内容正文:
专题05 二次函数的综合应用
内容导航
第一部分 重难考向解读 拆解核心难点,明确备考要点
核心模块 重难考向 考法解读/考向预测
第二部分 重难要点剖析 精解核心要点,点拨解题技巧
要点梳理 典例验知 技巧点拨 类题夯基
考向01 二次函数的几何应用 考向02 二次函数的代数应用
第三部分 重难提分必刷 靶向突破难点,精练稳步进阶
重●难●考●向●解●读
模块说明:
1、考情分析:用最精炼的语言分析近三年该重难点的具体考查形式与命题特点,明确核心考查内容与能力要求,并结合趋势展望,提出2026年中考复习的备考方向与策略建议。
2、思维导图:提供本专题针对的具体重难点考点或题型或考向,可用思维导图等可视化呈现。
2023、2024、2025年考法解读
2026年考法预测
客观题(选择 / 填空):每年 1~3 道,以压轴题为主,分值 3~10 分,核心考查二次函数图象与性质、系数符号判断、与方程 / 不等式的联动、区间最值与参数范围求解;
解答题:每年 1 道压轴大题,分值 10~12 分,以二次函数为载体,融合平面几何知识,核心考查线段 / 角度 / 面积的最值计算、特殊三角形与四边形的存在性问题,结合平移、旋转、翻折等图形变换设计动态问题。
二次函数综合应用仍将是 2026 年山东中考数学的必考压轴内容,客观题侧重代数综合与参数范围考查,解答题仍以几何动态综合为核心压轴题型;命题将进一步弱化机械记忆类考查,强化函数应用意识,增加情境化、创新型设问,更注重对学生思维过程和核心素养的考查;压轴题将进一步融合相似三角形、锐角三角函数、圆、图形变换等知识点,对学生的知识体系完整性要求更高;存在性问题的分类维度、含参运算的复杂度将保持稳定,仍是拉开考生分差的核心方向。
重●难●要●点●剖●析
考向01 二次函数的几何应用
题型1 线段问题
核心采用 “坐标参数化 + 二次函数求最值” 的解题逻辑。先设动点横坐标为参数,结合抛物线与直线解析式表示线段两端点坐标,竖直线段用纵坐标差、水平线段用横坐标差写出长度表达式;再转化为顶点式二次函数,结合自变量取值范围求最值,遇线段和差最值,优先用轴对称、平移转化为两点之间线段最短求解。
1.(2025·山东潍坊·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,二次函数与正比例函数的图象都经过点,点为二次函数图象上点与点之间的一点,过点作轴的垂线,交于点,交轴于点.
(1)若点为该二次函数的顶点,
求二次函数的表达式;
求线段长度的最大值;
(2)若该二次函数与轴的一个交点为,且,求的取值范围.
2.(2025·山东威海·中考真题)已知抛物线交x轴于点,点B,交y轴于点C.点C向右平移2个单位长度,得到点D,点D在抛物线上.点E为抛物线的顶点.
(1)求抛物线的表达式及顶点E的坐标;
(2)连接,点M是线段上一动点,连接,作射线.
①在射线上取一点F,使,连接.当的值最小时,求点M的坐标;
②点N是射线上一动点,且满足.作射线,在射线上取一点G,使.连接,.求的最小值;
(3)点P在抛物线的对称轴上,若,则点P的坐标为___________.
3.(2025·山东东营·中考真题)已知抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点.
(1)求出抛物线的解析式;
(2)如图1,点D是抛物线上位于对称轴右侧的一个动点,且点D在第一象限内,过点D作x轴的平行线交抛物线于点E,作y轴的平行线交x轴于点G,过点E作轴,垂足为点F,当四边形的周长最大时,求点D的坐标;
(3)如图2,点M是抛物线的顶点,将沿翻折得到,与y轴交于点Q,在对称轴上找一点P,使得是以为直角边的直角三角形,请直接写出点P的坐标.
题型2 角度问题
核心是 “三角函数定量化 + 几何模型转化”。先将等角、定角、倍角问题转化为直角三角形内三角函数值相等,通过作垂线构造直角三角形,用坐标表示边长求正切值;遇角度和差,构造全等 / 相似三角形转化,定角问题可结合圆周角定理用四点共圆确定动点轨迹,最终联立抛物线解析式求解,全程做好分类讨论避免漏解。
4.(2024·山东淄博·中考真题)如图,抛物线与轴相交于,两点(点在点的左侧),其中,是方程的两个根,抛物线与轴相交于点.
(1)求该抛物线对应的函数表达式;
(2)已知直线与,轴分别相交于点,.
①设直线与相交于点,问在第三象限内的抛物线上是否存在点,使得?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由;
②过抛物线上一点作直线的平行线.与抛物线相交于另一点.设直线,相交于点.连接,.求线段的最小值.
5.(2024·山东烟台·中考真题)如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,,,对称轴为直线,将抛物线绕点旋转后得到新抛物线,抛物线与轴交于点,顶点为,对称轴为直线.
(1)分别求抛物线和的表达式;
(2)如图,点的坐标为,动点在直线上,过点作轴与直线交于点,连接,.求的最小值;
(3)如图,点的坐标为,动点在抛物线上,试探究是否存在点,使?若存在,请直接写出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.
6.(2023·山东青岛·中考真题)如图,在菱形中,对角线相交于点O,,.动点P从点A出发,沿方向匀速运动,速度为;同时,动点Q从点A出发,沿方向匀速运动,速度为.以为邻边的平行四边形的边与交于点E.设运动时间为,解答下列问题:
(1)当点M在上时,求t的值;
(2)连接.设的面积为,求S与t的函数关系式和S的最大值;
(3)是否存在某一时刻t,使点B在的平分线上?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
题型3 面积问题
核心以 “割补法 + 坐标化公式” 为核心。三角形面积优先用 “水平宽 × 铅锤高 ÷2” 公式,设动点横坐标为参数,用函数解析式表示出水平宽与铅锤高,写出面积的二次函数表达式;四边形面积拆分为规则图形面积和,结合自变量范围用二次函数性质求最值,面积比例问题直接转化为对应线段比例求解。
7.(2024·山东日照·中考真题)已知二次函数(a为常数).
(1)求证:不论a为何值,该二次函数图象与x轴总有两个公共点;
(2)当时,该二次函数的最大值与最小值之差为9,求此时函数的解析式;
(3)若二次函数图象对称轴为直线,该函数图象与x轴交于两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C.点C关于对称轴的对称点为D,点M为的中点,过点M的直线l(直线l不过两点)与二次函数图象交于两点,直线与直线相交于点P.
①求证:点P在一条定直线上;
②若,请直接写出满足条件的直线l的解析式,不必说明理由.
8.(2024·山东东营·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,点是抛物线上的一个动点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)当点在直线下方的抛物线上时,过点作轴的平行线交于点,设点的横坐标为t,的长为,请写出关于的函数表达式,并写出自变量的取值范围;
(3)连接,交于点,求的最大值.
9.(2024·山东济宁·中考真题)已知二次函数的图像经过,两点,其中a,b,c为常数,且.
