内容正文:
2026年春九年级数学中考复习《二次函数与特殊四边形综合压轴题》
解答题专题训练(附答案)
一、二次函数与平行四边形综合
1.如图,已知抛物线交x轴于A、B两点,交y轴于C点,A点坐标为,,,点D为抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)P为坐标平面内一点,以B、C、D、P为顶点的四边形是平行四边形,求P点坐标;
(3)连接,点M是抛物线上的动点且在直线上方,求点到直线距离最大时,点的坐标及最大距离值.
2.如图,抛物线与x轴交于点和点,与y轴交于点C,且.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P在抛物线的对称轴上,若线段绕点P逆时针旋转后,点A的对应点恰好也落在此抛物线上,求点P的坐标.
(3)连结,H是抛物线上一动点,过点H作的平行线交x轴于点F,是否存在以点A、C、H、F为顶点所组成的四边形是平行四边形?若存在,直接写出满足要求的点F的坐标;若不存在,请说明理由.
3.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.
4.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)求抛物线解析式.
(2)在直线下方抛物线上有一点,当的面积最大时,求点的坐标及面积的最大值.
(3)将该抛物线向左平移4个单位,得到新抛物线,新抛物线与原抛物线的交点为,点是新抛物线对称轴上一点,在(2)的条件下,在新抛物线上是否存在点,使得以点为顶点的四边形是平行四边形,若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
5.如图,抛物线经过两点,并交轴于另一点,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)若点是轴上一动点,分别连接,求的最大值;
(3)若点是抛物线上一动点,问在对称轴上是否存在点,使得以为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出所有满足条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.
二、二次函数与矩形综合
6.如图,在平面直角坐标系中,以P为顶点的抛物线的解析式为,点A的坐标是,以原点为中心,把点A顺时针旋转,得到点.
(1)直接写出点的坐标和抛物线的对称轴;
(2)当时,y有最大值为,求抛物线的解析式;
(3)在(2)的条件下,若点M在y轴上,点N在坐标平面内,是否存在以点,P,M,N为顶点的四边形是矩形?若存在,请直接写出所有符合条件的点N的坐标;若不存在,请说明理由.
7.如图,抛物线与轴交于点,点,且.
(1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线上两点,,点的横坐标为,点的横坐标为.点是抛物线上,之间的动点,过点作轴的平行线交于点.
①求的最大值;
②点关于点的对称点为,当为何值时,四边形为矩形.
8.如图所示,在平面直角坐标系中,矩形的边在x轴的负半轴上,边在y轴的正半轴上,且,矩形绕点O按顺时针方向旋转后得到矩形点A的对应点为点E,点B的对应点为点F,点C的对应点为点D,抛物线过点,,.
(1)判断点E是否在y轴上,并说明理由;
(2)求抛物线的函数表达式;
(3)在x轴的上方是否存在点P,Q,使以点O,B,P,Q为顶点的平行四边形的面积是矩形面积的2倍,且点P在抛物线上,若存在,请求出点P,Q的坐标;若不存在,请说明理由.
9.如图所示,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于,两点(点在点的左侧),经过点的直线与轴负半轴交于点,与抛物线的另一个交点为,且.
(1)求A、B两点的坐标及抛物线的对称轴;
(2)求直线l的函数表达式(其中k、b用含a的式子表示);
(3)点E是直线l上方的抛物线上的动点,若的面积的最大值为,求a的值;
(4)设P是抛物线对称轴上的一点,点Q在抛物线上,以点A、D、P、Q为顶点的四边形能否成为矩形?若能,求出点P的坐标;若不能,请说明理由.
10.如图1,在平面直角坐标系中,直线:与轴、y轴分别交于点A和点,抛物线经过点B,且与直线的另一个交点为.
(1)求n的值和抛物线的解析式;
(2)点D在抛物线上,且点D的横坐标为.轴交直线于点E,点F在直线上,且四边形为矩形(如图2).若矩形的周长为p,求p与t的函数关系式以及p的最大值;
(3)M是平面内一点,将绕点M沿逆时针方向旋转后,得到,点A、、B的对应点分别是点、、.若的两个顶点恰好落在抛物线上,请求出点的横坐标.
三、二次函数与菱形综合
11.如图,已知二次函数的图象经过点,与x轴分别交于点A,点.点P是直线上方的抛物线上一动点.
(1)求二次函数的表达式;
(2)连接,,并把沿y轴翻折,得到四边形,若四边形为菱形,请求出此时点P的坐标;
(3)当点P运动到什么位置时,四边形的面积最大?求出此时P点的坐标
12.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,B点的坐标为,与y轴交于点,动点M、N分别在线段上,点P是直线下方抛物线上的一个动点.
(1)求二次函数解析式;
(2)连接,,并将沿轴对折,得到四边形.是否存在点,使四边形为菱形?若存在,求出此时点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)当点运动到什么位置时,四边形的面积最大?求出此时点的坐标和四边形的最大面积;
(4)若的值最小,求点M、N的坐标.
