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二次函数与相似三角形
一、知识导航
在坐标系中确定点,使得由该点及其他点构成的三角形与其他三角形相似,即为“相似三角形存在性问题”.
【相似判定】
判定1:三边对应成比例的两个三角形是相似三角形;
判定2:两边对应成比例且夹角相等的两个三角形是相似三角形;
判定3:有两组角对应相等的三角形是相似三角形.
以上也是坐标系中相似三角形存在性问题的方法来源,根据题目给的已知条件选择恰当的判定方法,解决问题.
【题型分析】
通常相似的两三角形有一个是已知的,而另一三角形中有1或2个动点,即可分为“单动点”类、“双动点”两类问题.
【思路总结】
根据相似三角形的做题经验,可以发现,判定1基本是不会用的,这里也一样不怎么用,对比判定2、3可以发现,都有角相等!
所以,要证相似的两个三角形必然有相等角,关键点也是先找到一组相等角.
然后再找:
思路1:两相等角的两边对应成比例;
思路2:还存在另一组角相等.
事实上,坐标系中在已知点的情况下,线段长度比角的大小更容易表示,因此选择方法可优先考虑思路1.
一、如何得到相等角?
二、如何构造两边成比例或者得到第二组角?
搞定这两个问题就可以了.
二、典例精析
例一、如图,抛物线与轴交于点A(-1,0),点B(3,0),与y轴交于点C,且过点D(2,-3).点Q是抛物线上的动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,直线OQ与线段BC相交于点E,当△OBE与△ABC相似时,求点Q的坐标.
例二、如图1,在平面直角坐标系中,直线y=x-1与抛物线交于A、B两点,其中A(m,0)、B(4,n),该抛物线与y轴交于点C,与x轴交于另一点D.
(1)求m、n的值及该抛物线的解析式;
(2)如图2,连接BD、CD,在线段CD上是否存在点Q,使得以A、D、Q为顶点的三角形与△ABD相似,若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
1、 解答题
1.(2025·江苏苏州·一模)如图,抛物线与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,且点,点,抛物线的对称轴为直线,连接AC,BC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)将沿直线BC折叠,得到,请问:点A的对应点D是否落在抛物线的对称轴上?若点D落在对称轴上,请求出点D的坐标;若点D没有落在对称轴上,请说明理由;
(3)若点E是抛物线位于第一象限内的一个动点,连接AE交直线BC于点F,设,求n的最大值并求出此时点E的坐标.
2.(23-24九年级上·江苏苏州·阶段练习)如图,抛物线与坐标轴分别交于三点,是第一象限内抛物线上的一点且横坐标为.
(1)三点的坐标______,______,______;
(2)连接,交线段于点.
①当与轴平行时,求的值
②当与轴不平行时,连接、,求的最大值
③连接,是否存在点,使得,若存在,求的值,若不存在,请说明理由.
3.(2025九年级上·江苏苏州·期末)直线与轴交于点B,与y轴交于点C,抛物线经过B,C两点,与x轴的另一交点为A,连接,点P为上方的抛物线上一动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图①,连接,交线段于点D,若,求此时点P的坐标;
(3)如图②,连接.过点P作轴,交线段于点E,若与相似,求出点P的横坐标及线段长.
4.(2024·广东东莞·一模)如题,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,点,与轴交于点,连接,.
(1)求抛物线的解析式.
(2)点为抛物线的对称轴上一动点,当周长最小时,求点的坐标.
(3)点是的中点,射线交抛物线于点,是抛物线上一动点,过点作轴的平行线,交射线与点,是否存在点使得与相似?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
5.(2024·江苏苏州·三模)如图,在平面直角坐标系中,开口向上的抛物线与轴交于、两点(点在点的右边),与轴负半轴交于点,且经过点,连接、,已知.
(1)求与的数量关系;
(2)若抛物线对称轴与线段交于点,抛物线顶点为,连接,若,求的值;
(3)连接,将绕平面内的点逆时针旋转后得到对应的,并且点、刚好落在抛物线上,点落在直线上,求的坐标.
6.(2025·江苏苏州·模拟预测)如图1,抛物线(m为常数)与x轴交于 A、B两点,与y轴交于点C.
(1)下列说法正确的是 (填序号).
①该抛物线开口向上;
②该抛物线与y轴的交点始终在x轴的上方;
③该抛物线的顶点在直线上.
(2)如图2,若直线与该抛物线交于M、N两点,试说明:线段的长是一个定值,并求出这个值.
(3)在(2)的条件下,点E是直线上的一个动点(图3),当时,与相似,求此时抛物线的函数表达式.
7.(24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习)如图,抛物线与轴交于、两点,且与轴交于点,直线经过点且与抛物线交于另一点.
(1)填空:写出下列点的坐标A__________,B__________,C__________;
(2)设点是位于直线上方的抛物线上的一个动点,连接、,求的面积的最大值;
(3)点在轴上且位于点的左侧,若以,,为顶点的三角形与相似,求点的坐标.
8.(24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,直线与x轴交于点,与y轴交于点C,抛物线经过A,C两点且与x轴的正半轴交于点B.
(1)求k的值及抛物线的解析式.
(2)如图1,若点D为直线上方抛物线上一动点,连接,当时,求D点的坐标;
(3)如图2,若F是线段的上一个动点,过点F作直线垂直于x轴交直线和抛物线分别于点G、E,连接.设点F的横坐标为m,是否存在以C,G,E为顶点的三角形与相似,若存在,直接写出m的值;若不存在,请说明理由.
9.(2025·江苏苏州·一模)如图,抛物线的图象经过点,顶点D的坐标为,与x轴交于两点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)连接为直线上一点,当时,求的值.
(3)点是y轴上一动点,当y为何值时,的值最小.并求出这个最小值.
(4)点C关于x轴的对称点为H,当取最小值时,在抛物线的对称轴上是否存在点Q,使是直角三角形?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
10.(2025九年级上·江苏苏州·期中)如图,在平面直角坐标系内,抛物线y=ax2+bx﹣4(a≠0)与x轴交于点A,点B,与y轴交于点C,且OB=2OA.过点A的直线y=x+2与抛物线交于点E.点P为第四象限内抛物线上的一个动点,过点P作PH⊥AE于点H.
(1)抛物线的表达式中,a= ,b= ;
(2)在点P的运动过程中,若PH取得最大值,求这个最大值和点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,在x轴上求点Q,使以A,P,Q为顶点的三角形与△ABE相似.