(1)求a,c的值;
(2)若该二次函数的最小值是,且它的图像与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
①求该二次函数的解析式,并直接写出点A,B的坐标;
②如图,在y轴左侧该二次函数的图像上有一动点P,过点P作x轴的垂线,垂足为D,与直线交于点E,连接,,.是否存在点P,使?若存在,求此时点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
题型4 三角形存在性问题
核心遵循 “分类讨论 + 方程建模” 原则。先按直角顶点、等腰三角形的腰底、等腰直角三角形的直角位置精准分类;直角三角形用勾股定理或相似三角形列方程,等腰三角形用 “两圆一线” 模型定位动点,结合两点间距离公式列方程;最终联立抛物线解析式求解,验证并排除共线、重合等无效解。
10.(2025·山东济南·中考真题)二次函数的图象经过,两点,顶点为G.
(1)求二次函数的表达式和顶点G的坐标.
(2)如图1,将二次函数的图象沿x轴方向平移个单位长度得到一个新函数的图象,当时,新函数的最大值是8,求n的值.
(3)如图2,将二次函数的图象沿直线平移,点A,G的对应点分别为,,连接,,线段与交于点M.若,请直接写出点的坐标.
11.(2025·山东烟台·中考真题)如图,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,,,D是直线上方抛物线上一动点,作交于点E,垂足为点F,连接.
(1)求抛物线的表达式;
(2)设点D的横坐标为,
①用含有的代数式表示线段的长度;
②是否存在点D,使是等腰三角形?若存在,请求出所有满足条件的点D的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)连接,将线段绕点按顺时针方向旋转得到线段,连接,请直接写出线段长度的最小值.
12.(2024·山东泰安·中考真题)如图,抛物线的图象经过点,与轴交于点A,点.
(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)在轴上方的抛物线上,是否存在点,使是等腰直角三角形.若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
题型5 四边形的存在性问题
核心围绕 “对角线分类 + 中点坐标公式” 展开。以已知线段为边或对角线分两大类,平行四边形利用 “对角线互相平分”,即两组对角顶点横、纵坐标和分别相等,设动点坐标列方程组求解;特殊四边形需在平行四边形基础上,叠加邻边相等、对角线垂直 / 相等等条件,结合勾股定理列方程,全程做好分类与解的验证。
13.(2025·山东东营·中考真题)如图,抛物线交轴于、两点,交轴于点,其中,.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点为对称轴上一点,当的周长最小时,求点的坐标;
(3)点为对称轴上一点,点为抛物线上一点,若以、、、为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出点的坐标.
14.(2024·山东济南·中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线经过点,顶点为;抛物线,顶点为.
(1)求抛物线的表达式及顶点的坐标;
(2)如图1,连接,点是拋物线对称轴右侧图象上一点,点是拋物线上一点,若四边形是面积为12的平行四边形,求的值;
(3)如图2,连接,点是抛物线对称轴左侧图像上的动点(不与点重合),过点作交轴于点,连接,求面积的最小值.
15.(2023·山东淄博·中考真题)如图,一条抛物线经过的三个顶点,其中为坐标原点,点,点在第一象限内,对称轴是直线,且的面积为18
(1)求该抛物线对应的函数表达式;
(2)求点的坐标;
(3)设为线段的中点,为直线上的一个动点,连接,,将沿翻折,点的对应点为.问是否存在点,使得以,,,为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.
考向02 二次函数的代数应用
题型1 二次函数与方程、不等式
核心是 “数形结合 + 函数性质联动”。先将方程问题转化为抛物线与 x 轴 / 直线的交点问题,用根的判别式、韦达定理分析根的分布;不等式问题结合抛物线开口方向与对称轴,利用图象高低位置确定自变量取值范围;遇恒成立、最值范围问题,先确定对称轴与给定区间的位置关系,分类讨论求最值,再列不等式求解参数范围。
16.(2025·山东滨州·中考真题)在平面直角坐标系中,已知点在抛物线上.
(1)求抛物线的顶点坐标;
(2)点在抛物线上,若点N到y轴的距离小于4,请直接写出b的取值范围.
(3)把直线向下平移个单位长度后与抛物线的两个交点都在第四象限,求n的取值范围.
17.(2025·山东德州·中考真题)已知抛物线(m,n为常数)过点.
(1)若该抛物线与y轴交于点.
①求该抛物线的解析式;
②已知在该抛物线上,若对于,都有,求的取值范围;
(2)若对于任意实数,都有,此时抛物线与直线交于两点,求的长.
18.(2025·山东·中考真题)已知二次函数,其中,为两个不相等的实数.
(1)当、时,求此函数图象的对称轴;
(2)当时,若该函数在时,y随的增大而减小;在时,随的增大而增大,求的取值范围;
(3)若点,,均在该函数的图象上,是否存在常数,使得?若存在,求出的值;若不存在,说明理由
重●难●提●分●必●刷
(建议用时:60分钟)
1.(2025·山东枣庄·二模)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.
2.(25-26九年级上·山东威海·期中)已知:如图,抛物线与轴交于点,与轴交于、两点,点在点左侧.点的坐标为,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点,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;
(3)若点是线段下方抛物线上的动点,求四边形面积的最大值;
(4)抛物线是否存在点,使,若存在,求点的横坐标;若不存在,请说明理由
(5)若点在轴上,点在抛物线上,是否存在以,,,为顶点且以为一边的平行四边形?若存在,求点的坐标:若不存在,请说明理由.
(6)若,,三点都在抛物线上且总有请直接写出的取值范围.
3.(2025·山东·二模)二次函数的图象过点,,连接,点是抛物线上一个动点.
(1)求二次函数的表达式;
(2)如图1,若点在轴左侧的抛物线上运动,平移线段,使其一个端点与点重合,另一个端点恰好落在轴上,求点的坐标;
(3)如图2,若点在轴右侧的抛物线上运动,作直线,交轴于点,将直线绕点逆时针旋转得直线,交轴于点,连接,若,求点的坐标.
4.(2025·山东淄博·二模)已知抛物线与轴交于点,,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连结,过抛物线顶点作直线轴,点是直线上一动点,若满足为直角三角形,求点的坐标;
(3)如图2,点为线段上一动点(不与端点重合),连结并延长交抛物线于点,连结并延长交抛物线于点,设面积为,面积为,求的值.
5.(2025·山东济南·一模)已知抛物线与x轴交于点,与y轴交于点,点M是抛物线对称轴上的一动点,过点M作轴交抛物线于点C和点D(点C在对称轴的左侧).
(1)如图1,求该抛物线的解析式;
(2)作交抛物线于点E,连接.
①如图2,当点E在x轴上时,求点M的坐标;
②若是以为底角的等腰三角形,求点E的坐标.
6.(2025·山东淄博·三模)如图①,二次函数的图象与轴交于,两点,与轴交于点,在轴上有一个动点,其中.
(1)求抛物线的解析式;
(2)过点作轴的垂线交直线于点,交抛物线于点,过点作于点,设的周长为,的周长为,若,求的值.
(3)如图②,动点,同时从点出发,都以每秒1个单位长度的速度分别沿,边运动,其中一点到达端点时,另一点也随之停止运动,当,运动到秒时,沿所在的直线翻折,点恰好落在抛物线上点处,请直接判定此时四边形的形状,并求出点坐标.