13.已知抛物线:与x轴的交点为,,与y轴的交点为C,且.
(1)求点C的坐标以及抛物线的表达式;
(2)将抛物线绕坐标平面内的某一点P旋转,得到的新抛物线与y轴的交点为点E,若新抛物线上存在一点F,使得以B,C,E,F为顶点的四边形是以为边的菱形,求点F的坐标;
(3)将(2)中点E在y轴正半轴时的新抛物线记为.
①直接写出此时旋转中心P的坐标;
②再将向右平移至与只有一个公共点Q,请直接写出点Q的坐标.
14.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线交轴于、两点,交轴的正半轴于点,连接,且.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,点为第一象限抛物线上一点,过点作于点,设,点的横坐标为,求与的函数关系式;
(3)在(2)的条件下,点为抛物线的顶点,对称轴交轴于点,连接,过作交于点,点为对称轴左侧抛物线上一点,点为平面上一点且,当四边形为菱形,求点的坐标.
四、二次函数与正方形综合
15.如图所示,已知二次函数与轴分别交于两点,交轴于点,点为抛物线顶点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)如图1,连接,点为对称轴右侧抛物线上的一个动点,过点作轴交线段于点,过点作交轴于点,当最大值时,求点的坐标以及的最大值.
(3)如图2,将抛物线沿射线方向平移个单位,得到新抛物线,点是新抛物线与轴的交点,点在直线上,点为平面内一点,是否存在点,使得以点为顶点的四边形是以为边的菱形,若存在直接写出所有符合条件的点的坐标,并选其中一个点的坐标写出求解过程;若不存在,请说明理由.
16.在平面直角坐标系中,抛物线(b为常数,)与y轴交于点A,且点A的坐标为,过点A作垂直于y轴的直线l. P是该抛物线上的任意一点,其横坐标为m,过点P作于点Q,M是直线l上的一点,其横坐标为. 以为边作矩形.
(1)求b的值;
(2)当点Q与点M重合时,求m的值;
(3)当矩形为正方形时,求m的值;
(4)当抛物线在矩形内的部分所对应的函数值y随x的增大而增大时,直接写出m的取值范围.
17.如图,抛物线与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,其中点A在y轴的左侧,点C在x轴的下方,且.
(1)求抛物线对应的函数解析式;
(2)点P为抛物线对称轴上的一动点,当的值最小时,求点P的坐标;
(3)在(2)条件下,点E为抛物线的对称轴上的动点,点F为抛物线上的动点,以点P、E、F、M为顶点作四边形,当四边形为正方形时,请直接写出坐标为整数的点M的坐标.
18.如图,抛物线经过的三个顶点,与轴相交于,点坐标为,点是点关于轴的对称点,点在轴的正半轴上.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点为线段上一动点,过作轴,轴,垂足分别为,当四边形为正方形时,求出点的坐标;
(3)将()中的正方形沿向右平移,记平移中的正方形为正方形,当点和点重合时停止运动,设平移的距离为,正方形的边与交于点,所在的直线与交于点,连接,是否存在这样的,使是等腰三角形?若存在,请直接写出的值;若不存在,请说明理由.
19.如图,矩形在平面直角坐标系中,,抛物线经过点A和点B,
(1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线的对称轴交于M,交于N,点E是轴上一动点,点F是点B关于直线的对称点,当点F落在抛物线的对称轴上时,求点E的坐标;
(3)点G在直线上,点P在轴上方的抛物线上,点Q在坐标平面内,以C,G,P,Q为顶点的四边形为正方形,请直接写出点Q的坐标.
20.如图,抛物线与x轴交于点和点B,与y轴交于点,过点C作x轴的平行线交抛物线于点D,点E在直线上运动.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点E在线段上,点D关于直线的对称点F恰好落在y轴上时,求点E坐标;
(3)点P在x轴上方抛物线上,点Q在坐标平面内,在点E移动的过程中,当以点E,O,P,Q为顶点的四边形是以为边的正方形时,请直接写出点E坐标.
参考答案
1.(1)解:∵,,
∴,
∵,
∴设抛物线的解析式为,
将点代入得:,解得,
∴,
即抛物线的解析式为.
(2)解:由(1)已得:,
∴抛物线的顶点坐标为,
设点的坐标为,
①当点组成的四边形是平行四边形时,
∴对角线互相平分,
∴,解得,
∴此时点的坐标为;
②当点组成的四边形是平行四边形时,
∴对角线互相平分,
∴,解得,
∴此时点的坐标为;
③当点组成的四边形是平行四边形时,
∴对角线互相平分,
∴,解得,
∴此时点的坐标为;
综上,点的坐标为或或.
(3)解:如图,连接,过点作,交轴于点,
设直线的解析式为,
将点代入得:,解得,
∴直线的解析式为,
∴可设与直线平行的直线的解析式为,
联立得:,
要使点到直线距离最大,则关于的方程只有一个实数根,
∴这个方程根的判别式,
解得,
∴方程为,直线的解析式为,
解得,
将代入直线得:,
∴当点到直线距离最大时,点的坐标为;
如图,过点作于点,
∵,
∴即为点到直线最大距离,
将代入直线得:,
∴,
∴,
∵,,,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
在中,,
∴,
综上,点到直线距离最大时,点的坐标,最大距离值为.
