对称轴上是否存在点,使周长最小,求出此时点的坐标和周长最小值;
(3)如图2,点为第二象限抛物线上一动点连接交于点,: ,是否存在点,使取最大值,如果存在求出此时点的坐标和最值;若不存在,请说明理由.
(4)已知点是抛物线对称轴上一点,点是平面内一点,点是第二象限抛物线上一点,点是线段上一点,轴,当线段取得最大值时,是否存在点,使得四边形是菱形,若存在,直接写出点的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线的表达式为
(2);周长最小值
(3)时,取得最大值为;
(4)存在,
【分析】
【详解】(1)解:将点和点代入得,
解得:
∴;
(2)解:∵,
对称轴为直线,
当时,,则,
设直线的解析式为,将点代入得,,
解得:
∴直线的解析式为;
∵关于对称,
如图所示,连接交于点,连接,则点即为所求,
∵
∴当共线时,的周长最小,
∴当时,,则;
∵,,,
∴,,
∴的周长为;
(3)解:如图所示,过点作轴交的延长线于点,
设,
∵轴,的纵坐标等于的纵坐标,
∴的横坐标为,即
∴,
∵,,
∴
∵轴
∴
∴
∵:
∴
∴当时,即时,取得最大值为;
(4)解:依题意,设,则
∴
则当时,线段取得最大值
则,
又
∴
∵点是抛物线对称轴上一点,设,依题意,四边形是菱形,
∴
∴
解得:
∴
【点睛】本题考查了二次函数综合问题,待定系数法求二次函数解析式,相似三角形的性质与判定,轴对称的性质,菱形的性质,勾股定理,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
题型7矩形的存在性问题
34.如图①,在平面直角坐标系中,抛物线的图象与轴交于、两点,与轴交于点,且抛物线的顶点的坐标为,连接,拋物线的对称轴与交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线上、两点之间的部分(不包含、两点),是否存在点,使得,若存在,求出点的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)如图②,将拋物线在上方的图象沿折叠后与轴交于点,为直线=1上一个动点,在平面内是否存在一个点,使得以、、、为顶点的四边形是以为对角线的矩形,若存在,求出点坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,
(3)点坐标为或.
【分析】
【详解】(1)解:∵拋物线的顶点的坐标为,
∴设抛物线的解析式为,
∵抛物线过点,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:存在,理由如下:
由(1)知抛物线的解析式为,
令,则,
∴,
设直线的解析式为,代入和可得:
,
解得:,
∴直线的解析式为:,
∵抛物线的对称轴与交于点,
∴把代入可得:,
∴,
∴,
过点作轴交对称轴于点,过点作轴交直线于点,如图所示:
设点G的坐标为,则,,
∴,,
∴,,
∵,
∴,
解得或(舍去),
∴;
(3)解:由(2)知,,又,
∴,
设点关于直线的对称点为,如图所示,
则,,
∵,
∴,
∴,
即是等腰直角三角形,
∴,
由抛物线的对称性可知,,
∴,
∴,
∴,
∴.
∵是以B、E、M、N为顶点的矩形的对角线,
∴,
设,
∵,,,
∴,
∴或,
当时,,
∴,
当时,,
∴,
综上所述:点坐标为或.
【点睛】本题为二次函数综合题,考查了二次函数的图形性质,二次函数点的坐标特征,待定系数法求函数解析式,三角形面积,等腰三角形的判定及性质,矩形的性质等知识点,熟悉掌握各知识点是解题的关键.
35.已知:如图,抛物线与轴交于两点,与轴交于点,,顶点为.
(1)求此抛物线的解析式:
(2)在直线下方的抛物线上,是否存在一点,使四边形的面积最大?最大面积是多少?
(3)点在轴上的一个动点,点是坐标平面上的一个动点,是否存在这样的点和点,使点构成矩形,若存在,求出点的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,
(3)存在,,或,或或,
【分析】
【详解】(1)解:,
,,
将,代入得:,
解得:,
抛物线的解析式为:;
(2)解:设直线的解析式为:,
将,代入解析式得:,
解得:,
直线的解析式为:,
在中,令,得出,
解得:,,
,
,
,
如图,作轴交于,
设点,则,
,
,
,
,
当时,最大,为;
(3)解:,
,
设直线的解析式为,
将,代入解析式得:,
解得:,
直线的解析式为,
如图,当四边形为矩形时,
则,
设直线的解析式为,
将代入解析式得:,
解得:,
直线的解析式为,
令,则,
,
四边形是矩形,
,
点到点,是将点向右平移1个单位长度,向上平移0.5个单位长度得到,
点由点向右平移1个单位长度,向上平移0.5个单位长度得到,即;
如图,当四边形为矩形时,
则,
设直线的解析式为,
将代入解析式得:,
解得:,
直线的解析式为,
令,则,
,
四边形是矩形,
,
点到点,是将点向右平移3个单位长度,向上平移1.5个单位长度得到,
点由点向右平移3个单位长度,向上平移1.5个单位长度得到,即;
当为对角线时,设,,
四边形是矩形,
,
,
解得:或,
,或,;
综上所述,,或,或或,.