7.(2025·山东济南·二模)综合应用:如图1,顶点为的抛物线与轴交于点和点,与轴交于点,连接、.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求的度数;
(3)如图2,动点从点出发,沿着方向以1个单位/秒的速度向匀速运动,同时动点从点出发,沿着方向以个单位/秒的速度向匀速运动,各设运动时间为秒,轴交于,轴交抛物线于,连接、.
①当时,求点的坐标;
②直接写出在运动过程中,使得与相似的的值.
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1、考情分析:用最精炼的语言分析近三年该重难点的具体考查形式与命题特点,明确核心考查内容与能力要求,并结合趋势展望,提出2026年中考复习的备考方向与策略建议。
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客观题(选择 / 填空):每年 1~3 道,以压轴题为主,分值 3~10 分,核心考查二次函数图象与性质、系数符号判断、与方程 / 不等式的联动、区间最值与参数范围求解;
解答题:每年 1 道压轴大题,分值 10~12 分,以二次函数为载体,融合平面几何知识,核心考查线段 / 角度 / 面积的最值计算、特殊三角形与四边形的存在性问题,结合平移、旋转、翻折等图形变换设计动态问题。
二次函数综合应用仍将是 2026 年山东中考数学的必考压轴内容,客观题侧重代数综合与参数范围考查,解答题仍以几何动态综合为核心压轴题型;命题将进一步弱化机械记忆类考查,强化函数应用意识,增加情境化、创新型设问,更注重对学生思维过程和核心素养的考查;压轴题将进一步融合相似三角形、锐角三角函数、圆、图形变换等知识点,对学生的知识体系完整性要求更高;存在性问题的分类维度、含参运算的复杂度将保持稳定,仍是拉开考生分差的核心方向。
重●难●要●点●剖●析
考向01 二次函数的几何应用
题型1 线段问题
核心采用 “坐标参数化 + 二次函数求最值” 的解题逻辑。先设动点横坐标为参数,结合抛物线与直线解析式表示线段两端点坐标,竖直线段用纵坐标差、水平线段用横坐标差写出长度表达式;再转化为顶点式二次函数,结合自变量取值范围求最值,遇线段和差最值,优先用轴对称、平移转化为两点之间线段最短求解。
1.(2025·山东潍坊·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,二次函数与正比例函数的图象都经过点,点为二次函数图象上点与点之间的一点,过点作轴的垂线,交于点,交轴于点.
(1)若点为该二次函数的顶点,
求二次函数的表达式;
求线段长度的最大值;
(2)若该二次函数与轴的一个交点为,且,求的取值范围.
【答案】(1),;
(2).
【分析】本题考查了一次函数和二次函数的图象与性质,二次函数的最值,掌握这些知识点的应用是解题的关键.
(1)利用待定系数法即可求解;
正比例函数表达式为,设,则,,则,然后通过二次函数的性质即可求解;
(2)令,解得,,又二次函数与轴的一交点为,,所以,即,则有,然后解不等式即可.
【详解】(1)解:∵为二次函数的顶点,
∴,
解得,
∴二次函数表达式为;
因为正比例函数经过点,
∴,
∴,
∴正比例函数表达式为,
设,则,,
∴
,
∴当时,线段的长度取得最大值;
(2)解:∵二次函数经过点,
∴,即,
令,
解得,,
∵二次函数与轴的一个交点为,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
,
∴的取值范围是.
2.(2025·山东威海·中考真题)已知抛物线交x轴于点,点B,交y轴于点C.点C向右平移2个单位长度,得到点D,点D在抛物线上.点E为抛物线的顶点.
(1)求抛物线的表达式及顶点E的坐标;
(2)连接,点M是线段上一动点,连接,作射线.
①在射线上取一点F,使,连接.当的值最小时,求点M的坐标;
②点N是射线上一动点,且满足.作射线,在射线上取一点G,使.连接,.求的最小值;
(3)点P在抛物线的对称轴上,若,则点P的坐标为___________.
【答案】(1),
(2)①;②
(3)或
【分析】(1)令,则,得到,根据平移得到,进而根据抛物线过点,,运用待定系数法即可求出抛物线的解析式为.将解析式化为顶点式,即可得到顶点E的坐标;
(2)①当点O,M,F三点共线时,为最小值.对于抛物线,令,求出,进而可得直线的解析式为.由点F在射线CD上,,得到,从而可得直线的解析式为.解方程组即可解答;
②由,,得到是等腰直角三角形,从而.连接,,由两点间距离公式可得,,从而,即可得到是等腰直角三角形,因此,从而证得,得到,进而有.证明,根据勾股定理求出,即可解答.
(3)分两种情况:①当点P在x轴上方时,取点,连接,得到是等腰直角三角形,,即可推出.过点A作于点K,设对称轴与x轴的交点为Q,则,从而,得到.根据的面积求得,进而在中,,把相关数据代入,即可求得,从而.②当点P在x轴下方时,由对称性可得.即可解答.
【详解】(1)解:对于抛物线,令,则,
∴,
∵点C向右平移2个单位长度,得到点D,
∴,
∵抛物线过点,,
∴,解得,
∴抛物线的解析式为.
∵,
∴抛物线的顶点E的坐标为.
(2)解:①如图,当点O,M,F三点共线时,为最小值.
对于抛物线,令,则,
解得,,
∴,
设过点,的直线解析式为,
则,解得,
∴直线的解析式为,
∵,
∴,
∵点F在射线上,,,
∴,
∴由点,可得直线的解析式为,
解方程组得,
∴当的值最小时,点M的坐标为;
②∵,,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴.
连接,,
∵,,,
∴,,,
∴,,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴.
∵,,
∴轴,即,
∴,
∴.
∵,,
∴在中,,
∴,
即的最小值为.
(3)解:①当点P在x轴上方时,
取点,连接,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,即,
∵,
∴.
过点A作于点K,设对称轴与x轴的交点为Q,
∴,
∴,
∴.
∵,,,
∴,,
∵,
即,
∴,
∴在中,,
∵对称轴为直线,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
②当点P在x轴下方时,由对称性可得.
综上所述,点P的坐标为或.
故答案为:或.
【点睛】本题考查待定系数法求解析式,二次函数的图象及性质,勾股定理及其逆定理,全等三角形的判定及性质,相似三角形的判定及性质,两点间的距离公式,两点之间线段最短等,综合运用相关知识是解题的关键.
3.(2025·山东东营·中考真题)已知抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点.