【点睛】本题考查了二次函数的几何应用、一次函数的几何应用、平行四边形的性质、勾股定理、解直角三角形、一元二次方程根的判别式等知识,熟练掌握二次函数的图象与性质是解题关键.
2.(1)
(2)或
(3)或或
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,待定系数法求二次函数,二次函数的性质,四边形的面积,综合性较强,难度适中.利用数形结合、分类讨论及方程思想是解题的关键.
()由点的坐标可知的长,根据,即可得出点的坐标,再根据点的坐标利用待定系数法即可求出二次函数解析式;
()根据抛物线求得对称轴直线,设点的坐标为,过作对称轴于,过作对称轴于,分当时,时,①当时,利用相等的边角关系即可证出,由此即可得出点的坐标,将其代入二次函数解析式中即可求出值,由此即可得出点的坐标;②当时,,结合图形找出点的位置,由此即可得出点的坐标,综上即可得出结论;
()假设存在,设点的坐标为,分点在轴上方和下方两种情况考虑,根据平行四边形的性质结合点的坐标即可表示出点的坐标,将其代入二次函数解析式中即可求出值,从而得出点的坐标.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴交于和,
∴设抛物线的交点式为,
∵抛物线与轴交于点,且,
∴点坐标为代入,
得,即,
解得,
∴抛物线的解析式为,
展开可得;
(2)解:∵抛物线,
∴对称轴为直线,设,
如图,过作对称轴于,过作对称轴于,
①当时,
∵线段绕点逆时针旋转得到,
∴,
又∵对称轴于,
∴,
∴,
在与,
,
∴,
∴,,
∵,,
∴,,
∴,即,
∴的坐标为,
∵在抛物线上,
∴把代入,
得:或(舍去),
∴
②当时,要使,则重合,
∵,
∴,
∴,
综上点P的坐标或.
(3)解:假设存在,设点的坐标为,以点为顶点的平行四边形分两种情况 (如图):
①当点在轴上方时,则,,,
∴代入抛物线,
得,
解得:或(舍去),
∴,
②当点在轴下方时,则,,,
∴代入抛物线,
得,
解得:,,
∴或,
综上:或或,
∴存在以点为顶点所组成的四边形是平行四边形;
3.(1)
(2)存在;
(3)13.5
(4)存在;,,
【分析】(1)根据,,求出C点坐标,把点的坐标代入,即可求出函数解析式;
(2)连接与抛物线的对称轴交于点Q,此时的周长最小.先求出,再求出直线的解析式为:,则当时,,即可作答.
(3)过点作轴交线段于点,设,然后求出的表达式,利用,转化为二次函数求最值;
(4)①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;②平移直线交轴于点,交轴上方的抛物线于点,由题意可知点的纵坐标为3,从而可求得其横坐标.
【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.
4.(1)
(2)的最大值为,此时点的坐标为
(3)点Q的坐标为或或
【分析】(1)将,,坐标代入解析式,建立方程组,求解即可;
(2)过点P作轴交于点N,设P的横坐标为t,则可表示点P和点N的坐标,表示的面积,利用二次函数的性质求出最值;
(3)利用平移先求出,联立可求出点E的坐标,然后分情况讨论,当为边时,当为对角线时两种情况,利用点的平移求解即可.
【详解】(1)解:将,,坐标代入解析式,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为:.
(2)解:如图1,点P作轴交于点N,,
设P的横坐标为t,
∴,
设直线的解析式为,
把,坐标代入解析式得,
解得,
∴直线的解析式为,
∴,
∴,
∴
,
∵,
∴当时,的最大值为,此时点的坐标为.
(3)解:存在,理由如下:
∵抛物线y的解析式为:,
∴抛物线向左平移4个单位,得到新抛物线,
∴的对称轴为直线,即点F的横坐标为0,
令,
解得,
∴,
由(2)知点P的坐标为,
当以为平行四边形的一条边时:或.
∴或,
解得:或,
∴点Q的坐标分别为或.
当以为平行四边形的对角线时:,
∴,
解得:,
∴.
综上可知,点Q的坐标为或或.
【点睛】本题考查的是二次函数的性质、抛物线与坐标轴的交点、待定系数法求解析式、三角形的面积、平行四边形的判定与性质,正确作出辅助线是解决此题关键.
5.(1)
(2)
(3)存在,或或
【分析】(1)待定系数法求出函数解析式即可;
(2)先求出点M、D的坐标,再根据当H,M,H三点共线时,即H与A点重合,的值最大,最大值,由勾股定理,求出的长即可;
(3)分,,分别为对角线,三种情况进行讨论求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线经过两点,
∴,解得:,
∴;
(2)解:∵,
∴抛物线的顶点的坐标为,
设直线的解析式为,
把,代入,得,
解得:,
∴直线的解析式为,
令,则,
∴,
∵,
∴当H,M,D三点共线时,即H与A点重合,的值最大,
最大值.