11.(2025·江苏苏州·一模)我们规定:关于x的反比例函数称为一次函数的“次生函数”,关于x的二次函数称为一次函数的“再生函数”.
(1)按此规定:一次函数的“次生函数”为:______,“再生函数”为:______;
(2)若关于x的一次函数的“再生函数”的顶点在x轴上,求顶点坐标:
(3)若一次函数与其“次生函数”交于点、两点,其“再生函数”与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C.
①若点,求的正切值;
②若点E在直线上,且在x轴的下方,当时,求点E的坐标.
12.(2025九年级上·江苏苏州·期中)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与两坐标轴分别相交于三点.
(1)求证:;
(2)点是第一象限内抛物线上的动点,过点作轴的垂线交于点,交轴于点.
①求的最大值;
②点是的中点,若以点为顶点的三角形与相似,求点的坐标.
13.(2025九年级上·江苏苏州·期末)在平面直角坐标系中,O为坐标原点,直线与x轴交于点B,与y轴交于点C.二次函数的图像过B,C两点,且与x轴交于另一点A,点M为线段OB上的一个动点(不与端点O,B重合).
(1)求二次函数的表达式;
(2)如图①,过点M作y轴的平行线l交于点F,交二次函数的图像于点E,记的面积为,的面积为,当时,求点E的坐标;
(3)如图②,连接,过点M作的垂线,过点B作的垂线,与交于点G,试探究的值是否为定值?若是,请求出的值;若不是,请说明理由.
14.(24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习)如图,抛物线与轴交于两点,且与轴交于点,直线经过点且与抛物线交于另一点.
(1)填空:写出下列点的坐标______;______;______;
(2)设点是位于直线上方的抛物线上的一个动点,连接,求的面积的最大值;
(3)点在轴上且位于点的左侧,若以,,为顶点的三角形与相似,求点的坐标.
15.(2024·江苏苏州·一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴的交点分别为,,其中(),且,与轴的交点为,直线轴,在轴上有一动点,过点E作直线轴,与抛物线、直线的交点分别为.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当时,求面积的最大值;
(3)当时,是否存在点,使以为顶点的三角形与相似?若存在,求出此时的值;若不存在,请说明理由.
16.(2025·江苏苏州·二模)如图1,已知二次函数的图像经过点点和点,连接,线段上有一动点P,过点P作的平行线交直线于点D,交抛物线于点E.
(1)求二次函数的解析式;
(2)移动点P,求线段的最大值;
(3)如图2,过点E作y轴的平行线交于点F,连接,若以点C、D、P为顶点的三角形和是相似三角形,求此时点P坐标.
17.(2025·江苏苏州·一模)如图①,在平面直角坐标系中,抛物线经过点两点,且与y轴交于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)若经过三点,N是线段上的动点,求的取值范围.
(3)点P是二次函数图像上位于第一象限内的一点,过点P作,交直线于点Q,若,求点P的坐标.
18.(2025九年级上·江苏盐城·期末)已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴的交点为C(0,3),其对称轴是直线x=1,点P是抛物线上第一象限内的点,过点P作PQ⊥x轴,垂足为Q,交BC于点D,且点P的横坐标为a.
(1)求这条抛物线对应的函数表达式;
(2)如图1,过点C作CE平行于x轴,交抛物线于点E,若点P在CE的上方,连接PE,PC,DE,当S四边形CPED=S△AOC时,求点P坐标;
(3)如图2,连接AP,BP,设AP交BC于点H,△PHB的面积为S1,△ABH的面积为S2 ,求的最大值;
(4)如图3,在(3)的条件下,连接CQ,将CQ右侧的抛物线沿CQ翻折,交y轴于点M,请直接写出点M的坐标.
1、 解答题
1.(2025·江苏苏州·一模)如图,抛物线与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,且点,点,抛物线的对称轴为直线,连接AC,BC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)将沿直线BC折叠,得到,请问:点A的对应点D是否落在抛物线的对称轴上?若点D落在对称轴上,请求出点D的坐标;若点D没有落在对称轴上,请说明理由;
(3)若点E是抛物线位于第一象限内的一个动点,连接AE交直线BC于点F,设,求n的最大值并求出此时点E的坐标.
【答案】(1)
(2)点不在对称轴上,理由见解析
(3),
【难度】0.65
【知识点】待定系数法求二次函数解析式、相似三角形的判定与性质综合、相似三角形问题(二次函数综合)、线段问题(轴对称综合题)
【分析】(1)根据待定系数法求解析式即可;
(2)根据勾股定理逆定理证明是直角三角形,根据中点坐标公式求得点的坐标即可;
(3)过点,分别作轴的垂线,交直线于点,先求得直线的解析式,根据题意设设,则,则根据,求得关于的二次函数,根据二次函数的性质即可求得的最大值,即可求得的坐标.
【详解】(1)抛物线与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,且点,点,抛物线的对称轴为直线,
,
设抛物线的解析式为,
将点代入得,
解得,
物线的解析式为,
即,;
(2)点不在对称轴上,理由如下,
,
,
,,
,
,
是直角三角形,
将沿直线BC折叠,得到,点A的对应点为点D,
,
,
设,则,
解得,
,
故点不在对称轴上;
(3)如图,过点,分别作轴的垂线,交直线于点,
,
,
,
,,
设直线解析式为,
则,
解得,
直线解析式为,
令,则,
,
,
设,则,
,
,
,
当时,取得最大值,最大值为,
.
此时.
【点睛】本题考查了二次函数的性质与图象,待定系数法求二次函数解析式,相似三角形的性质与判定,二次函数的性质求最值,第三问中转化线段的比是解题的关键.
2.(23-24九年级上·江苏苏州·阶段练习)如图,抛物线与坐标轴分别交于三点,是第一象限内抛物线上的一点且横坐标为.
(1)三点的坐标______,______,______;
(2)连接,交线段于点.
①当与轴平行时,求的值
②当与轴不平行时,连接、,求的最大值
③连接,是否存在点,使得,若存在,求的值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)①;②;③存在,.
【难度】0.4
【知识点】待定系数法求二次函数解析式、相似三角形的判定与性质综合、角度问题(二次函数综合)、相似三角形问题(二次函数综合)
【分析】(1)分别把与代入,再解方程可得答案;
(2)①当与轴平行时, 则,再利用相似三角形的性质可得答案;②如图,过点作的平行线,交于点,可得,再利用相似三角形的性质可得答案;③假设存在点,如图,延长交轴于点,过点作的垂线,交抛物线于点,求解,设的解析式为,将代入解析式可得解析式为,再建立方程求解即可;
【详解】(1)解:当时,,
,
当时,可得方程,
解得或,
.