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数解析式、二次函数综合—面积问题、二次函数综合—特殊四边形,熟练掌握以上知识点并灵活运用,采用数形结合的思想是解此题的关键.
36.如图,抛物线与轴交于,,顶点为.
(1)抛物线的解析式是___________,顶点D的坐标是___________,对称轴是___________.
(2)为抛物线上一点,当时,求M点坐标.
(3)点E是y轴上的一个动点,点F是坐标平面内一个动点,是否存在这样的点E,F使得四边形是矩形?若存在,求出E,F的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1),顶点D的坐标是,对称轴是直线;
(2);
(3),
【分析】
【详解】(1)解:设抛物线的解析式为,把代入得,
,
解得,
∴抛物线的解析式为,
∴顶点D的坐标是,对称轴是直线;
(2)解:如图,把绕着点逆时针旋转到位置,过点作轴于点,则,,,
∴,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴,
∴,
过点作的垂线交于点,交抛物线于点,
∵,,
∴,,
即点为的中点,
∴,
即,
设直线的函数解析式为,把、代入得,
,
解得,
∴直线的函数解析式为,
由,解得,,
∴;
(3)解:存在.
∵,
∴,
设,,
如图,
∵,
∴,
整理得,,
∴,
∴,
∴对角线交点的坐标为,
∴,,
∴,,
∴.
【点睛】本题考查了待定系数法求函数解析式,旋转的性质,余角性质,全等三角形的判定和性质,二次函数与一次函数的交点问题,等腰三角形的性质,勾股定理,矩形的性质,掌握二次函数的图象和性质是解题的关键.
37.已知抛物线的对称轴为直线,且与轴的一个交点为点,与轴交于点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)将抛物线向左或向右平移,得到抛物线,在轴上是否存在一点,在抛物线上是否存在一点,使得以,,,为顶点的四边形是以为边的矩形?若存在,请求出平移方式;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)向右平移个单位长度或向左平移个单位长度
【分析】
【详解】(1)解:∵抛物线的对称轴为直线,
∴,
∴,
∴抛物线L的解析式为,
把代入中得:,
解得,
∴抛物线L的解析式为,
(2)解:在中,当时,,
∴;
∴,
∵,
∴,
∴,
∵点M在x轴上,且以,,,为顶点的四边形是以为边的矩形,
∴点M必定在点A右侧,且AM为对角线(因为与不垂直),
设,
∴,
在中,由勾股定理得,
∴,
解得,
∴,
∵矩形两条对角线的中点坐标相同,
∴,
∴,
∴;
∵抛物线L的解析式为,
∴可设抛物线的解析式为,
把代入中得:,
解得或 ,
∴将抛物线向右平移个单位长度或向左平移个单位长度,在抛物线上存在一点,使得以,,,为顶点的四边形是以为边的矩形.
【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,二次函数的平移,勾股定理,矩形的性质等等,灵活运用所学知识是解题的关键.
38.如图,抛物线与轴交于和两点,与轴交于点.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)如图,将原抛物线向左平移4个单位长度得到抛物线,与原抛物线相交于点,点为原抛物线对称轴上的一点,在平面直角坐标系中是否存在点,使以点,,,为顶点的四边形为矩形,若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,或或或
【分析】
【详解】(1)解:将和代入,得,
解得,
抛物线的函数表达式为;
(2)解:由题意知,,
∴平移后函数解析式为,
联立得,
解得,,
∴;
∵为原抛物线对称轴上的一点,
∴设,,
由题意知,以点,为顶点的四边形为矩形,分以为边,以为对角线两种情况求解:
①当以为边,时,则,为对角线,
∴,,,
由勾股定理得,,即,
解得,,
∴,
∵,为对角线,
∴,的中点坐标相同,
∴,
解得,,
∴;
当以为边,当时,则,为对角线,
同理,即,
解得,,
∴,
∵,的中点坐标相同,
∴,
解得,,
∴;
②当以为对角线,时,,为对角线,
∴,,,
由勾股定理得,,即,整理得,,
解得,或,
∴或
当时,
∵,中点相同,
∴,
解得,,
∴;
当时,
∵,中点相同,
∴,
解得,,
∴;
综上所述,存在点,且或或或.