(3)解:存在;
∵,
∴对称轴为直线,
设,,
当以D,M,P,Q为顶点的四边形是平行四边形时:
①为对角线时:,
∴,
当时,,
∴,
∴;
②当为对角线时:,
∴,
当时,,
∴,
∴;
③当为对角线时:,
∴,
当时,,
∴,
∴;
综上:当以D,M,P,Q为顶点的四边形是平行四边形时,或或.
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,是中考常见的压轴题.涉及二次函数图象性质,待定系数法求函数解析式,平行四边形的性质,正确的求出函数解析式,熟练掌握二次函数的性质,利用数形结合和分类讨论的思想进行求解是解题的关键.
6.(1);
(2)
(3)存在;,
【分析】本题考查旋转的性质,二次函数的图象和性质,二次函数的综合应用,正确的求出函数解析式,利用数形结合和分类讨论的思想进行求解,是解题的关键:
(1)根据旋转的性质,二次函数的对称轴公式进行计算即可;
(2)根据二次函数的增减性,列出方程求出的值即可;
(3)分为对角线,为对角线,为对角线,三种情况进行讨论求解即可.
【详解】(1)解:∵点A的坐标是,
∴,
∵以原点为中心,把点A顺时针旋转,
∴,
此时点在轴正半轴上,
∴;
∵,
∴对称轴为直线;
(2)∵,对称轴为直线,
∴当时,随的增大而减小,
∵,
∴当,有最大值为,
∴,
∴;
(3)存在;
∵,
∴当时,,
∴,
设,,
由(1)知:;
当以点,P,M,N为顶点的四边形是矩形时,分三种情况:
①当为对角线时,则为以为顶点的直角三角形,,即轴,,
∴轴,
∴轴,
∴,;
②当以为对角线时,则:,解得,
∴,,
∵,
∴,解得;
∴;
③当以为对角线时,要满足,P,M,N为顶点的四边形是矩形,则需要满足是以为直角的直角三角形,即轴,与题意不符;故此种情况不存在;
综上:或.
7.(1)
(2)①4,②或
【分析】本题考查二次函数的综合应用,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:
(1)先求出点坐标,待定系数法求出二次函数的解析式即可;
(2)①求出直线的解析式,设,求出点坐标,将的长转化为二次函数,求最值即可;
②根据矩形的性质,推出,进行求解即可.
【详解】(1)解:抛物线与轴交于点,点
设交点式
,点在轴负半轴,
,
把点代入抛物线解析式得:,
,
抛物线解析式为;
(2)①如图1,
,
,
设直线解析式为
,
解得:
直线
设,
轴,
,
当时,的最大值为4.
②如图2,、关于点对称,
四边形是矩形
,且与互相平分
,为中点
由①得当时,
解得:,
的值为或时,四边形为矩形.
8.(1)点E在y轴上,理由见解析
(2)
(3)存在, 当点P的坐标为时,点Q的坐标为或,当点P的坐标为时,点Q的坐标为或
【分析】()连接,由矩形的性质得到,,则,可得,即与旋转角相同来得出在轴上的结论;
()过点作轴于,由旋转的性质可得,,,,分别求出,,,然后代入解析式即可求解;
()由矩形的面积为,则以点,,,为顶点的平行四边形的面积为,设点的坐标为,则点的坐标为,由于点在抛物线上,则,然后解出方程即可求解.
【详解】(1)解:点在轴上,理由如下:
如图所示,连接,
∵四边形是矩形,,,
∴,,,
∴,
∴,
由旋转的性质可得,,
∴,
∴三点共线,即点在轴上;
(2)解:过点作轴于,
由旋转的性质可得,,,,
∴,,
∴,,
∴,
∵,且,,
∴,
将,,代入得,
,
解得,
∴抛物线的函数表达式为;
(3)解:∵矩形的面积为,
∴以点,,,为顶点的平行四边形的面积为,
∵点P和点Q都在x轴上方,
∴线段和没有交点,
∴线段为以点,,,为顶点的平行四边形的一条边,且,
∵,
∴以点,,,为顶点的平行四边形中,边上的高为,
∴点P的纵坐标为,
设点的坐标为,则点的坐标为,
∵点在抛物线上,
∴,
解得,,
当点的坐标为时,点的坐标为或,
当点的坐标为时,点的坐标为或.
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数解析式,旋转的性质,平行四边形的性质,矩形的性质,解一元二次方程,解直角三角形等知识点,掌握知识点的应用是解题的关键.
9.(1),,对称轴为直线
(2)
(3)
(4)能,或
【分析】(1)令解方程即可得到结论,利用对称轴公式求得对称轴;
(2)根据直线过,得到直线,解方程得到点的横坐标为4,求得,得到直线的函数表达式为;
(3)过作轴交直线于,设,得到,求出,根据三角形的面积公式列方程即可得到结论;
(4)令,即,得到,设,①若是矩形的一条边,②若是矩形的对角线,列方程即可得到结论.