(2)①当与轴平行时,
∴,
∴,
∵当,
∴,,
∴,,
∴,而,
∴;
②如图,过点作的平行线,交于点,
,
,,
,
,
设,
设的解析式为,
将代入解析式,得,
解得,
的解析式为,
∴时,,
∴,
,
当时,取最大值为.
(3)假设存在点,如图,延长交轴于点,过点作的垂线,交抛物线于点,
,
,,
,
,,
,
,
,
,
设的解析式为,将代入解析式得:,
解得:,
解析式为,
令,解得或(舍),
存在点满足题意,此时.
【点睛】本题考查的是利用待定系数法求解二次函数的解析式,相似三角形的判定与性质,一次函数的性质,作出合适的辅助线是解本题的关键.
3.(2025九年级上·江苏苏州·期末)直线与轴交于点B,与y轴交于点C,抛物线经过B,C两点,与x轴的另一交点为A,连接,点P为上方的抛物线上一动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图①,连接,交线段于点D,若,求此时点P的坐标;
(3)如图②,连接.过点P作轴,交线段于点E,若与相似,求出点P的横坐标及线段长.
【答案】(1)
(2)或
(3),或,
【难度】0.4
【知识点】求一次函数解析式、待定系数法求二次函数解析式、相似三角形的判定与性质综合、相似三角形问题(二次函数综合)
【分析】(1)先确定点的坐标,再用待定系数法求抛物线的解析式;
(2)先求直线和的解析式,再联立求出交点的横坐标,证明,根据相似三角形对应边成比例建立方程求解即可;
(3)分两种情况:或,根据对应边成比例建立方程求解即可.
【详解】(1)解:直线与轴交于点,与轴交于点,
令,则;令,则,
,
抛物线经过,两点,
将的坐标代入解析式可得
,
解得,
抛物线解析式为:;
(2)解:令抛物线,可得或,
,
,
设直线的解析式为:,
将代入直线,得
,
解得:,
直线的解析式为:,
设P点坐标为(,),
设直线的解析式为:,
将, )代入解析式中,得
,
解得:,
直线的解析式为:,
联立直线与直线
,
解得,
如图过点P作轴于点H,作轴于点G
,
又
,
解得:或,
经检验,,都是方程的根,
当时,;
当时,
故点P的坐标为(,),(,);
(3)解:设P点坐标为,
,
,,
,
轴,
,
又,
,
,
①当时,
,
即,
解得:或,
经检验不是方程的根,应舍去,
;
②当时,
,
即,
解得:或,
经检验不是方程的根,应舍去,
.
【点睛】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,相似三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题,属于中考压轴题.
4.(2024·广东东莞·一模)如题,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,点,与轴交于点,连接,.
(1)求抛物线的解析式.
(2)点为抛物线的对称轴上一动点,当周长最小时,求点的坐标.
(3)点是的中点,射线交抛物线于点,是抛物线上一动点,过点作轴的平行线,交射线与点,是否存在点使得与相似?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,点的坐标为或
【难度】0.4
【知识点】待定系数法求二次函数解析式、利用相似三角形的性质求解、线段周长问题(二次函数综合)、相似三角形问题(二次函数综合)
【分析】(1)待定系数法求解析式即可求解;
(2)点关于对称轴的对称点为点,连接交对称轴于点,连接,此时最小,得出直线的解析式为,当时,,得出即可求解;
(3)分两种情况:,,根据相似三角形的性质,即可求解.
【详解】(1)解:把点,分别代入,
得解得
∴抛物线的解析式为.
(2)∵,
∴对称轴为直线
点关于对称轴的对称点为点,连接交对称轴于点,连接,此时最小,
当时,,
∴点.
设直线的解析式为,代入得
∴
∴直线的解析式为
当时,,
∴点.
(3)存在.
∵,是的中点,
.
又,
∴直线的解析式为,.
联立得.
解得,(舍).
当时,.
∴.
设,则.
∴.
分以下两种情况:
①如图2,若,则,.
∴轴.
∴.
∴.
解得或(舍).
∴.
②如图3,若,则,.
过点作于点,则,
即.
解得或(舍).
∴.
综上,点的坐标为或.
【点睛】本题考查了二次函数的综合运用,待定系数法求二次函数解析式,线段周长问题以及相似三角形的性质,解题的关键是求出二次函数解析式.
5.(2024·江苏苏州·三模)如图,在平面直角坐标系中,开口向上的抛物线与轴交于、两点(点在点的右边),与轴负半轴交于点,且经过点,连接、,已知.
(1)求与的数量关系;
(2)若抛物线对称轴与线段交于点,抛物线顶点为,连接,若,求的值;
(3)连接,将绕平面内的点逆时针旋转后得到对应的,并且点、刚好落在抛物线上,点落在直线上,求的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【难度】0.4
【知识点】全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、根据旋转的性质求解、相似三角形问题(二次函数综合)、其他问题(二次函数综合)
【分析】(1)根据题意得到,,根据,得到,将点代入即可得到结论;
(2)根据题意,画出示意图,由(1)知,,得抛物线解析式为:,求出,抛物线对称轴为直线,则,,,,,,由,得到,据此建立关于m的方程求解即可;
(3)根据题意画出图形,设抛物线对称轴交于点Q,交x轴于点P,连接,由(2)知.根据逆时针旋转角为可得轴,轴,设点的横坐标设为,则点的横坐标设为,点点的横坐标设为,根据横坐标中点在抛物线的对称轴上求出点的坐标,再证明,求出,由,得到,代入抛物线解析式,建立方程求解即可.
【详解】(1)解:根据题意得:,,
,
,
将点代入,
则,
,
;
(2)解:如图,
由(1)知,,
抛物线解析式为:,
令,
,
,
或,
根据题意得:,
抛物线的对称轴为直线,
,
当时,,
,
,,,,
,
,即,
(负值舍去);
(3)解:根据题意画出图形,设抛物线对称轴交于点Q,交x轴于点P,连接,
∵将绕平面内点M逆时针旋转后得到对应的,点落在直线上,
∴轴,轴,
由(2)知.