题型8正方形的存在性问题
39.如图,抛物线与x轴交于、两点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点N在坐标平面内,请问在抛物线上是否存在点M,过点M作x轴的垂线交x轴于点H,使得四边形是正方形?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.
【答案】(1)
(2)存在的坐标为或时,使得四边形是正方形
【分析】
【详解】(1)解:根据题意,将、代入,
得:,解得:,
∴抛物线的函数表达式为;
(2)存在的坐标为或时,使得四边形是正方形,理由如下:
由题意,设,
∵,四边形是正方形,轴,则,
∴,
则,
即:,
当时,
解得:,(舍去),
则,即;
当时,
解得:,(舍去),
则,即;
综上,存在的坐标为或时,使得四边形是正方形.
40.如图,抛物线的图像经过点,与轴交于点,点,抛物线对称轴为.
(1)求抛物线的表达式;
(2)将抛物线向右平移1个单位,再向上平移3个单位得到抛物线,求抛物线的表达式,并判断点是否在抛物线上;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点,使最大,若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由;
(4)点是平面内的一点,在抛物线和抛物线上是否存在一点,使以点,为顶点的四边形是以为边的正方形.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),点在抛物线上
(3)存在,
(4)存在,点的坐标为:或或
【分析】
【详解】(1)解:∵抛物线对称轴为,
∴,
∴,
将点D的坐标代入抛物线表达式得:,
解得:,
则抛物线的表达式为:;
(2)解:由题意得:,
当时,,
故点D在抛物线上;
(3)解:设点关于抛物线对称轴的对称点为点,
∴
连接并延长交直线于点,此时最大,
令,解得:,
∴,
设直线的表达式为:,将、两点坐标代入,
∴,解得:,
∴直线的表达式为:,
令,得,
∴
(4)存在,理由如下:
连接,
∵,
∴当时,,
∴,
∵,,
∴,
∴,,
∴为等腰直角三角形,
∴当点与点重合时,存在正方形,
作点关于点的对称点,则:为等腰直角三角形,
当点与重合时,存在正方形,
对于,当时,,
故,在抛物线上,满足题意;
过点作的平行线交抛物线于点,则:,
同(2)法可得,直线的解析式为:,
设的解析式为:,把代入,得:,解得:,
∴,
联立,解得:或(不合题意,舍去)
∴,
∴,
故存在正方形;
综上:存在,点的坐标为或或
41.如图,抛物线与直线交于A,B两点,与y轴交于点C,已知B点的坐标是.
(1)求直线及抛物线的解析式.
(2)求的面积.
(3)点P在抛物线上,点Q在直线上,在坐标平面内是否存在点M,使得以A,P,Q,M为顶点的四边形是正方形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由
【答案】(1)直线的解析式为,抛物线的解析式是;
(2)3
(3)
【分析】
【详解】(1)解:∵直线与抛物线交于点
∴,,
∴,
∴直线的解析式为,抛物线的解析式是;
(2)解:联立方程组,
解得或,
∴点A的坐标是,
当时,,
∴点C的坐标是,
∴,
连接,如图所示:
∴;
(3)解:当是正方形的边时,为对角线,连接,如图所示:
此时M点与A点关于y轴对称,点Q与点O重合,点P与点Q关于对称,
∴,,
∴,,,
∴当,时,四边形为正方形;
同理,当点M与顶点C重合,点Q与点O重合时,如图所示:
∴当,时,四边形为正方形;
当是正方形的边时,为对角线,连接,如图所示:作点A关于的对称点M,
∴,,
∴当,时,,四边形为正方形;
如图,当是正方形的对角线时,如图所示:
∴点P的纵坐标为
∴
∴
∵
∴
综上所述:M点坐标为.