【详解】(1)解:当时,,
解得:,,
,,
对称轴为直线;
(2)解:直线过,
,
即,
直线,
抛物线与直线交于点,,
,
即,
,
点的横坐标为4,
,
,
直线的函数表达式为;
(3)解:过作轴交直线于,设,
则,,
,
,
,
的面积的最大值为,
的面积的最大值为,
,
解得;
(4)以点、、、为顶点的四边形能成为矩形,
令,即,
解得:,,
,
抛物线的对称轴为直线,
设,
①若是矩形的一条边,
则,
,则,
四边形是矩形,
,
,
,
即,
,
,
;
②若是矩形的对角线,
则,
,则,
四边形是矩形,
,
,
,
即,
,
,
,
综上所述,点、、、为顶点的四边形能成为矩形,点或.
【点睛】本题考查了待定系数法求函数的解析式,二次函数的图像和性质,平行四边形的性质,勾股定理,正确的作出辅助线是解题的关键.
10.(1),
(2),且,
(3)或
【分析】(1)把点的坐标代入直线解析式求出的值,再把点的坐标代入直线求解即可得到的值,然后利用待定系数法求二次函数解析式解答;
(2)令求出点的坐标,从而得到、的长度,利用勾股定理列式求出的长,然后根据两直线平行,内错角相等可得,再解直角三角形用表示出、,根据矩形的周长公式表示出,利用直线和抛物线的解析式表示的长,整理即可得到与的关系式,再利用二次函数的最值问题解答;
(3)根据将绕点M沿逆时针方向旋转后,与x轴平行,与y轴平行,然后分①当、在抛物线上时,表示出两点的横坐标,再根据纵坐标相同列出方程求解即可;当、在抛物线上时,表示出、坐标,再根据两点的纵坐标相差的长度列出方程求解即可.
【详解】(1)解:∵直线:经过点,∴.
∴直线的解析式为.
∵直线:经过点,∴,
解得.
∵抛物线经过点和点,
∴,解得.
∴抛物线的解析式为;
(2)∵直线:与x轴交于点A,∴点A的坐标为(2,0).∴.
在中,,∴,
∵轴,∴.
∵矩形中,,
∴.
∴.
∴.
∴,,
∴.
∵,,且,
∴.
∴.
∵,且,
∴当时,有最大值;
(3)∵将绕点沿逆时针方向旋转后,
∴与x轴平行,与y轴平行.
①如图1,当、在抛物线上时,根据条件可设,,
则,
解得;
②当、在抛物线上时,如图2,根据条件可设,,
则,解得.
综上,点的横坐标为或.
【点睛】本题是二次函数综合题型,主要考查了一次函数图像上点的坐标特征,待定系数法求二次函数解析式,锐角三角函数,长方形的周长公式,以及二次函数的最值问题,本题难点在于(3)根据旋转角是90°判断出与x轴平行,与y轴平行.注意要分情况讨论.
11.(1)
(2)
(3)
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)由题意可得,连接,由菱形的性质可得垂直平分,从而可得点的纵坐标为,令,则,计算即可得解;
(3)连接、、,求出,则,计算可得,直线的解析式为,作轴交直线于,设,则,,表示出,再由二次函数的性质计算即可得解.
【详解】(1)解:将,代入二次函数的解析式,
得:,
解得:,
∴二次函数的解析式为;
(2)解:∵,
∴,
如图,连接,
,
∵四边形为菱形,
∴垂直平分,
∴点的纵坐标为,
∵点P是直线上方的抛物线上一动点,
∴令,则,
解得:,(不符合题意,舍去),
∴;
(3)解:如图,连接、、,
,
在中,当时,,解得:,,
∴,
∵,,
∴,,
∴,
设直线的解析式为,
将,代入可得:,
解得:,
∴直线的解析式为,
作轴交直线于,
∵点P是直线上方的抛物线上一动点,
∴设,则,
∴,
∴
,
∵,,
∴当时,最大,最大为,
当时,,即.
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数的解析式,菱形的性质,二次函数综合—面积问题,求一次函数的解析式,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
12.(1)
(2)存在,
(3)点运动到点时,四边形的面积最大,其最大值为
(4),
【分析】本题考查了二次函数与几何综合,菱形的性质,轴对称的性质,三角函数,正确作出辅助线是解题的关键.
(1)先根据点坐标求出,再将点坐标代入二次函数解析式中求出,即可得出结论;
(2)连接交轴于,根据菱形的性质判断出点是的中点,进而求出点的纵坐标,最后代入二次函数解析式中求解,即可得出结论;
(3)设出点的坐标,进而利用梯形的面积三角形的面积得出相关解析式,即可得出结论;
(4)作点关于轴的对称点,连接,当三点共线,且时,最小,利用一次函数的性质即可解答.