,
点的纵坐标为,点的纵坐标为,点的纵坐标为,
点与点D重合,
,
点与点关于抛物线对称轴对称,
点在抛物线对称轴上,
点的横坐标为,
设,
,
是等腰直角三角形,
,
,
点是的中点,
,
,
,
,
,
由旋转的性质得到,
,
,
,,
,
,
,
,
,
,
,
抛物线,
将点代入得:,
,即,
解得:或(舍去),
,
【点睛】本题考查了待定系数法求解析式,旋转的性质,二次函数的图象与性质,等腰三角形的性质,勾股定理,对称,三角形全等,三角形相似等知识.熟练掌握数形结合的思想是解题的关键.
6.(2025·江苏苏州·模拟预测)如图1,抛物线(m为常数)与x轴交于 A、B两点,与y轴交于点C.
(1)下列说法正确的是 (填序号).
①该抛物线开口向上;
②该抛物线与y轴的交点始终在x轴的上方;
③该抛物线的顶点在直线上.
(2)如图2,若直线与该抛物线交于M、N两点,试说明:线段的长是一个定值,并求出这个值.
(3)在(2)的条件下,点E是直线上的一个动点(图3),当时,与相似,求此时抛物线的函数表达式.
【答案】(1)①③
(2)线段的长度是定值
(3)
【难度】0.4
【知识点】待定系数法求二次函数解析式、y=ax²+bx+c的图象与性质、证明两三角形相似、相似三角形问题(二次函数综合)
【分析】(1)由二次项系数判定①,令计算y的值判定②,由解析式得到顶点的坐标,然后代入直线判定③;
(2)联立直线解析式和抛物线解析式得到关于x的一元二次方程,进而由根与系数的关系得到点M和点N两点横坐标之间的关系,再结合两点之间的距离公式求得线段的长度,判定是否为定值;
(3)先根据算出的长度,然后利用两点间的距离公式计算得到点N的坐标,再将点N的坐标代入抛物线解析式求出m得到相关抛物线的解析式,进而联立直线和抛物线的解析式求出点M和点N的坐标进行判定三角形是否相似,进而求解.
【详解】(1)由得顶点坐标为,二次项系数为1,
∴开口向上,故①正确,符合题意;
当时,,
∴点不一定在轴正半轴上,故②错误,不符合题意;
将顶点坐标代入直线,得,故③正确,符合题意;
故答案为:①③;
(2)由,得:,
设,则,
,
,
∴线段的长度是定值.
(3)∵,
∴,
,
对直线,当时,,
,
设,则,
解得:或,
或
将代入,得,
解得:或,
当时,,
令时,或,
∴,
由,得:或,
∴,符合条件;
∴,
∴,
∴与不相似,舍去:
当时,,
令时,,无解;
将代入,得,
解得:或,
当时,不符合条件,舍去;
当时,,
由,得:或,
∴,
当时,,
解得:或,
,
,
,
,
,
,
,
综上所述,时,与相似,
则抛物线的表达式为:.
【点睛】本题考查了待定系数法求一次函数和二次函数的解析式、二次函数的性质、两点之间的距离公式、相似三角形的判定、一元二次方程根与系数的关系,解题的关键是学会将题目中的语句和相关的知识点连接解题.
7.(24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习)如图,抛物线与轴交于、两点,且与轴交于点,直线经过点且与抛物线交于另一点.
(1)填空:写出下列点的坐标A__________,B__________,C__________;
(2)设点是位于直线上方的抛物线上的一个动点,连接、,求的面积的最大值;
(3)点在轴上且位于点的左侧,若以,,为顶点的三角形与相似,求点的坐标.
【答案】(1),,.
(2).
(3)或.
【难度】0.4
【知识点】y=ax²+bx+c的图象与性质、面积问题(二次函数综合)、相似三角形问题(二次函数综合)
【分析】(1)当时,解出的值,即可知道、点坐标;当时,解出的值,即可知道点坐标;
(2)过点作轴的垂线,与轴交于点,与交于点,过点作轴的平行线,与的延长线交于点,设,求出长度,再转化的面积,得到,进而可求出面积最大值;
(3)通过计算可得,进而可知只可能存在和两种情况,利用相似三角形性质进行分情况讨论即可.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴交于、两点,且与轴交于点,
∴当时,,解得,,
当时,,
∴,,,
故答案为:,,.
(2)如图,过点作轴的垂线,与轴交于点,与交于点,过点作轴的平行线,与的延长线交于点,
由题意得,
解得,
∴,
设,则,
∵在直线上,
∴,
∴,
,
∵,
∴,
∴当时,的面积的达到最大值,最大值为.
(3)如图,过点作轴,垂足为点,
∵,,,,
∴,,
∴,,
又∵,
∴,,,
设,则,
∵,
∴只可能存在和两种情况,
当时,有,即,解得,
当时,有,即,解得,
综上点坐标可以为或.
【点睛】本题考查了二次函数综合问题、面积最值问题以及相似三角形性质,能够正确做出辅助线是解题关键.
8.(24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,直线与x轴交于点,与y轴交于点C,抛物线经过A,C两点且与x轴的正半轴交于点B.
(1)求k的值及抛物线的解析式.
(2)如图1,若点D为直线上方抛物线上一动点,连接,当时,求D点的坐标;
(3)如图2,若F是线段的上一个动点,过点F作直线垂直于x轴交直线和抛物线分别于点G、E,连接.设点F的横坐标为m,是否存在以C,G,E为顶点的三角形与相似,若存在,直接写出m的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)
(3)存在,或
【难度】0.4
【知识点】待定系数法求二次函数解析式、角度问题(二次函数综合)、相似三角形问题(二次函数综合)
【分析】(1)将点的坐标直接代入直线解析式可得出的值;再求出点的坐标,将,的坐标代入抛物线解析式,即可得出结论;
(2)连接,过点作轴的对称点,角度推导得到,设直线表达式为:,代入得:,解得:,则,设直线表达式为:,求得直线表达式为: ,联立直线表达式和抛物线表达式,得:求解即可;
(3)根据题意需要分两种情况,当时,当时,一种是发现,另一种过点作轴于点,得到为等腰直角三角形,则,建立方程,分别求出的值即可.