(1)求出抛物线的解析式;
(2)如图1,点D是抛物线上位于对称轴右侧的一个动点,且点D在第一象限内,过点D作x轴的平行线交抛物线于点E,作y轴的平行线交x轴于点G,过点E作轴,垂足为点F,当四边形的周长最大时,求点D的坐标;
(3)如图2,点M是抛物线的顶点,将沿翻折得到,与y轴交于点Q,在对称轴上找一点P,使得是以为直角边的直角三角形,请直接写出点P的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)设抛物线的解析式为,把代入解析式,解方程求出的值即可;
(2)设,则,表示出四边形的周长,根据二次函数的最值即可求解;
(3)过C作垂直抛物线对称轴于H,过N作轴于K,证明,再求解,求出直线的解析式为,得到,设,求出,,,分两种情况:①当时,②当时,建立方程求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴交于,两点,
设抛物线的解析式为,
把代入解析式,得,
解得:,
∴抛物线的解析式为:,即;
(2)解:∵抛物线的解析式为:,
∴抛物线图象的对称轴为:,
设,
∵轴,
∴,
∵过点D作x轴的平行线交抛物线于点E,作y轴的平行线交x轴于点G,过点E作轴,
∴四边形是矩形,
∴四边形的周长
,
∵,
∴当时,四边形的周长最大,则,
∴当四边形的周长最大时,点D的坐标为;
(3)解:过C作垂直抛物线对称轴于H,过N作轴于K,
∴,
由翻折得,
∵.
∴,
∴,
∵对称轴于H,
∴轴,
∴,
∴,
∴,即,
∴,
∴,
∵抛物线的解析式为:,
∴对称轴为,
∴,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为:,
将代入,则,
∴,
设,
∴,,,
分两种情况:
①当时,,
∴,
解得:,
∴;
②当时,,
∴
解得:,
∴点的坐标为;
综上,所有符合条件的点P的坐标为或.
【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,二次函数与坐标轴的交点坐标问题,二次函数的性质,对称轴的性质,二次函数与直角三角形,勾股定理的应用,清晰的分类讨论是解本题的关键.
题型2 角度问题
核心是 “三角函数定量化 + 几何模型转化”。先将等角、定角、倍角问题转化为直角三角形内三角函数值相等,通过作垂线构造直角三角形,用坐标表示边长求正切值;遇角度和差,构造全等 / 相似三角形转化,定角问题可结合圆周角定理用四点共圆确定动点轨迹,最终联立抛物线解析式求解,全程做好分类讨论避免漏解。
4.(2024·山东淄博·中考真题)如图,抛物线与轴相交于,两点(点在点的左侧),其中,是方程的两个根,抛物线与轴相交于点.
(1)求该抛物线对应的函数表达式;
(2)已知直线与,轴分别相交于点,.
①设直线与相交于点,问在第三象限内的抛物线上是否存在点,使得?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由;
②过抛物线上一点作直线的平行线.与抛物线相交于另一点.设直线,相交于点.连接,.求线段的最小值.
【答案】(1)
(2)①;②线段的最小值为
【分析】(1)利用因式分解法解一元二次方程得出,,再利用待定系数法求解即可;
(2)①在中,令得出,在中,令得出,从而得出,即,待定系数法求得直线的解析式为,联立,得出 ,作轴于,则,,,求出,,由正切的定义得出,证明,得出,求出直线的解析式为,联立,计算即可得解;②设,,设直线的解析式为:,求出直线的解析式为,直线的解析式为;联立得:,由韦达定理得出,将代入,得,求出,同理可得,联立,得出,推出点在直线上运动,求出,作点关于直线的对称点,连接交直线于,连接,则,由轴对称的性质可得,则,由两点之间线段最短可得:线段的最小值的最小时为,再由勾股定理计算即可得出答案.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∴,,
∴,,
∵抛物线与轴相交于,两点,
∴,
解得:,
∴该抛物线对应的函数表达式为;
(2)解:①在中,令,,解得,即,
在中,令,则,即,
∴,
∴,
设直线的解析式为,
将,代入解析式得,
解得:,
∴直线的解析式为,
联立,解得,
∴,
如图,作轴于,则,,,
,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为,
将代入得:,
解得:,
∴直线的解析式为,
联立,
解得:或,
∵点在第三象限,
∴;
②∵过抛物线上一点作直线的平行线.与抛物线相交于另一点.
∴设,,设直线的解析式为:,
设直线的解析式为,
将代入得,
解得:,
∴直线的解析式为,
设直线的解析式为,
将代入得,
∴直线的解析式为;
联立得:,
∴,
将代入,得,
∴,
∴,
解得:,
将代入,得,
∴,
∴,
解得:,
联立,
得出,
∴点在直线上运动,
在中,令,则,即,
如图,作点关于直线的对称点,连接交直线于,连接,则,
,
由轴对称的性质可得,
∴,
∴由两点之间线段最短可得:线段的最小值的最小时为,
∵,
∴线段的最小值为.
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数解析式、解直角三角形、轴对称—线段最短问题、勾股定理、二次函数的图象与性质、求一次函数解析式、二次函数与一元二次方程、等腰直角三角形的判定与性质等知识点,熟练掌握以上知识点并灵活运用,添加适当的辅助线是解此题的关键,此题难度较大,属于中考压轴题.
5.(2024·山东烟台·中考真题)如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,,,对称轴为直线,将抛物线绕点旋转后得到新抛物线,抛物线与轴交于点,顶点为,对称轴为直线.
(1)分别求抛物线和的表达式;
(2)如图,点的坐标为,动点在直线上,过点作轴与直线交于点,连接,.求的最小值;
(3)如图,点的坐标为,动点在抛物线上,试探究是否存在点,使?若存在,请直接写出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)
(3)存在,或
【分析】(1)先求出点A、B、C坐标,再用待定系数法求出抛物线的表达式,求出其顶点坐标,由旋转可知抛物线的二次项系数为原来的相反数,顶点坐标与抛物线的顶点坐标关于原点对称,即可求解;
(2)将点F向右平移2个单位至,则,,过点D作直线的对称点为,连接,则四边形为平行四边形,则,,因此,即可求解;
(3)当点P在直线右侧抛物线上时,可得,作H关于直线的对称点,则点在直线上,可求直线的表达式为,联立, 解得:或(舍),故;当点P在直线左侧抛物线上时,延长交y轴于点N,作的垂直平分线交于点Q,交y轴于点M,过点E作轴于点K,则,可得,可证明出,由,得,设,则,,在和中,由勾股定理得,解得:或(舍),所以,可求直线表达式为:,联立,解得:或(舍),故.
【详解】(1)解:设对称轴与x轴交于点G,
由题意得,
∵对称轴为直线,
∴,
∴,
∴,
将A、B、C分别代入,
得:,
解得:,
∴,
∴,顶点为
∵抛物线绕点旋转后得到新抛物线,
∴抛物线的,顶点为,
∴的表达式为:,即
(2)解:将点F向右平移2个单位至,则,,过点D作直线的对称点为,连接,
∴,
∵,
∴直线为直线,
∵轴,
∴,
对于抛物线,令,则,
∴,
∵点D与点关于直线对称,
∴点,
∵轴,,
∴四边形为平行四边形,
∴,
∴,
当点三点共线时,取得最小值,
而,
∴的最小值为;
(3)解:当点P在直线右侧抛物线上时,如图:
∵抛物线,
∴
∵轴,
∴,
∵,
∴,
∴,
作H关于直线的对称点,则点在直线上,
∵点的坐标为,直线:,
∴,
设直线的表达式为:,
代入,,
得:,
解得:,
∴直线的表达式为,
联立,得:,
解得:或(舍),
∴;
②当点P在直线左侧抛物线上时,延长交y轴于点N,作的垂直平分线交于点Q,交y轴于点M,过点E作轴于点K,则,如图:
∵垂直平分,
∴,
∴,
∴,
∵
∴,
∴,
由点
得:,
∵,
∴,
∴,
∴,
设,
∴,,
在和中,由勾股定理得,
∴,
解得:或(舍)
∴,
∴,
∴,
设直线表达式为:,
代入点N,E,
得:,
解得:
∴直线表达式为:,
联立,
得:,
整理得:
解得:或(舍),
∴,
综上所述,或.