【详解】(1)解:二次函数与轴的交点,
,
二次函数的解析式为,
点在二次函数图象上,
,
,
二次函数的解析式为;
(2)解:存在,理由:如图1,
连接交轴于,
四边形为菱形,
,,
点,
,
,
点的纵坐标为,
由(1)知,二次函数的解析式为,
,
或,
点在直线下方的抛物线上,
,
点;
(3)解:如图2,过点作轴于,交于点,
由(1)知,二次函数的解析式为,
令,则,
或,
,
设直线的解析式为,
把代入直线,
可得,
解得,,
直线的解析式为,
设,,
,
,
当时,四边形的面积最大,最大值为,此时,,
即点运动到点时,四边形的面积最大,其最大值为;
(4)解:如图,作点关于轴的对称点,连接,则,
,
则可得,
,
当三点共线,且时,最小,
,
,
,即,
,
,
,
设直线的解析式为,
把,代入直线解析式可得,
,
解得,
所以直线的解析式为,
联立方程,
解得,
,
∴当的值最小,,.
13.(1),抛物线的表达式为;
(2),,
(3)①;②
【分析】(1)由勾股定理可得,可得,设,将代入,即可求得抛物线的表达式为;
(2)设,,根据菱形性质即可求得∶ ,,,再运用菱形性质即可求得答案;
(3)①当点在轴正半轴时,,设新抛物线的表达式为,将,代入,即可求得新抛物线的顶点坐标为,运用旋转的性质即可求得旋转中心的坐标;
②设抛物线向右平移个单位得抛物线:,根据抛物线与只有一个公共点,可得方程的根的判别式为0,即可求得答案.
【详解】(1)解:,,
,,
,
,
,
,
,
∵抛物线与轴的交点为,,
∴设,将代入得:,
解得:,
,
∴点的坐标为,抛物线的表达式为;
(2)解:设,,如图1,
∵以,,,为顶点的四边形是以为边的菱形,
或,
∵点在轴上,
,,,
,,或,,
,,;
(3)解:①当点在轴正半轴时,,
∵原抛物线的表达式为,顶点坐标为,
设新抛物线的表达式为,将,代入,得:
,
解得:,
∴新抛物线的表达式为,
∴顶点坐标为,
设旋转中心为,
∵点为的中点,
,
,
∴旋转中心的坐标为;
②设抛物线向右平移d个单位得抛物线:,
∵抛物线与只有一个公共点Q,
∴关于的一元二次方程有两个相等的实数根,
整理得:,
,
,
解得:(舍去),,
∴抛物线的解析式为,
由,
解得:,
,
.
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法,二次函数图象和性质,平移变换的性质,旋转变换的性质,菱形的性质,一元二次方程根的判别式应用等知识,综合性强,难度较大,要会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,从而求出点的坐标.
14.(1);
(2)
(3)
【分析】(1)首先求出A、B坐标,根据,可得点C的坐标,利用待定系数法即可解决问题;
(2)如图2中,作于T,交于R.设.首先证明是等腰三角形,可得,由此即可解决问题;
(3)四边形是菱形,点H在对称轴上,推出D、M关于对称轴对称,点N在对称轴上,设交于Q,作于K.由,设,,则,推出,,在中,,推出,由,推出,可得,由,可得,由此列出方程即可解决问题.
【详解】(1)解:对于抛物线,令,得到,
解得或3,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴抛物线的解析式为.
(2)如图2中,作于T,交于R.设.
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴是等腰直角三角形,
由(1)得,,,
设直线的解析式为:,
则,
解得,
直线的解析式为,
∴,
∴,
∴.
(3)如图3中,
∵四边形是菱形,点H在对称轴上,
∴D、M关于对称轴对称,点N在对称轴上,
设交于Q,作于K.
∵,设,则,
∴,,在中,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,则,
∵抛物线的顶点,,
∴,
∴ ,
解得或(不合题意舍去),
∴ ,
∴,
∵,
∴,
∴.
【点睛】本题考查二次函数综合题、待定系数法、等腰直角三角形的判定和性质、菱形的性质、锐角三角函数、勾股定理等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会利用参数构建方程解决问题,属于中考常压轴题.
15.(1)
(2),的最大值为12
(3)或或
【分析】(1)利用待定系数法即可求解;
(2)求出直线的解析式,设出P的坐标,表示出E的坐标,表示出的长度,求出直线的解析式,求出的坐标,表示出的长度,从而可表示出,根据二次函数的性质即可求其最大值及此时P的坐标;
(3)设点沿射线方向移动到点,且,证明B是中点,从而求出Q的坐标,从而得到平移的方法,根据此平移的方法可求出二次函数,进而可求出M的坐标,再求出直线的解析式.然后分为菱形和为菱形两种情况讨论,利用菱形的几何性质和中点坐标公式,即可求出N的坐标.