42.已知二次函数的图象经过点和点.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)若点、都在这个二次函数的图象上,且,求m的取值范围;
(3)若点P,Q在直线上,问:在该二次函数图象上是否存在点M、N,使得四边形是正方形?若存在,请直接写出的长;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)是,的长为或
【分析】
【详解】(1)解:将点和点代入得,
,
解得,
∴二次函数的表达式为;
(2)解:由得,抛物线的对称轴为直线,
由点、得,两点是关于对称轴的对称点,
当时,,
此时;
当时,,
此时;
∴m的取值范围为;
(3)解:是,的长为或,理由如下:
如图,此时四边形PQMN是正方形,点与点重合,直线在直线上方,直线平行于直线,
假设正方形的边长为,
由点和点可知,是等腰直角三角形,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,
假设直线的解析式为,
将点和点代入解析式得,
,
解得,
∴直线的解析式为,
∴直线的解析式为,
联立得,
,
∴,
∴根据勾股定理及等腰三角形的三边关系得,
,
解得或(舍去),
∴;
当直线在直线下方时,
同理,得
解得或(舍去),
∴;
综上,的长为或.
43.如图.抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,抛物线的对称轴:直线与轴交于点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若点是直线上方的抛物线上的动点,连接交于点,如图1,当的值最大时,求点的坐标及的最大值;
(3)若点为对称轴右侧抛物线上一点,且在轴上方,为平面内一动点,是否存在点,使得以为顶点的四边形为正方形?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)当的值最大时,点的坐标为,最大值为
(3)不存在,理由见解析
【分析】
【详解】(1)解:∵抛物线与轴交于,对称轴:直线,
∴,
解得,
∴该抛物线的解析式为;
(2)解:令,则,令,则,解得,
∴,,
设直线解析式为,
把代入得,解得,
∴直线解析式为,
过作轴交直线于,过作轴交直线于,则,
∴,
∴,
当时,,
∴,
设,则,
∴,
∴,
∴当时,最大,此时,
∴当的值最大时,点的坐标为,最大值为;
(3)解:不存在,理由如下:
过作轴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵点是直线上方的抛物线上的动点,点为对称轴右侧抛物线上一点,且在轴上方,
∴在内部,
∴,
假设存在以为顶点的四边形为正方形,
∴必定是等腰直角三角形,
∴或,与矛盾,
∴假设不成立,
∴不存在以为顶点的四边形为正方形.
44.如图,抛物线顶点P(1,4),与y轴交于点C(0,3),与x轴交于点A,B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若抛物线与直线只有一个交点,求m的值;
(3)Q是抛物线上除点P外一点,BCQ与BCP的面积相等,求点Q的坐标;
(4)若M,N为抛物线上两个动点,分别过点M,N作直线BC的垂线段,垂足分别为D,E.是否存在点M、N使四边形MNED为正方形?如果存在,求正方形MNED的边长;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线解析式为
(2)
(3),,
(4)正方形MNED的边长为或
【分析】
【详解】(1)解:设,
把代入抛物线解析式得:,即,
则抛物线解析式为;
(2)解:∵抛物线与直线只有一个交点,
∴,即,
∴,
解得:;
(3)解:由抛物线解析式可令,解得,
∴点,
设直线BC的解析式为,则有:
,解得:,
∴直线BC的解析式为,
过作,交抛物线于点,如图1所示,
设直线PQ1的解析式为,
,
直线解析式为,
联立得:,
解得:或,即与重合,;
过点P作x轴的垂线交BC于G,在直线PG上取,
直线的解析式为,,
,
,
∴,
过作直线,交抛物线于点Q2,Q3,
同理可得直线解析式为,
联立得:,
解得:或,
,,,;
(4)解:存在点,使四边形为正方形,
如图2所示,四边形为正方形,过作轴,过作轴,过作轴,则有与都为等腰直角三角形,
设,,,,直线解析式为,
联立得:,
消去得:,
,
为等腰直角三角形,
,
,,
,
,
若四边形为正方形,则有,
,
整理得:,
解得:或,
正方形边长为,
或.
【点睛】此题属于二次函数综合题,涉及的知识有:待定系数法确定函数解析式,根与系数的关系,等腰直角三角形的性质,正方形的性质,勾股定理以及一次函数与二次函数的性质,熟练掌握待定系数法是解本题的关键.