【详解】(1)解:直线与轴交于点,
,
,
直线的表达式为;
当时,,
点的坐标为,
将,点的坐标,代入,
得:,
解得:,
抛物线的解析式为;
(2)解:连接,过点作轴的对称点,
对于,当,则,
解得:或,
∴,
则,
由对称得:,
当,,
∴,而由知,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴
∴,
∴,
设直线表达式为:,代入得:,
解得:,
∴,
∴设直线表达式为:,
代入得:,
解得:,
∴直线表达式为: ,
联立直线表达式和抛物线表达式,得:,
解得:或(舍),
∴;
(3)解:存在,理由如下:
由图形可知,
若与相似,则需要分两种情况,
当时,过点作轴于点,
由上知,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,
则,
则,,
∴,
解得:或;
当时,则
令,
解得:或(舍)
即,
综上,当的值为或时,以,,为顶点的三角形与相似.
【点睛】本题是二次函数的综合题,主要考查的是待定系数法求二次(一次)函数解析式、二次函数图象上点的坐标特征、相似三角形的判定与性质,平行线的判定,解题的关键是第(3)问中需分两种情况讨论.
9.(2025·江苏苏州·一模)如图,抛物线的图象经过点,顶点D的坐标为,与x轴交于两点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)连接为直线上一点,当时,求的值.
(3)点是y轴上一动点,当y为何值时,的值最小.并求出这个最小值.
(4)点C关于x轴的对称点为H,当取最小值时,在抛物线的对称轴上是否存在点Q,使是直角三角形?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2);(3)当时,点有最小值为;(4)存在,点Q的坐标为:或或或.
【难度】0.4
【知识点】待定系数法求二次函数解析式、相似三角形的判定与性质综合、利用同角三角函数关系求值、相似三角形问题(二次函数综合)
【分析】(1)将点的坐标代入抛物线表达式,即可求解;
(2)当时,根据题意先求得,,的长,由得:,即可求解;
(3)连接,过点作于,当折线段与重合时,取得最小值,即可求解;
(4)①当点为直角顶点时,由得:;②当点
为直角顶点时,点,则点;③当点F为直角顶点时,同理可得:点.
【详解】(1)抛物线的图象经过点,顶点D的坐标为,
解得
抛物线的解析式为:;
(2)与x轴交于两点,
令,即
解得
,
(3)如图,连接,过点作于点
,,
则
当折线段与重合时,取得最小值
由(2)可知,
当折线段与重合时,在线段上
当时,即点有最小值为;
(4)①当点为直角顶点时
依题意,由(3)可知
,点C关于x轴的对称点为H
顶点D的坐标为,
抛物线的对称轴为
设,过点作于,如图:
由题意是
解得
或者
②当点为直角顶点时
则轴
③当点为直角顶点时
则轴
综合①②③可知
点Q的坐标为:或或或.
【点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数、点的对称性、三角形相似、图形的面积计算等,其中(4),要注意分类求解,避免遗漏,综合运用以上知识是解题的关键.
10.(2025九年级上·江苏苏州·期中)如图,在平面直角坐标系内,抛物线y=ax2+bx﹣4(a≠0)与x轴交于点A,点B,与y轴交于点C,且OB=2OA.过点A的直线y=x+2与抛物线交于点E.点P为第四象限内抛物线上的一个动点,过点P作PH⊥AE于点H.
(1)抛物线的表达式中,a= ,b= ;
(2)在点P的运动过程中,若PH取得最大值,求这个最大值和点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,在x轴上求点Q,使以A,P,Q为顶点的三角形与△ABE相似.
【答案】(1),;(2)最大值为,;(3)或
【难度】0.4
【知识点】y=ax²+bx+c的最值、相似三角形的判定与性质综合、根据特殊角三角函数值求角的度数、相似三角形问题(二次函数综合)
【分析】(1)根据直线方程求得点坐标,再根据求得点坐标,代入抛物线解析式,即可求解;
(2)过点作并延长交于点,过点作,设交于点,可得,得到,利用二次函数的性质求得的最大值,即可求解;
(3)根据点坐标求得,分两种情况讨论求解即可.
【详解】解:(1)由直线y=x+2可得,∴
∵,∴,即
将、代入抛物线解析式可得
,解得
故答案为:,
(2)由(1)得抛物线解析式为
过点作并延长交于点,过点作,设交于点,如下图:
则,
又∵
∴
又∵
∴
∴,即
联立直线与抛物线可得
,即
解得,
,即,
∴,
∴,即的最大值,即是的最大值
设,则
∵,
∴时,最大,为
此时,
故答案为:最大值为,,
(3)由(2)得,
,
又∵,都为锐角
∴
当在点左侧时,,此时以A,P,Q为顶点的三角形与△ABE不相似,所以在点右侧,
设,则
由题意可得:,,
当时,,即,解得,此时
当时,,即,解得,此时
综上所述,或
【点睛】此题考查了二次函数的综合应用,涉及了待定系数法求函数解析式,二次函数的性质,相似三角形的判定与性质,锐角三角函数的定义,解题的关键是掌握并灵活运用相关基本性质进行求解.
11.(2025·江苏苏州·一模)我们规定:关于x的反比例函数称为一次函数的“次生函数”,关于x的二次函数称为一次函数的“再生函数”.
(1)按此规定:一次函数的“次生函数”为:______,“再生函数”为:______;
(2)若关于x的一次函数的“再生函数”的顶点在x轴上,求顶点坐标:
(3)若一次函数与其“次生函数”交于点、两点,其“再生函数”与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C.
①若点,求的正切值;
②若点E在直线上,且在x轴的下方,当时,求点E的坐标.
【答案】(1),
(2)
(3)①;点E的坐标
【难度】0.4
【知识点】求角的正切值、相似三角形问题(二次函数综合)、其他问题(二次函数综合)、一次函数与反比例函数的交点问题
【分析】(1)先根据y=x-3确定a,b的值,然后根据“次生函数”和“再生函数”的定义即可;
(2)先写出y=x+b的“再生函数”函数,再根据二次函数的性质列出关于b的式子,求出b即可确定顶点;
(3)①先说明△BCD是直角三角形,然后根据三角函数的定义即可;
②根据E所在的位置,利用等腰直角三角形的性质求出点E的坐标即可.