【点睛】本题是一道二次函数与角度有关的综合题,考查了待定系数法求函数解析式,三角形三边关系求最值,平行四边形的判定与性质,中心对称图形的性质,勾股定理,相似三角形的判定与性质,熟练掌握知识点,正确添加辅助线是解决本题的关键.
6.(2023·山东青岛·中考真题)如图,在菱形中,对角线相交于点O,,.动点P从点A出发,沿方向匀速运动,速度为;同时,动点Q从点A出发,沿方向匀速运动,速度为.以为邻边的平行四边形的边与交于点E.设运动时间为,解答下列问题:
(1)当点M在上时,求t的值;
(2)连接.设的面积为,求S与t的函数关系式和S的最大值;
(3)是否存在某一时刻t,使点B在的平分线上?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2);的最大值为
(3)
【分析】(1)证明, 则 , 即可求解;
(2)由 即可求解;
(3)当点在的平分线上时,则 ,在中, ,即可求解.
【详解】(1)∵平行四边形,
∴,,,
由题意得∶,,
如下图,点在上时,
∵,,,
∴,
∴,
则 即
解得:
(2)如上图,
∵,
∴,
∵四边形是菱形,
则,
∴,
∴为等腰三角形, 则
过点作于点,
则
即 解得∶ ,
则 ,
设中边上的高为,则
即:
,故有最大值,
当时, 的最大值为;
(3)存在, 理由∶
如下图, 过点作于点,
当点在的平分线上时,则
,
在中,
,
解得:
【点睛】本题为四边形综合题,涉及到特殊四边形性质、三角形相似、解直角三角形、函数的表达式确定等,综合性强,难度适中.
题型3 面积问题
核心以 “割补法 + 坐标化公式” 为核心。三角形面积优先用 “水平宽 × 铅锤高 ÷2” 公式,设动点横坐标为参数,用函数解析式表示出水平宽与铅锤高,写出面积的二次函数表达式;四边形面积拆分为规则图形面积和,结合自变量范围用二次函数性质求最值,面积比例问题直接转化为对应线段比例求解。
7.(2024·山东日照·中考真题)已知二次函数(a为常数).
(1)求证:不论a为何值,该二次函数图象与x轴总有两个公共点;
(2)当时,该二次函数的最大值与最小值之差为9,求此时函数的解析式;
(3)若二次函数图象对称轴为直线,该函数图象与x轴交于两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C.点C关于对称轴的对称点为D,点M为的中点,过点M的直线l(直线l不过两点)与二次函数图象交于两点,直线与直线相交于点P.
①求证:点P在一条定直线上;
②若,请直接写出满足条件的直线l的解析式,不必说明理由.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)①证明见解析;②或
【分析】(1)令,则,根据根的判别式求得,得到不论a为何值,方程总有两个不相等的实数根,进而即可得证;
(2)由二次函数的解析式得到图象对称轴为直线,最大值为4,判断,得到当时,y取得最小值,最小值为,根据二次函数的最大值与最小值之差为9,即可列出方程,求解后进行取舍即可解答;
(3)①根据对称轴为直线,求得,得到二次函数解析式为.令,求得,令,求得,从而.设,采用待定系数法求得直线的解析式为.把点代入,得到.同理求得直线的解析式为,直线的解析式为.联立直线,,求得点.设点P所在的定直线的解析式为,代入点P的坐标可求得,从而得证点P在定直线上;
②根据,得到,化简得到,由①知,从而,分两种情况分别讨论: 当时或,根据①中的点P的横坐标可得,整理得,结合,即可求出m,n的值,进而得到,的值,从而得到直线l的解析式.同理可求出当时直线l的解析式,即可解答.
【详解】(1)证明:令,则,
∵,
∴不论a为何值,方程总有两个不相等的实数根,
∴二次函数图象与x轴总有两个公共点.
(2)解:由二次函数的解析式得,
函数图象对称轴为直线,最大值为4.
,
,
∴当时,y取得最小值,最小值为,
,解得或(舍去),
二次函数的解析式为.
(3)①证明:对称轴为直线,
∴
∴二次函数解析式为.
令,则,解得或,
则,
令,则,则
∴.
设,由题意知,且均不为0,2.
设直线的解析式为,
,解得,
∴直线的解析式为.(记为①式)
又直线过点,
,即.
同理设直线的解析式为,
把代入得
解得,
直线的解析式为.(记为②式)
同理得直线的解析式为.(记为③式)
由②③式联立得,
解得
.
若点P在一条定直线上,设点P所在直线解析式为,代入点P的坐标得
,将①式代入化简得,
由对应系数相等得,
∴点P所在直线解析式为,即点P在一条定直线上.
②解:直线l的解析式为或
理由:,
∴,
,
,
,
∴,
由①知,
∴,
∴
当时,,整理得.
又,
∴
整理得,
解得(不符合题意,舍去),
,
,
直线l的解析式为;
当时,,整理得.
又,
整理得,
解得(不符合题意,舍去),
,
∴直线l的解析式为.
综上所述,当时,直线l的解析式为或.
【点睛】本题考查二次函数的图象及性质,待定系数法求解析式,二次函数与方程,二次函数与坐标轴的交点等,综合运用相关知识是解题的关键.
8.(2024·山东东营·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,点是抛物线上的一个动点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)当点在直线下方的抛物线上时,过点作轴的平行线交于点,设点的横坐标为t,的长为,请写出关于的函数表达式,并写出自变量的取值范围;
(3)连接,交于点,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)用待定系数法求出函数解析式即可;
(2)先求出,再用待定系数法求出直线的解析式为:,可得出,,从而可得,再求出自变量取值范围即可;
(3)分四种情形:当时,作,交于,可得出,从而,进而得出,进一步得出结果;当,和时,可得出没有最大值.
【详解】(1)解:抛物线与轴交于,两点,
,
解得,
该抛物线的解析式为:;
(2)解:二次函数中,令,则,
,
设直线的解析式为:.将,代入得到:
,解得,
直线的解析式为:,
过点作轴的平行线交于点,设点的横坐标为t,
,,
,
点在直线下方的抛物线上,
;
(3)解:如图1,
当时,
作,交于,
,
,
把代入得,
,
,
,
当时,,
,
,
如图2,
当时,
此时,
,
时,随着的增大而增大,
没有最大值,
没有最大值,
如图3,
当时,
,
当时,随着的增大而减小,
没有最大值,
没有最大值,
如图4,
当时,
由上可知,
没有最大值,
综上所述:当时,.
【点睛】本题考查了二次函数及其图象的性质,求一次函数的解析式,相似三角形的判定和性质等知识,解决问题的关键是分类讨论.