45.如图,抛物线与x轴交于点A和点B,与y轴交于点C.点B坐标为,点C坐标为,点D是抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式及点D的坐标;
(2)点M是抛物线上的动点,过点M作轴与抛物线交于点N,点P在x轴上,在坐标平面内是否存在点Q,使得以线段为对角线的四边形为正方形,若存在,请求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)存在,或
【分析】
【详解】(1)解:把、两点坐标代入抛物线解析式可得,
解得,
抛物线解析式为,
,
;
(2)存在,如图,
点、关于抛物线对称轴对称,且四边形为正方形,
点为抛物线对称轴与轴的交点,点在抛物线的对称轴上,
设,则坐标为,
点在抛物线的图象上,
,
解得或,
或.
【点睛】本题考查抛物线与轴的交点,待定系数法求函数解析式,二次函数的性质,确定出、的位置是解题的关键.
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培优07 二次函数中的存在性问题
题型1角度的存在性问题
1.如图,抛物线与x轴相交于点,,与y轴交于点,点D为抛物线的顶点.
(1)求出抛物线的函数表达式;
(2)如图1,抛物线在第二象限的部分上是否存在一点M,使得四边形面积最大,若存在求点M坐标;若不存在,请说明理由;
(3)在抛物线上是否存在点Q,使,若存在,求出点Q的横坐标;若不存在,说明理由.
2.如图,抛物线经过两点,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)已知点,在抛物线的对称轴上是否存在一点,使周长最小,如果存在,求出点的坐标;如果不存在,请说明理由;
(3)在轴上,是否存在点使得,若存在,直接写出点的坐标,若不存在,请说明理由.
3.如图,抛物线与x轴交于A、B两点,与 轴的正半轴交于点,且.
(1)求抛物线的表达式;
(2)在直线下方的抛物线上是否存在点M,使得的面积为6,若存在求出点M的坐标,若不存在,请说明理由.
(3)抛物线的顶点为,连接.抛物线上是否存在一点,使得 ? 若存在,求点的坐标; 若不存在,说明理由;
4.如图,抛物线与轴交于,B,与轴交于.
(1)求抛物线的解析式.
(2)点是直线上方抛物线上的一动点,轴,在抛物线上是否存在一点使的周长最大,如果存在,求出周长的最大值.
(3)在抛物线上是否存在点,使,若存在,求出点的坐标,如果不存在请说明理由.
5.如图,二次函数的图象经过点,与y轴交于点C.
(1)求二次函数的表达式;
(2)如图1,在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使面积为5,若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,小明经过探究发现:位于x轴下方的抛物线上,存在一点D,使与互为余角;你认为他探究出的结论是否正确?若正确,求出点D的坐标;若不正确,请说明理由.
6.二次函数的图象与轴交于,两点,与轴交于点.
(1)求此二次函数的表达式;
(2)如图1,点是第三象限内的抛物线上的动点,过作轴,交轴于点,四边形的面积是否存在最大值?若存在,求出最大值;若不存在,说明理由;
(3)如图2,点是抛物线的顶点,抛物线的对称轴与轴交于点,已知点,连接,在抛物线的对称轴上是否存在一点,使得,若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
题型2全等三角形的存在性问题
7.如图①,二次函数的图象交x轴于A、B两点(点A在点B的左侧),交y轴于C点,连接,过点C作交于点D.
(1)求点D的坐标;
(2)如图②,在直线上取一点M(不与点B重合),在直线的右上方是否存在这样的点N,使得以C、M、N为顶点的三角形与全等?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
8.如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图像与x轴交于A、B两点(A在B的左侧),其顶点为P,对称轴与x轴交于点H.
(1)求点A、P的坐标;
(2)连接,点D是该二次函数图象第四象限上的动点,过D作轴于点E,点F是x轴上一点,是否存在以点D、E、F为顶点的三角形与全等?若存在,求出所有满足条件的点D的坐标;若不存在,请说明理由.
9.如图,抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣,0),B(3,0),C(0,3)三点,线段BC与抛物线的对称轴l交于点D,该抛物线的顶点为P,连接PA,AD,线段AD与y轴相交于点E.
(1)求该抛物线的表达式和点P的坐标;
(2)在y轴上是否存在一点Q,使以Q,C,D为顶点的三角形与△ADP全等?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
10.如图,抛物线y=ax2+c(a≠0)与y轴交于点A,与x轴交于B、C两点(点C在x轴正半轴上),△ABC为等腰直角三角形,且面积为4.现将抛物线沿BA方向平移,平移后的抛物线经过点C时,与x轴的另一交点为E,其顶点为F,对称轴与x轴的交点为H.