【详解】(1))∵一次函数y=x-3的a=1,b=-3,
∴y=x-3的“次生函数”为y=−,
∴y=x-3的“再生函数”为y=x2-3x+2,
故答案为y=−,y=x2-3x+2;
(2)∵y=x+b的“再生函数”为:y=x2+bx-(1+b),
又∵y=x2+bx-(1+b)的顶点在x轴上,
∴b2+4(1+b)=0,
∴解得:b1=b2=-2,
∴y=x2-2x+1=(x-1)2,
∴顶点坐标为:(1,0);
(3)①∵y=ax+b与其“次生函数”的交点为:(1,-2)、(4,−),
∴,
解得:,
∴一次函数的解析式为y=,
∴y=的“再生函数”为:y=
令y=0,则
解得:x1=1,x2=4,
∴A(1,0),B(4,0),C(0,2),
如图,过点C作CH∥x轴交直线x=1于点H,
∵D(1,3),C(0,2),
∴CH=DH=1,
∴∠CDH=45°,
又∵AD=AB=3,
∴∠ADB=45°,
∴∠CDB=90°,
∵CD=,BD=,
∴;
②如图,
∵∠CBE=∠ABD=45°,
∴∠ABE=∠CBD,
又∵∠EAB=∠CDB=90°,
∴△CBD∽△EBA,
∴,
∴=,
∴AE=1
∴E(1,-1).
【点睛】本题主要考查新定义概念类型题以及二次函数的综合应用,正确理解新定义的函数是本题的关键.
12.(2025九年级上·江苏苏州·期中)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与两坐标轴分别相交于三点.
(1)求证:;
(2)点是第一象限内抛物线上的动点,过点作轴的垂线交于点,交轴于点.
①求的最大值;
②点是的中点,若以点为顶点的三角形与相似,求点的坐标.
【答案】(1)见解析
(2)①;②或.
【难度】0.4
【知识点】相似三角形的判定与性质综合、线段周长问题(二次函数综合)、特殊三角形问题(二次函数综合)、相似三角形问题(二次函数综合)
【分析】(1)分别计算三点的坐标,再利用勾股定理求得的长,最后利用勾股定理逆定理解题;
(2)①先解出直线的解析式,设,得出,由,得出利用二次函数的配方法求最值;
②根据直角三角形斜边的中线性质,解得的长,再证明,再分两种情况讨论以点为顶点的三角形与相似,结合相似三角形对应边成比例性质解题即可.
【详解】(1)解:令,得,
,
令得,
,
,
,,
,
,
,
,
(2)①设直线的解析式为:,代入,得
,
,
,
设,
,
,
∴,
∴,
,
,
,
,
,
,
即的最大值为9;
②点是的中点,
在中,,
即为等腰三角形,
,
,
,
,
,
若以点为顶点的三角形与相似,
则①,
,
又,
,
,
,,
,
,,
或,
经检验:不符合题意,舍去,
②,
又,
,
,
,
整理得,,
,,
或,
同理:不合题意,舍去,
综上所述,或.
【点睛】本题考查二次函数的图象与性质、平行线分线段成比例,相似三角形的判定与性质、直角三角形斜边中线的性质、勾股定理及其逆定理、二次函数的最值、解一元二次方程等知识,掌握相关知识是解题关键.
13.(2025九年级上·江苏苏州·期末)在平面直角坐标系中,O为坐标原点,直线与x轴交于点B,与y轴交于点C.二次函数的图像过B,C两点,且与x轴交于另一点A,点M为线段OB上的一个动点(不与端点O,B重合).
(1)求二次函数的表达式;
(2)如图①,过点M作y轴的平行线l交于点F,交二次函数的图像于点E,记的面积为,的面积为,当时,求点E的坐标;
(3)如图②,连接,过点M作的垂线,过点B作的垂线,与交于点G,试探究的值是否为定值?若是,请求出的值;若不是,请说明理由.
【答案】(1);
(2);
(3)是,定值为;
【难度】0.4
【知识点】待定系数法求二次函数解析式、面积问题(二次函数综合)、相似三角形问题(二次函数综合)
【分析】(1)根据坐标轴交点特点利用一次函数求出B,C两点坐标,代入抛物线解析式即可得到答案;
(2)连接,设点M坐标为,根据题意写出点F,E的坐标,表示出,,根据列等式求出m即可得到答案;
(3)过G作,根据垂直易得,根据对应成比例即可得到答案;
【详解】(1)解:在一次函数中,
当时,,
当时,,
∴,,
将,代入抛物线得,
,
解得:,,
∴;
(2)解:连接,设点M坐标为,
∵,
∴点E的坐标为:,点F的坐标为,
由题意可得,
,
,
∵,
∴,
解得: ,(不符合题意舍去),
∴E的坐标为:;
(3)解:过G作,由题意可得,
∵,, ,,
∴,,,,
∴,,
∴,,
∵,,
∴,,
∵,
∴,
∴设点G坐标为,点M坐标为,
可得,
解得:,
∴,
∴,
∴;
【点睛】本题主要考查二次函数综合应用,解题的关键是设出动点坐标写出相关联的坐标,根据等量列式求解.
14.(24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习)如图,抛物线与轴交于两点,且与轴交于点,直线经过点且与抛物线交于另一点.
(1)填空:写出下列点的坐标______;______;______;
(2)设点是位于直线上方的抛物线上的一个动点,连接,求的面积的最大值;
(3)点在轴上且位于点的左侧,若以,,为顶点的三角形与相似,求点的坐标.
【答案】(1),,;
(2)最大值为;
(3)点坐标为或.
【难度】0.4
【知识点】y=ax²+bx+c的图象与性质、面积问题(二次函数综合)、相似三角形问题(二次函数综合)
【分析】()当时,解出的值,即可知道点坐标; 当时,解出的值,即可知道点坐标;
()过点作轴的垂线,与轴交于点,与交于点,过点作轴的平行线,与的延长线交于点,设 ,求出长度,再转化的面积,得到 ,进而可求出面积最大值;
()通过计算可得,进而可知只可能存在和 两种情况,利用相似三角形性质进行分情况讨论即可;
本题考查了二次函数综合问题、面积最值问题以及相似三角形性质,能够正确做出辅助线是解题的关键.
【详解】(1)∵抛物线 与轴交于两点,且与轴交于点,
∴当时,,解得,,
当时,,
∴,,,
故答案为:,,;
(2)如图,过点作轴的垂线,与轴交于点,与交于点,过点作轴的平行线,与的延长线交于点,
由题意得,
解得 或,
∴,
设,则,
∵在直线上,
∴,
∴,
∴
,
∵,
∴
∴当时,的面积的达到最大值,最大值为;
(3)如图,过点作 轴,垂足为点,
∵,,,,
∴,,,,
∴,,
又∵,
∴,,,
设,则,
∵,
∴只可能存在和 两种情况,
当时,
∴,即,
解得:;
当时,
∴,即,
解得,
综上点坐标为或.