9.(2024·山东济宁·中考真题)已知二次函数的图像经过,两点,其中a,b,c为常数,且.
(1)求a,c的值;
(2)若该二次函数的最小值是,且它的图像与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
①求该二次函数的解析式,并直接写出点A,B的坐标;
②如图,在y轴左侧该二次函数的图像上有一动点P,过点P作x轴的垂线,垂足为D,与直线交于点E,连接,,.是否存在点P,使?若存在,求此时点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)①该二次函数的解析式为:;,
②存在,P点横坐标为:或或
【分析】(1)先求得,则可得和关于对称轴对称,由此可得,进而可求得;
(2)①根据抛物线顶点坐标公式得,由此可求得,进而可得抛物线的表达式为,进而可得,;
②分两种情况进行讨论:当点P在点A右侧时,当点P在点A左侧时,分别画出图形,求出点P的坐标即可.
【详解】(1)解:∵的图像经过,
∴,
∴和关于对称轴对称,
∴,
,
,
∴,.
(2)解:①∵,,
∴,
∵,
∵解得,
∵,且,
∴,
∴,
∴该二次函数的解析式为:,
当时,,
解得,,
∴, .
②设直线的表达式为:,
则,
解得,
∴直线的表达式为:,
当点P在点A右侧时,作于F,如图所示:
设,则,,
则,
,
,
∵,,,
∴
,
∵,
,
解得:,,
∴点P横坐标为或;
当点P在点A左侧时,作于F,如图所示:
设,则,,
则,
,
,
∵,,,
∴
,
∵,
,
解得:,(舍去),
∴点P横坐标为,
综上所述,P点横坐标为:或或.
【点睛】本题考查了二次函数与一次函数综合,二次函数与几何综合,利用待定系数法求二次函数和一次函数的表达式.熟练掌握“三角形面积水平宽铅锤高”是解题的关键.
题型4 三角形存在性问题
核心遵循 “分类讨论 + 方程建模” 原则。先按直角顶点、等腰三角形的腰底、等腰直角三角形的直角位置精准分类;直角三角形用勾股定理或相似三角形列方程,等腰三角形用 “两圆一线” 模型定位动点,结合两点间距离公式列方程;最终联立抛物线解析式求解,验证并排除共线、重合等无效解。
10.(2025·山东济南·中考真题)二次函数的图象经过,两点,顶点为G.
(1)求二次函数的表达式和顶点G的坐标.
(2)如图1,将二次函数的图象沿x轴方向平移个单位长度得到一个新函数的图象,当时,新函数的最大值是8,求n的值.
(3)如图2,将二次函数的图象沿直线平移,点A,G的对应点分别为,,连接,,线段与交于点M.若,请直接写出点的坐标.
【答案】(1),顶点G的坐标为
(2)或
(3)或
【分析】(1)利用待定系数法求解析式,将二次函数一般式化为顶点式,可得顶点坐标;
(2)分两种情况进行讨论,抛物线向左平移或者向右平移,根据平移规律可得新抛物线解析式为:或,根据对称轴与区间范围的中轴线之间的关系分类讨论即可;
(3)分成两种情况进行讨论,抛物线沿射线方向或射线方向平移.沿射线方向平移,求出直线的解析式为,由直线性质可知图象沿上下方向与左右方向平移相同的单位,设向上、向右平移了m个单位,可得,,由平移性质可证四边形是平行四边形,推出交点M坐标为,可证明为直角三角形且,根据,可得四点共圆,是在以为直径的圆上,可求中点,根据列方程即可求得的值,则题目可解; 抛物线沿射线方向,作关于点对称点,方法同上.
【详解】(1)解:将,代入,
,
解得,
,
,
当时,取最小值,最小值为,
顶点G的坐标为.
(2)解:Ⅰ、当抛物线向右平移时:
根据平移规律可得新抛物线解析式为:,
对称轴为直线,
,
,
当时,即时,如图:
直线与抛物线交点M纵坐标最大,
将,代入解析式得,
解得,与矛盾,不合题意;
当时,即时,如图:
直线与抛物线交点N纵坐标最大,
将,代入解析式得,
解得,与矛盾,不合题意;
,符合题意;
Ⅱ、当抛物线向左平移时,
根据平移规律可得新抛物线解析式为:,
对称轴为直线,
,
,
∴当时,y取最大值8,代入解析式得:
,
解得:,(舍),
综上可知,或;
(3)解: 设直线的解析式为,
将,代入得,,
解得,
直线的解析式为,
令,则,
∴直线与轴交于,
直线与坐标轴围成的是一个等腰直角三角形,
∴图象沿直线平移时,上下方向与左右方向平移的距离相等,
设向上、向右平移了m个单位,
,,
由平移得,,
四边形是平行四边形,
线段与交于点M,
∴为线段的中点,
,
Ⅰ、如图,抛物线沿射线平移,
∵,,G,
∴由勾股定理可得,
,
,且,
∵,
∴,
∴四点共圆,是在以为直径的圆上,
中点,
则,
,
即
解得:或(舍)
∴;
Ⅱ、如图,抛物线沿射线平移,
作关于点对称点,
则可同理证明,且,
∵,
∴,
∴四点共圆,在以为直径的圆上,
中点,
则,
,
即
解得:或(舍)
∴;
【点睛】本题属于二次函数综合题,考查求二次函数解析式,二次函数图象的平移,相似三角形的判定和性质,锐角三角函数,求一次函数解析式,平行四边形的判定和性质等,难度较大,解题的关键是综合应用上述知识点,正确作出辅助线.
11.(2025·山东烟台·中考真题)如图,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,,,D是直线上方抛物线上一动点,作交于点E,垂足为点F,连接.
(1)求抛物线的表达式;
(2)设点D的横坐标为,
①用含有的代数式表示线段的长度;
②是否存在点D,使是等腰三角形?若存在,请求出所有满足条件的点D的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)连接,将线段绕点按顺时针方向旋转得到线段,连接,请直接写出线段长度的最小值.
【答案】(1)
(2)①;②存在,或或
(3)
【分析】(1)运用待定系数法即可求解;
(2)①求出直线:,则,,即可用的代数式表示;②用两点间距离公式分别表示三边,分类讨论,建立方程求解即可;
(3)在轴负半轴取点,连接并延长交轴于点,连接,证明,则,确定点在线段上运动(不包括端点),故当时,最小,可证明,求得,而当时,,即可由面积法求最小值.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,,,
∴,
∴
解得:,
∴抛物线表达式为;
(2)解:①对于抛物线表达式,
当,
∴,
设直线表达式为:,
则,
解得:,
∴直线:,
∵,
∴,,
∴,
∴;
②存在,
,而
当时,,
解得:或(舍),
,
∴;
当时,
整理得:,
解得:或(舍),
,
∴;
当时,
整理得:,
解得:或(舍)或(舍),
,
∴,
综上:是等腰三角形时,或或;
(3)解:在轴负半轴取点,连接并延长交轴于点,连接,
由旋转得:,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴点在线段上运动(不包括端点),
∴当时,最小,
∵,,,
∴,
∴,
∴,
∴当时,
∴,
∴,
∴线段长度的最小值.