(1)求a、c的值;
(2)连接OF,求△OEF的周长;
(3)现将一足够大的三角板的直角顶点Q放在射线HF上,一直角边始终过点E,另一直角边与y轴相交于点P,是否存在这样的点Q,使得以点P、Q、E为顶点的三角形与△POE全等?若存在,请直接写出Q点坐标;若不存在,请说明理由.
题型3等腰三角形的存在性问题
11.如图,直线与抛物线相交于和.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点是线段上的动点,过点作轴,交抛物线于点.是否存在这样的点,使线段的长有最大值?若存在,求出这个最大值;若不存在,请说明理由;
(3)轴上是否存在点,使得为等腰三角形?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
12.已知:如图,抛物线与y轴交于C点,与x轴交于A、B两点,A点在B点左侧.点B的坐标为,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线上是否存在一点D,使,若存在,求出点D的坐标,若不存在,说明理由;
(3)若点E是x轴上一个动点,是否存在以A、C、E为顶点的三角形为等腰三角形?若存在,直接写出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
13.如图,抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点C,连接、,点P是第四象限内抛物线上的一个动点,点P的横坐标为m,过点P作轴,垂足为点M,交于点Q.
(1)求抛物线的解析式;
(2)运动过程中是否存在点P,使线段的值最大?若存在,请求出这个最大值并求出此时P点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)试探究在点P的过程中,是否存在这样的点Q,使得以A、C、Q为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请求出此时点Q的坐标;若不存在,请说明.
14.如图,一次函数与轴、轴分别交于、 两点,二次函数的图象经过、两点,与轴交于另一点,其对称轴为直线
(1)求该二次函数表达式;
(2)在轴的负半轴上是否存在一点,使以点、、为顶点的三角形与相似,若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)在对称轴上是否存在点,使为等腰三角形,若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
15.如图,抛物线与x轴交于,两点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若抛物线交y轴于点C,在抛物线的对称轴上是否存在点Q,使得的周长最小?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使得为等腰三角形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
题型4直角三角形的存在性问题
16.已知对称轴为的二次函数的图像与轴交于,,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式和直线的解析式;
(2)点是对称轴上的一个动点,连接,,是否存在点使最大,若存在,求出点的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点,使是直角三角形?若存在,请直接写出点的坐标,若不存在请说明理由.
17.如图,直线与抛物线相交于和,点是线段上异于的动点,过点作于点,交抛物线于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)是否存在这样的点,使线段的长有最大值?求这个最大值;
(3)是否存在这样的点,使为直角三角形,若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
18.如图,在平面直角坐标中,是直角三角形,,,,,抛物线经过、两点,抛物线的顶点为.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)点是直角三角形斜边上一动点(点A、除外),过点作轴的垂线交抛物线于点,当线段的长度最大时,求点的坐标;
(3)在(2)的条件下:在抛物线上是否存在一个点,使是以为直角边的直角三角形?若存在,直接写出点的坐标;若不存在,说明理由.
19.如图,已知抛物线与坐标轴交于三点,,.是轴上方抛物线上一点,连接.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点在第一象限时,连接,的面积是6,求点的坐标;
(3)是否存在点的位置,使得是直角三角形?若存在,请求出所有符合条件的点D的坐标;若不存在,请说明理由.
20.如图,已知抛物线与轴交于点、,顶点为.
(1)求抛物线的解析式和点的坐标;
(2)点E在抛物线上,且在直线上方的一个动点,设的面积为,求出的最大值,并求出此时点E的坐标;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点,使得以、、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.
21.如图,已知二次函数与轴交于、两点,与轴交于点,、两点坐标为、.
(1)求二次函数的表达式;
(2)点在直线下方的抛物线上,连结、,求的最大面积;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点,使、、为顶点的三角形是直角三角形,若存在直接写出点的坐标,若不存在请说明理由.
22.如图,抛物线与轴交于、两点,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式:
(2)证明:为直角三角形:
(3)在抛物线上除点外,是否还存在另外一个点,使是直角三角形?若存在,请求出点的坐标:若不存在,请说明理由.
题型5平行四边形的存在性问题
23.已知二次函数的图像经过点,和,点P是抛物线上的一个动点,且在直线的下方.
(1)求该二次函数的解析式.
(2)在二次函数的图像上是否存在一点P,使得以 B、C、P为顶点的三角形的面积最大?若存在,求出点P的坐标和三角形的最大面积;若不存在,请说明理由.
(3)在平面内是否存在一点Q,使得以A、B、C、Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
24.如图,已知抛物线与轴分别交于两点,与轴交于点为抛物线的顶点.