15.(2024·江苏苏州·一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴的交点分别为,,其中(),且,与轴的交点为,直线轴,在轴上有一动点,过点E作直线轴,与抛物线、直线的交点分别为.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当时,求面积的最大值;
(3)当时,是否存在点,使以为顶点的三角形与相似?若存在,求出此时的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)当时,面积有最大值,为
(3)、或
【难度】0.15
【知识点】待定系数法求二次函数解析式、y=ax²+bx+c的图象与性质、面积问题(二次函数综合)、相似三角形问题(二次函数综合)
【分析】(1)根据抛物线对称性得到,再由得到,联立方程组求解得到,,利用待定系数法确定函数解析式即可得到答案;
(2)由(1)中所求解析式,得到,,求出直线:,根据在轴上有一动点,过点E作直线轴,与抛物线的交点为,分二种情况:①当在轴之间时;②当在轴右边时;利用平面直角坐标系中三角形面积的表示方法,最后结合抛物线图象与性质求解即可得到答案;
(3)分两种情况:点在上方;点在下方;当点在上方时,如图所示,,当以为顶点的三角形与相似时,分两种情况:①;②;利用相似比代值求解即可得到答案;同理,当点在下方时,如图所示,,当以为顶点的三角形与相似时,分两种情况:①;②;利用相似比代值求解即可得到答案.
【详解】(1)解:抛物线,
对称轴为,
抛物线与轴的交点分别为,,其中(),且,
,,则,解得,
,,
将代入得,解得,
抛物线的解析式为;
(2)解:由得:,
设直线:,将,代入得,解得,
直线:,
在轴上有一动点,过点E作直线轴,与抛物线、直线的交点分别为,根据,,则分二种情况:①当在轴之间时;②当在轴右边时;
当在轴之间时,如图所示:
,,
,
,,
抛物线开口向下,当时,有最大值,为;
当在轴右边时,过作轴,如图所示:
,,
,
,对称轴为,,
抛物线开口向上,则当时,随着的增大而增大,即当时,有最大值,为;
,
当时,面积有最大值,为;
(3)解:由(1)知,当时,,解得或,
,
当在上方,即时,如图所示:
,
当以为顶点的三角形与相似时,分两种情况:①;②;
由(1)(2)可知,,,且,,
当时,,
,
,即,解得(舍去)或;
当时,,
,
,即,解得(舍去)或(舍去);
当在下方,即时,如图所示:
,
当以为顶点的三角形与相似时,分两种情况:①;②;
由(1)(2)可知,,,且,,
当时,,
,
,即,解得(舍去)或;
当时,,
,
,即,解得(舍去)或;
综上所述,存在点,使以为顶点的三角形与相似,此时,、或.
【点睛】本题考查二次函数综合,涉及待定系数法确定函数关系式、二次函数图象与性质、抛物线与三角形面积问题、抛物线与三角形相似、解一元二次方程等知识,熟记二次函数图象与性质,掌握二次函数综合题型的解法,分类讨论是解决问题的关键.
16.(2025江苏苏州·二模)如图1,已知二次函数的图像经过点点和点,连接,线段上有一动点P,过点P作的平行线交直线于点D,交抛物线于点E.
(1)求二次函数的解析式;
(2)移动点P,求线段的最大值;
(3)如图2,过点E作y轴的平行线交于点F,连接,若以点C、D、P为顶点的三角形和是相似三角形,求此时点P坐标.
【答案】(1)二次函数的解析式为:;(2)ED最大值为;(3)点P坐标为(0,0)或(,0).
【难度】0.15
【知识点】相似三角形的判定与性质综合、相似三角形问题(二次函数综合)
【分析】(1)用待定系数法即可求出二次函数的解析式;
(2)先待定系数法求BC的函数解析式为:,过点E作EF∥y轴交BC于点F,过点D作DG⊥EF于点G,证明△DFG~△BCO,再证△EDG∽△CAO,则DG=3k,EG=6k,ED=,ED=EF,要线段DE的最大,只要求EF的最大值.设点E坐标为(e,),则点F坐标为(e,),然后表示出EF,结合最值的性质,即可得到答案;
(3)△CPD与△DEF中,已有∠CDP=∠EDF,分两种情况讨论:①△DPC∽△DEF,易得P与O重合,点P坐标为(0,0);
②△DCP∽△DEF先求tan∠DCP=tan∠ACO=,过点B作BQ⊥CB交CP于点Q,过点Q作QM⊥BO于点M,在Rt△CBQ中.,证明△OCB∽△MBQ,求出点Q坐标为(2,),用待定系数法求直线CQ的解析式为:y=+2,当y=0时,x=,即得点P坐标为(,0).
【详解】解:(1)把点A(-1,0)点B(3,0)和点C(0,2)代入二次函数y=ax2+bx+c,得,
,解得,,
∴二次函数的解析式为:;
(2)设BC的函数解析式为:y=mx+n,
把点C(0,2)和B(3,0)代入,得,
,
解得,,
∴BC的函数解析式为:,
过点E作EF∥y轴交BC于点F,过点D作DG⊥EF于点G,
∴∠GFD=∠BCO,
∵∠BOC=∠DGF,
∴△DFG~△BCO,
∴,
∵AC∥EP,DG∥AO,
∴∠GDE=∠OAC,
∵∠COA=∠EGD=90°,
∴△EDG∽△CAO,
∴,
设GF=2k,则DG=3k,EG=6k,
∴ED=,
∴ED=EF,
要线段DE的最大,只要求EF的最大值.
设点E坐标为(e,),则点F坐标为(e,),
∴EF=
=
=;
当时,EF最大=,
∴ED最大=EF=;
(3)∵△CPD与△DEF中,已有∠CDP=∠EDF,分两种情况讨论:
①△DPC∽△DEF,
∴点C与点F对应,∠PCD=∠EFD,
∴CP∥EF,即P与O重合,
∴点P坐标为(0,0);
②△DCP∽△DEF,
∴点E与点C重合,
∴∠DEF=∠PCD,
∵∠DEF=∠ACO,
∴∠DCP=∠ACO,
∴tan∠DCP=tan∠ACO=;
过点B作BQ⊥CB交CP于点Q,过点Q作QM⊥BO于点M,
在Rt△CBQ中,,
∵∠CBO+∠MBQ=90°,∠CBO+∠OCB=90°,
∴∠MBQ=∠OCB,
∵∠COB=∠BMQ,
∴△OCB∽△MBQ,
∴,
∴BM=OC=1,MQ=BO=,
∴点Q坐标为(2,),
设CQ的关系为:
,
解得:,
∴直线CQ的解析式为:,
当y=0时,,
∴点P坐标为(,0),
综上,点P坐标为(0,0)或(,0);
【点睛】本题考查了二次函数、一次函数待定系数法求关系式,三角形相似的判定与性质的综合运用,解题关键是熟练掌握所学的知识,熟练运用化斜为直的解题策略,
17.(2025·江苏苏州·一模)如图①,在平面直角坐标系中,抛物线经过点两点,且与y轴交于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)若经过三点,N是线段上的动点,求的取值范围.