【点睛】本题考查了二次函数的综合问题,涉及得到系数法求函数解析式,二次函数的图象与性质,等腰三角形的存在性问题,两点间距离公式,全等三角形的判定与性质,垂线段最短等知识点,难度较大,综合性强.
12.(2024·山东泰安·中考真题)如图,抛物线的图象经过点,与轴交于点A,点.
(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)在轴上方的抛物线上,是否存在点,使是等腰直角三角形.若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2),点在抛物线上
(3)存在,点的坐标为:或
【分析】本题主要考查了求二次函数的解析式、二次函数与几何的综合、二次函数图像的平移等知识点,灵活利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来成为解题的关键.
(1)将点D的坐标代入抛物线表达式,求得a的值即可;
(2)由题意得:,当x=1时,,即可判断点是否在抛物线上;
(3)分为直角、为直角、为直角三种情况,分别运用全等三角形的判定与性质,进而确定点E的坐标,进而确定点P的坐标.
【详解】(1)解:将点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,,
故点在抛物线上.
(3)解:存在,理由如下:
①当为直角时,如图1,过点作且,则为等腰直角三角形,
,,
,
,
,
∴,,
∴点,
当时,,即点在抛物线上,
∴点即为点;
②当为直角时,如图2,
同理可得:,
∴,,
∴点,
当时,,
∴点在抛物线上,
∴点即为点;
③当为直角时,如图3,
设点,
同理可得:,
∴且,解得:且,
∴点,
当时,,
即点不在抛物线上;
综上,点的坐标为:或.
题型5 四边形的存在性问题
核心围绕 “对角线分类 + 中点坐标公式” 展开。以已知线段为边或对角线分两大类,平行四边形利用 “对角线互相平分”,即两组对角顶点横、纵坐标和分别相等,设动点坐标列方程组求解;特殊四边形需在平行四边形基础上,叠加邻边相等、对角线垂直 / 相等等条件,结合勾股定理列方程,全程做好分类与解的验证。
13.(2025·山东东营·中考真题)如图,抛物线交轴于、两点,交轴于点,其中,.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点为对称轴上一点,当的周长最小时,求点的坐标;
(3)点为对称轴上一点,点为抛物线上一点,若以、、、为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或或
【分析】(1)把和分别代入,列方程组求出的值,即可求得二次函数解析式;
(2)因为是定值,所以当的值最小时,则的周长最小.作点关于对称轴的对称点,即为点,连接,运用待定系数法求出直线的解析式,可得直线与对称轴的交点坐标,即为点的坐标;
(3)分别以、、为对角线进行分类讨论求解即可.
【详解】(1)解:把,代入中得,
,解得,
;
(2)解:,,
当的值最小时,则的周长最小.
作点关于对称轴的对称点,即为点,
由(1)可知抛物线的解析式为,
对称轴为直线,且,
.
如图,连接,与对称轴的交点即为点,
设直线的解析式为,
把,代入中得,
,解得,
直线的解析式为.
点的横坐标为,
把代入得,
;
(3)解:设,,
①当为对角线时,设中点为,根据平行四边形的性质,点也为的中点,
,,
,
,解得,
把代入,
;
②当为对角线时,设中点为,根据平行四边形的性质,点也为的中点,
,,
,
,解得,
把代入,
;
③当为对角线时,设中点为,根据平行四边形的性质,点也为的中点,
,,
,
,解得,
把代入,
;
综上所述,若以、、、为顶点的四边形是平行四边形,此时点的坐标为或或.
【点睛】本题属于二次函数综合题,主要考查一次函数的图象与性质、二次函数的图象与性质、用待定系数法求函数关系式、平行四边形的性质、轴对称的性质、两点之间线段最短,正确作出分类讨论是解答本题的关键.
14.(2024·山东济南·中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线经过点,顶点为;抛物线,顶点为.
(1)求抛物线的表达式及顶点的坐标;
(2)如图1,连接,点是拋物线对称轴右侧图象上一点,点是拋物线上一点,若四边形是面积为12的平行四边形,求的值;
(3)如图2,连接,点是抛物线对称轴左侧图像上的动点(不与点重合),过点作交轴于点,连接,求面积的最小值.
【答案】(1),
(2)
(3)
【分析】(1)利用待定系数法求解出抛物线的解析式,再转化为顶点式,即可得到顶点坐标;
(2)连接,过点作轴,交延长线于点,过点作,垂足为,与轴交于,设点的横坐标为.设直线的表达式为,解方程组得到直线的表达式为,则,求得,求得于是得到,解方程得到,根据平移的性质得到,将代入,解方程即可;
(3)过作轴,垂足为,过点作轴,过点作轴,与交于点,设且,求得抛物线的顶点,得到,推出,解方程得到当时,,根据三角形的面积公式即可得到结论.
【详解】(1)解:抛物线过点
得
解得
抛物线的表达式为
顶点;
(2)解:如图,连接,过点作轴,交延长线于点,过点作,垂足为,与轴交于,设点的横坐标为.
设直线的表达式为
由题意知
解得
直线的表达式为
的面积为12
,
,
解得(舍)
点先向右平移1个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到点
将代入
得
解得.
(3)解:如图,过作轴,垂足为,过点作轴,过点作轴,与交于点,设且
抛物线的顶点
,
易得
当时,
点横坐标最小值为,此时点到直线距离最近,的面积最小
最近距离即边上的高,高为:
面积的最小值为.
【点睛】本题是二次函数的综合题,考查了待定系数法求函数的解析式,平行四边形的性质,平移的性质,等腰三角形的判定和性质,三角形的面积的计算,正确地找出辅助线是解题的关键.
15.(2023·山东淄博·中考真题)如图,一条抛物线经过的三个顶点,其中为坐标原点,点,点在第一象限内,对称轴是直线,且的面积为18
(1)求该抛物线对应的函数表达式;
(2)求点的坐标;
(3)设为线段的中点,为直线上的一个动点,连接,,将沿翻折,点的对应点为.问是否存在点,使得以,,,为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,点的坐标为或或或
【分析】(1)根据对称轴为直线,将点代入,进而待定系数法求解析式即可求解;
(2)设,过点作轴交于点,过点作交于点,继而表示出的面积,根据的面积为,解方程,即可求解.
(3)先得出直线的解析式为,设,当为平行四边形的对角线时,可得,当为平行四边形的对角线时,,进而建立方程,得出点的坐标,即可求解.
【详解】(1)解:∵对称轴为直线,
∴①,
将点代入得,
∴②,
联立①②得,,
∴解析式为;
(2)设,如图所示,过点作轴交于点,过点作交于点,
∴,,
则,
∴
解得:或(舍去),
∴
(3)存在点,使得以,,,为顶点的四边形是平行四边形,理由如下:
∵,
∴,
设直线的解析式为,
∴,解得:,
∴直线的解析式为,
设,
如图所示,当BP为平行四边形的对角线时,,
,
∵,
∴,
由对称性可知,,
∴,
∴
解得:
∴点的坐标为或
如图3,当为平行四边形的对角线时,,,
由对称性可知,,
∴,
∴,
解得:或,
∴点的坐标为或
综上所述,点的坐标为或或或.