(1)抛物线的对称轴上是否存在点,使得是以为腰的等腰三角形?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
(2)将抛物线关于轴对称得到新的抛物线,在抛物线上是否存在一点,在抛物线上是否存在一点,使得以为边,且以点四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出两点的坐标;若不存在,请说明理由.
25.已知,如图抛物线与y轴交于点C,与x轴交于A,B两点,点A在点B左侧.点B的坐标为,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点Q,使得的周长最小?若存在,求出Q点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)若点D是线段下方抛物线上的动点,求四边形面积的最大值;
(4)若点E在x轴上,点P在抛物线上.是否存在以A,C,E,P为顶点且以为一边的平行四边形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.
26.在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于,两点,与y轴交于点C.
(1)求这个二次函数的关系解析式;
(2)点p是直线上方的抛物线上一动点,是否存在点P,使面积最大?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由;
(3)点M为抛物线上一动点,在x轴上是否存在点Q,使以A、C、M、Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
27.如图,抛物线的图象与y轴交于点C,与x轴交于A、B两点,已知, ,点Q为射线上一点,过点Q作y轴的平行线,分别交抛物线、直线于点D、E.
(1)求抛物线的表达式;
(2)连接,是否存在与相似,若存在,请求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)是否存在以点C、D、G、E为顶点的四边形是平行四边形,若存在,请直接写出点D的坐标,若不存在,请说明理由.
题型6菱形的存在性问题
28.如图,抛物线与轴交于两点.
(1)求出抛物线的表达式;
(2)点是抛物线上一点,点是平面上一点,是否存在点,使得四边形是菱形,若存在,直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
29.已知直线与x轴交于A ,与y轴交于点B,抛物线与x轴交于A ,C两点,与y轴交于点B
(1)求这个抛物线的解析式
(2)若P是直线上方抛物线上一点,存在点P使得,求点P的坐标
(3)在对称轴上是否存在点Q,使得的周长最小,若存在,请直接写出Q点坐标,若不存在,请说明理由
(4)点M在x轴上,在坐标平面内是否存在点N,使以A ,B ,M,N为顶点的四边形是菱形,若存在直接写出点N的坐标,若不存在,请说明理由.
30.如图,在平面直角坐标系中,抛物线交x轴于点A,点B(点A在点B的左侧),交y轴于点C,连接.P是抛物线上一动点.
(1)求直线的解析式;
(2)求的面积;
(3)在直线下方的抛物线上是否存在一点P,使得的面积为,若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;
(4)在x轴上是否存在一点R,平面内有一点S,使得四边形为菱形,若存在,请说明理由,并写出点R的坐标,若不存在,请说明理由.
31.如图,已知直线与轴交于点,与轴交于点,抛物线经过,两点,且与轴的另一个交点为,对称轴为直线.
(1)求抛物线的表达式;
(2)是第二象限内抛物线上的动点,设点的横坐标为,求四边形面积的最大值及此时点的坐标;
(3)若点在抛物线对称轴上,是否存在点,,使以点,,,为顶点的四边形是以为对角线的菱形?若存在,请求出,两点的坐标;若不存在,请说明理由.
32.定义一种新的几何变换称为“抛物线对称变换”:对于任意一点,其关于抛物线的对称点同时满足以下条件:①点在抛物线的对称轴上;②的中点在抛物线上.如图,在平面直角坐标系中,抛物线:的图象与轴的一个交点为,另一个交点为,与轴交于点,顶点为.
(1)求抛物线的对称轴及顶点坐标;
(2)若点,则点关于抛物线的对称点是否存在?若存在,求出点的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)若点关于抛物线的对称点存在.
①求的取值范围,并求出所有满足条件的点的坐标;
②平面内是否存在点,使得以点、、、为顶点的四边形是菱形,若存在,求点的坐标及的值,若不存在,请说明理由;
33.如图,已知抛物线与轴交于点和点,与轴交于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,对称轴上是否存在点,使周长最小,求出此时点的坐标和周长最小值;
(3)如图2,点为第二象限抛物线上一动点连接交于点,: ,是否存在点,使取最大值,如果存在求出此时点的坐标和最值;若不存在,请说明理由.
(4)已知点是抛物线对称轴上一点,点是平面内一点,点是第二象限抛物线上一点,点是线段上一点,轴,当线段取得最大值时,是否存在点,使得四边形是菱形,若存在,直接写出点的坐标,若不存在,请说明理由.