【详解】(1)解:将代入二次函数,
得,
解得,
∴二次函数的解析式为;
(2)解:由二次函数得,
设直线的解析式为,
将和代入得,
解得,
∴直线为,
设点为,
∵点为对称轴右侧抛物线上的一个动点,抛物线对称轴为直线,
∴;
∵轴,点在直线上,
,
,
,
∴设直线的解析式为,
将代入得,
∴直线的解析式为,
令,则,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴当时,取得最大值,最大值为为12,
此时,即;
(3)解:如图1,设点沿射线方向移动到,,
∵,,
∴,,
,
∴是中点,
∴
∴点向下平移8个单位,向左平移2个单位,
故抛物线的顶点也向下平移8个单位,向左平移2个单位,
∵旧抛物线,
∴新抛物线为,
∴,
设直线解析式为,代入得,
∴直线解析式为,
①当四边形为菱形时,如图2,连接,交与点,连接,
∵、是菱形的对角线,
∴垂直平分,即点为的中点,
∵,,
∴,,,
∴,
又∵
∴,
∴G、O、P、N四点共线,
∴设直线解析式为,
将代入,得,即,
∴直线解析式为,
与:联立解得,
∴,
∵为中点,
∴点横坐标为,
∴点坐标为.
②当四边形为菱形时,
设,
由得,
∴,
∴或,.
(i)当点坐标为时,如图3,连接,
∵为的中点,
∴点横坐标为,
点纵坐标为,
∴点坐标为,
∵为中点,
∴点横坐标为,
点纵坐标为,
故坐标为;
(ii)当点坐标为时,如图4,连接,
∵为中点,
∴点横坐标为,
点纵坐标为,
∴点坐标为;
∵为中点,
∴点横坐标为,
点纵坐标为,
∴点坐标为.
综上所述,点坐标为或或.
【点睛】本题考查待定系数法求二次函数的解析式、二次函数的图象与性质、一次函数的图象与性质、两点间距离公式的应用、中点坐标公式的应用、菱形的性质等,熟练掌握以上知识点,运用分类讨论的方法是解题的关键.
16.(1).
(2)
(3)m的值为,或1,或,或
(4)或
【分析】(1)根据点A的坐标即可求出b的值;
(2)若点Q与点M重合,则横坐标相等,列出方程,解方程即可求出m 的值;
(3)当矩形为正方形时,邻边相等,分情况列出关于m的方程,即可求出m的值;
(4)当点P在直线l下方时,分点M在点Q的右侧和点Q在点M的右侧两种情况,当点P在直线l上方时,也根据点Q与点M的位置关系分两种情况,根据函数的增减性分别求出m 的取值范围即可.
【详解】(1)解:将代入中,
解得:.
(2)解: 由(1)知,
由题意知,、,
当Q、M重合时
解得:
(3)解:点
当矩形为正方形时
,
则或
解得:或或或
(4)解:当点P在直线l的下边,点M在点Q右侧时,
抛物线在矩形内的部分所对应的函数值随x的增大而增大,如图1.
此时,
解得;
当点P在直线l的下边,点Q在点M右边时,如图2,
存在两段,不合题意;
当点P在l上方时,如图3,
此时,抛物线走在了矩形外面,不合;
如图4,当抛物线在矩形内的部分所对应的函数值随x的增大而增大时
有,
解得.
综上所述,当抛物线在矩形内的部分所对应的函数值随x的增大而增大时,或.
【点睛】本题考查二次函数的图象及性质.熟练掌握待定系数法求二次函数解析式,二次函数的图象和性质,矩形的性质,正方形判定和性质,解一元二次方程,解不等式,是解题的关键.
17.(1)
(2)
(3)或或或
【分析】(1)由题意,可得.把点A, C的坐标代入,得到关于b , c的二元一次方程组,解方程组即可求出抛物线的函数解析式;
(2)利用配方法求出抛物线的对称轴是直线.由抛物线与轴交于点A, B,得出点A, B关于直线对称.连接,交对称轴于点,根据两点之间线段最短可知此时的值最小.利用待定系数法求出直线的解析式为,把代入,求出,进而得出点的坐标;
(3)在(2)条件下,点的坐标为.设,根据正方形的性质可得,根据两点间的距离公式列出方程,解方程即可求解.
【详解】(1)解:由题意,可得.
∵抛物线过点A,点C,
∴,
解得,
∴抛物线对应的函数解析式为;
(2)解:∵,
∴对称轴是直线.
∵抛物线与x轴交于点A,B,
∴点A,B关于直线对称.
连接,交对称轴于点P,此时的值最小.
设直线的解析式为,
则,解得,
∴直线的解析式为,
当时,,
∴点P的坐标为;
(3)解:在(2)条件下,点P的坐标为.
设,
∵四边形为正方形,
∴,
∴,
∴,或,
整理得,或,
解得,
∴或或或.
【点睛】本题是二次函数综合题,其中涉及到利用待定系数法求抛物线与直线的解析式,二次函数的性质,轴对称的性质,正方形的性质,综合性较强,难度适中.利用数形结合与方程思想是解题的关键.