(3)点P是二次函数图像上位于第一象限内的一点,过点P作,交直线于点Q,若,求点P的坐标.
【答案】(1)抛物线的表达式为;(2)的取值范围为: ;(3)故点P坐标为(1,4)或(2,3).
【难度】0.15
【知识点】判断三角形外接圆的圆心位置、相似三角形问题(二次函数综合)
【分析】(1)抛物线经过点两点代入求解即可,
(2)根据题意得出是的外接圆,确定点M为线段AB,BC垂直平分线的交点,分别求出线段AB,BC垂直平分线表达式再求出圆心M坐标即可,
(3)先求出AC的函数表达式,再求出BC函数表达式,根据,交直线于点Q,,设出点P,Q坐标,根据列方程求解即可;
【详解】(1)∵抛物线经过点两点,
∴把点代入得: ,
解得: ,
故抛物线的表达式为;
(2)∵经过三点,
即是的外接圆,
故点M为线段AB,BC垂直平分线的交点,
∵点,
∴线段AB垂直平分线表达式为: ,
由抛物线的表达式为知点C坐标为:(0,3),
∴线段BC中点P坐标为: ,
又∵,
∴OC=OB,
∴线段BC垂直平分线即为直线OP,
解得: ,
∴点M坐标即为:(1,1),
∵N是线段上的动点,
∴当N在点B,点C时MN最大,在点P时MN最小,
即当N在点B,点C时, ,
当N在点P时, ,
∴的取值范围为: ;
(3)由(1)知,
设AC的函数表达式为: ,
把点A,C代入解得: ,
设BC表达式为:,
把点B,C坐标代入解得: ,
∵,交直线于点Q,
过P作x轴的垂线,过Q作QF垂直PF(如图),
∵,CO∥PF
∴ ,
∴,
∵AO=1,OC=3
∴,
∴设,
∴
解得: ,
当时,点P为(1,4),
当时,点P为(2,3),
故点P坐标为(1,4)或(2,3).
【点睛】此题考查二次函数相关知识,涉及到三角形外接圆,三角形相似相关知识,及函数上有关动点的线段取值范围,有一定难度.
18.(2025九年级上·江苏盐城·期末)已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴的交点为C(0,3),其对称轴是直线x=1,点P是抛物线上第一象限内的点,过点P作PQ⊥x轴,垂足为Q,交BC于点D,且点P的横坐标为a.
(1)求这条抛物线对应的函数表达式;
(2)如图1,过点C作CE平行于x轴,交抛物线于点E,若点P在CE的上方,连接PE,PC,DE,当S四边形CPED=S△AOC时,求点P坐标;
(3)如图2,连接AP,BP,设AP交BC于点H,△PHB的面积为S1,△ABH的面积为S2 ,求的最大值;
(4)如图3,在(3)的条件下,连接CQ,将CQ右侧的抛物线沿CQ翻折,交y轴于点M,请直接写出点M的坐标.
【答案】(1)y=-x2+2x+3
(2)P(1,4)
(3)
(4)M(0,-)
【难度】0.15
【知识点】待定系数法求二次函数解析式、相似三角形的判定与性质综合、面积问题(二次函数综合)、相似三角形问题(二次函数综合)
【分析】(1)将C(0,3)代入y=-x2+bx+c求出c=3,再由x=−=1求出b,即可求解析式;
(2)分别求出AD和CE的长,根据列方程计算即可;
(3)根据计算即可;
(4)根据翻折后CQ是对称轴,作M关于CQ的对称点M′,先求出M点坐标即可.
【详解】(1)将C (0,3)代入y=-x2+bx+c可得c=3,
∵对称轴是直线x=1,
∴x=-=1,即=1,解得b=2,
∴二次函数解析式为y=-x2+2x+3;
(2)∵二次函数解析式为y=-x2+2x+3;
∴A(-1,0),B(3,0)
∴直线BC的解析式为,
∵P的横坐标为a,,PQ⊥x轴,
∴P点坐标为,D点坐标为
∴
∵CE平行于x轴
∴C、E关于对称轴x=1对称,且PQ⊥CE
∴E点坐标为(2,3)
∴CE=2
∵
∴,解得
当a=2是P与E重合
∴a=1
∴P(1,4);
(3)过点A作x轴的垂线交BC于点G,
∵直线BC的解析式为:y=-x+3,A(-1,0),
∴G(-1,4),
∴AG=4,
∴PQ⊥OB,AG⊥OB,
∴PQ∥AG,
∴△PDH∽△AGH,
∴,
∴当a=时,有最大值,最大值是;
(4)当a=时,Q(,0),
设直线CQ的解析式为:y=kx+b,
把C(0,3),Q(,0),代入可得:,解得,
∴直线CQ的解析式为:y=-2x+3,
如图,设点M关于CQ的对称点为M′,连接MM′,交CQ于点R,交x轴于点N,则R是MM′的中点,且MM′⊥CQ,
∴∠OMN+∠QCO=90°,
∵∠CQO+∠QCO=90°,
∴∠CQO=∠OMN,
∵∠COQ=∠NOM=90°,
∴△COQ∽△NOM,
∴,
设点M(0,m),
∴,解得NO=-2m,
设直线MM′的解析式为:y=k′x+b′,
将M(0,m),N(-2m,0)代入可得:,解得,
∴直线MM′的解析式为:y=x+m,令x+m=-2x+3,解得x=,
∴y=-2×+3=,
∴R(,),
∵M(0,m),且R是MM′的中点,
∴M′(,),
∵点M′在抛物线上,
∴=-()2+2×+3,
解得m=-.(m=3舍),
∴M(0,-).
【点睛】本题考查二次函数与相似三角形的综合、图形翻折,解题的关键是设未知数表示各个未知点的坐标再根据题意列方程.
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