题型7矩形的存在性问题
34.如图①,在平面直角坐标系中,抛物线的图象与轴交于、两点,与轴交于点,且抛物线的顶点的坐标为,连接,拋物线的对称轴与交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线上、两点之间的部分(不包含、两点),是否存在点,使得,若存在,求出点的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)如图②,将拋物线在上方的图象沿折叠后与轴交于点,为直线=1上一个动点,在平面内是否存在一个点,使得以、、、为顶点的四边形是以为对角线的矩形,若存在,求出点坐标,若不存在,请说明理由.
35.已知:如图,抛物线与轴交于两点,与轴交于点,,顶点为.
(1)求此抛物线的解析式:
(2)在直线下方的抛物线上,是否存在一点,使四边形的面积最大?最大面积是多少?
(3)点在轴上的一个动点,点是坐标平面上的一个动点,是否存在这样的点和点,使点构成矩形,若存在,求出点的坐标,若不存在,请说明理由.
36.如图,抛物线与轴交于,,顶点为.
(1)抛物线的解析式是___________,顶点D的坐标是___________,对称轴是___________.
(2)为抛物线上一点,当时,求M点坐标.
(3)点E是y轴上的一个动点,点F是坐标平面内一个动点,是否存在这样的点E,F使得四边形是矩形?若存在,求出E,F的坐标;若不存在,说明理由.
37.已知抛物线的对称轴为直线,且与轴的一个交点为点,与轴交于点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)将抛物线向左或向右平移,得到抛物线,在轴上是否存在一点,在抛物线上是否存在一点,使得以,,,为顶点的四边形是以为边的矩形?若存在,请求出平移方式;若不存在,请说明理由.
38.如图,抛物线与轴交于和两点,与轴交于点.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)如图,将原抛物线向左平移4个单位长度得到抛物线,与原抛物线相交于点,点为原抛物线对称轴上的一点,在平面直角坐标系中是否存在点,使以点,,,为顶点的四边形为矩形,若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
题型8正方形的存在性问题
39.如图,抛物线与x轴交于、两点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点N在坐标平面内,请问在抛物线上是否存在点M,过点M作x轴的垂线交x轴于点H,使得四边形是正方形?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.
40.如图,抛物线的图像经过点,与轴交于点,点,抛物线对称轴为.
(1)求抛物线的表达式;
(2)将抛物线向右平移1个单位,再向上平移3个单位得到抛物线,求抛物线的表达式,并判断点是否在抛物线上;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点,使最大,若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由;
(4)点是平面内的一点,在抛物线和抛物线上是否存在一点,使以点,为顶点的四边形是以为边的正方形.若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
41.如图,抛物线与直线交于A,B两点,与y轴交于点C,已知B点的坐标是.
(1)求直线及抛物线的解析式.
(2)求的面积.
(3)点P在抛物线上,点Q在直线上,在坐标平面内是否存在点M,使得以A,P,Q,M为顶点的四边形是正方形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由
42.已知二次函数的图象经过点和点.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)若点、都在这个二次函数的图象上,且,求m的取值范围;
(3)若点P,Q在直线上,问:在该二次函数图象上是否存在点M、N,使得四边形是正方形?若存在,请直接写出的长;若不存在,请说明理由.
43.如图.抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,抛物线的对称轴:直线与轴交于点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若点是直线上方的抛物线上的动点,连接交于点,如图1,当的值最大时,求点的坐标及的最大值;
(3)若点为对称轴右侧抛物线上一点,且在轴上方,为平面内一动点,是否存在点,使得以为顶点的四边形为正方形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
44.如图,抛物线顶点P(1,4),与y轴交于点C(0,3),与x轴交于点A,B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若抛物线与直线只有一个交点,求m的值;
(3)Q是抛物线上除点P外一点,BCQ与BCP的面积相等,求点Q的坐标;
(4)若M,N为抛物线上两个动点,分别过点M,N作直线BC的垂线段,垂足分别为D,E.是否存在点M、N使四边形MNED为正方形?如果存在,求正方形MNED的边长;如果不存在,请说明理由.
45.如图,抛物线与x轴交于点A和点B,与y轴交于点C.点B坐标为,点C坐标为,点D是抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式及点D的坐标;
(2)点M是抛物线上的动点,过点M作轴与抛物线交于点N,点P在x轴上,在坐标平面内是否存在点Q,使得以线段为对角线的四边形为正方形,若存在,请求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
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