18.(1)
(2)
(3)存在,的值为或或
【分析】()由二次函数的性质可得抛物线的顶点为, 即得,再利用待定系数法解答即可求解;
()分点在第一象限和第二象限两种情况,先求出直线的解析式,再利用正方形的性质求出点坐标即可;
()过点作于,表示出的坐标,再根据等腰三角形的定义分三种情况解答即可求解;
本题考查了二次函数几何应用,等腰三角形的定义,勾股定理,利用分类讨论思想解答是解题的关键.
【详解】(1)解:∵点是点关于轴的对称点,
∴抛物线的对称轴为轴,
∴抛物线的顶点为,
∴抛物线的解析式为,
∵在抛物线上,
∴,
解得,
∴抛物线的函数关系表达式为;
(2)解:①当点在第一象限时,如图,
令,得,
解得,,
∴点的坐标为,
设直线的解析式为,
,
解得,
∴直线的解析式为,
设正方形的边长为,则,
∵点在直线上,
∴,
解得,
∴点的坐标为;
②当点在第二象限时, 同理可得点的坐标为,此时点不在线段上,故舍去;
综上所述,点的坐标为;
(3)解:存在,理由如下:
过点作于,如图,则,,
∵点和点重合时停止运动,
∴,
当时,,
∴,,
当时,,
∴,,
在中,,
在中,,,
∴,
①当时,
,
解得;
②当时,
,
解得;
③当时,
,
解得或,
∵,
∴;
综上所述,存在的值为或或,使是等腰三角形.
19.(1);
(2)点E的坐标为或;
(3),,,
【分析】(1)利用待定系数法计算即可;
(2)分点E在对称轴的左侧和右侧,根据对称性质,勾股定理,矩形的性质,解答即可;
(3)根据正方形的判定和性质,待定系数法,线段的垂直平分线,中点坐标公式等解答即可;
【详解】(1)解:抛物线交x轴于和两点,
根据题意,得,
解得
∴抛物线的解析式为.
(2)解:如图,当点E在对称轴的右边时,连接,
∵,,
∴,
∵点F是点B关于直线的对称点,
∴,
∵抛物线交x轴于和两点,矩形,
∴抛物线的对称轴,,,
∴,,,
∴,,
∴,
∴,
设,则,
连接,
∵点F是点B关于直线的对称点,
∴,
∵,
∴,
解得,
∴,
∴;
如图,当点E在对称轴的左侧时,连接,
∵,,
∴,
∵点F是点B关于直线的对称点,
∴,
∵抛物线交x轴于和两点,矩形,
∴抛物线的对称轴,,,
∴,,,
∴,,
∴,
∴,
设,则,
连接,
∵点F是点B关于直线的对称点,
∴,
∵,
∴,
解得,
∴,
∴;
综上所述,点E的坐标为或.
(3)解:设直线的解析式为,把代入得:,
解得,
∴直线的解析式为:,
∴,
设直线与抛物线交于两点,分别过点作,交直线于,
则,
∴,
分别过点作,分别交于,
则四边形都是正方形,符合题意,
设,由,
得,
整理,得,
解得,
故,
∴,,
故,;
如图,根据前面解答,得,由,
作线段的垂直平分线,交直线于,交于,构造正方形,
根据题意,得,,
∴,
∴的纵坐标为,
故;
如图,根据前面解答,得,由,
作线段的垂直平分线,交直线于,交于,构造正方形,
根据题意,得,,
∴,
∴的纵坐标为,
故;
综上所述,存在点Q且为,,,.
20.(1)
(2)
(3),或,或,或
【分析】本题考查二次函数解析式的求解、对称点的几何性质、正方形的性质等知识点,熟练掌握待定系数法、对称点的中点与垂直关系、正方形的边长与角度特征是解题关键.
(1)通过待定系数法求解抛物线解析式,将已知点代入抛物线的一般式,代入后得到关于系数的方程组,解方程组即可得到系数的值,进而确定解析式;
(2)根据轴确定点E纵坐标,从而设点E坐标,结合题干运用轴对称性质,在中利用勾股定理即可求解;
(3)根据 “以为边的正方形” 的条件,明确需与邻边垂直且长度相等,将正方形的问题转换为更简洁的等腰直角三角形问题,再通过直角顶点的分类讨论,利用全等三角形性质分别求解即可.
【详解】(1)解:将点与点代入抛物线中,
得,
解得,
;
(2)解:如图,连接,,
由题意得点D与点F关于直线对称,
,,
,轴,
当时,
,
解得,,
,
,
,,
在中,,
解得,
,,
设点,,,
在中,,
,
解得,
;
(3)解:由题意得只能为正方形边长,
即只需考虑等腰的存在情况,
当点O为直角顶点时,为等腰直角三角形,
如图,过点P作,过点E作,
,,
,,
,
在与中,
,
,
,,
设点,
有,,
,
将点P代入抛物线得,
解得,
;
当点P为直角顶点时,
如下图,过点P作轴,过点E作,
同理可证,
,,
设点,
有,,
,
代入抛物线解析式得
解得,或,
时的情况如下图所示,
,或,
当点E坐标为时也满足条件,如下图所示,
综上所述,点E坐标为,或,或,或.
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