【点睛】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,平行四边形的性质,轴对称的性质是解题的关键.
考向02 二次函数的代数应用
题型1 二次函数与方程、不等式
核心是 “数形结合 + 函数性质联动”。先将方程问题转化为抛物线与 x 轴 / 直线的交点问题,用根的判别式、韦达定理分析根的分布;不等式问题结合抛物线开口方向与对称轴,利用图象高低位置确定自变量取值范围;遇恒成立、最值范围问题,先确定对称轴与给定区间的位置关系,分类讨论求最值,再列不等式求解参数范围。
16.(2025·山东滨州·中考真题)在平面直角坐标系中,已知点在抛物线上.
(1)求抛物线的顶点坐标;
(2)点在抛物线上,若点N到y轴的距离小于4,请直接写出b的取值范围.
(3)把直线向下平移个单位长度后与抛物线的两个交点都在第四象限,求n的取值范围.
【答案】(1)抛物线的顶点坐标为
(2)
(3)
【分析】本题考查二次函数图象和性质,二次函数的综合应用,正确的求出函数解析式,熟练掌握二次函数的图象和性质,是解题的关键:
(1)把点代入函数解析式,进行求解即可;
(2)根据点N到y轴的距离小于4,得到,根据二次函数的增减性,进行求解即可;
(3)由题意,得到平移后的直线的解析式为,联立两个解析式,得到,根据直线与抛物线有2个交点,得到,再根据时,直线和抛物线的两个交点恰好在对称轴上,即可得出结果.
【详解】(1)解:把代入抛物线,得
解得.
∴.
∴抛物线的顶点坐标为.
(2)∵,
∴抛物线的开口向上,抛物线的对称轴为直线,
∴抛物线上的点离对称轴越远,函数值越大,
∵点在抛物线上,点N到y轴的距离小于4,
∴,
∴当时,最小为,当时,最大为,
∴;
(3)∵直线向下平移个单位长度,
∴平移后直线解析式为.
由得,即.
∵直线与抛物线有两个交点,
∴方程有两个不相等的实数根.
∴.
解得.
又当时,,
解得,
∴直线与抛物线的两个交点为,恰好在坐标轴上,
∴的取值范围为.
17.(2025·山东德州·中考真题)已知抛物线(m,n为常数)过点.
(1)若该抛物线与y轴交于点.
①求该抛物线的解析式;
②已知在该抛物线上,若对于,都有,求的取值范围;
(2)若对于任意实数,都有,此时抛物线与直线交于两点,求的长.
【答案】(1)①抛物线的解析式为;②或;
(2)
【分析】本题考查二次函数综合运用,熟练掌握函数与方程和不等式的关系,是解决本题的关键.
(1)①代入点坐标,利用待定系数法求解析式;
②根据解析式,计算出对称点,利用函数图象增减性,找到横坐标关系,列出不等式,计算即可求解;
(2)把代入解析式,找到和的关系,根据对于任意实数,都有,得出对任意实数都成立,根据函数恒成立问题结合题意得出,求出的值,再计算出交点坐标,即可求解.
【详解】(1)解:①∵抛物线过点和,
,
解得,
∴抛物线的解析式为;
②抛物线的对称轴为,
∴关于对称轴的对称点,
∵对于,都有,
∴或,
解得或;
(2)解:∵抛物线过点,
,
则,
∵对于任意实数,都有,
∴对任意实数都成立,
,
∴,
,
∴抛物线解析式为,
联立抛物线与直线,
得,
解得,
∴交点的横坐标分别为和,
.
18.(2025·山东·中考真题)已知二次函数,其中,为两个不相等的实数.
(1)当、时,求此函数图象的对称轴;
(2)当时,若该函数在时,y随的增大而减小;在时,随的增大而增大,求的取值范围;
(3)若点,,均在该函数的图象上,是否存在常数,使得?若存在,求出的值;若不存在,说明理由
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题主要考查了二次函数的性质、因式分解的应用等知识点,灵活运用二次函数的性质成为解题的关键.
(1)将、代入化简,然后根据二次函数的性质即可解答;
(2)代入化简可得,然后根据二次函数的性质即可解答;
(3)先求出,然后代入进行求解即可.
【详解】(1)解:当、时,二次函数可化为:,
∴此函数图象的对称轴为.
(2)解:当时,二次函数可化为:,
∴抛物线对称轴为,
∵,
∴抛物线开口方向向上,
∵在时,y随的增大而减小;
∴,
∵在时,随的增大而增大;
∴,
∴.
(3)解:∵若点,,均在该函数的图象上,
∴,
,
∴
;
;
∵,
∴,整理得:
∵,为两个不相等的实数,
∴,
∴,解得:.
重●难●提●分●必●刷
(建议用时:60分钟)
1.(2025·山东枣庄·二模)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】(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.
2.(25-26九年级上·山东威海·期中)已知:如图,抛物线与轴交于点,与轴交于、两点,点在点左侧.点的坐标为,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点,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;
(3)若点是线段下方抛物线上的动点,求四边形面积的最大值;
(4)抛物线是否存在点,使,若存在,求点的横坐标;若不存在,请说明理由
(5)若点在轴上,点在抛物线上,是否存在以,,,为顶点且以为一边的平行四边形?若存在,求点的坐标:若不存在,请说明理由.
(6)若,,三点都在抛物线上且总有请直接写出的取值范围.
【答案】(1)
(2)存在;
(3)
(4)或
(5)存在;,,
(6)
【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)过点作于点,勾股定理求得,等面积法求得,进而求得点的坐标,根据题意得出到的距离为,过点作,且,过点作轴的平行线,过点作轴的平行线交于点,构造全等三角形得出点的坐标,设直线的解析式为,代入,求得解析式为,进而联立抛物线解析式,即可求解;
(5)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;
(6)由抛物线解析式可得抛物线开口方向及对称轴,分类讨论与,由两点中点与对称轴的位置关系求解.
【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;
(4)解:如图所示,过点作于点,
∵,
∴
∴,,
∵,
∴,即到的距离为,
∴,
∵
∴
∵直线的解析式为,
∴
解得:
∴,
∵,
∴到的距离为,
由(3)可得的最大面积为小于
∴点在直线的上方,
过点作,且,过点作轴的平行线,过点作轴的平行线交于点,
∴,,
∴
∴
∴
∴
∴即
依题意,在过点且平行于的直线上,
设直线的解析式为,代入
∴,
解得:,
∴
联立
消去得,
解得:
即点的横坐标为或;
(5)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.
(6)抛物线对称轴为直线,抛物线开口向上,,
,
即,
解得,
,
,
解得,
.
【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.
3.(2025·山东·二模)二次函数的图象过点,,连接,点是抛物线上一个动点.
(1)求二次函数的表达式;
(2)如图1,若点在轴左侧的抛物线上运动,平移线段,使其一个端点与点重合,另一个端点恰好落在轴上,求点的坐标;
(3)如图2,若点在轴右侧的抛物线上运动,作直线,交轴于点,将直线绕点逆时针旋转得直线,交轴于点,连接,若,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)或
(3)或或
【分析】(1)利用待定系数法解答即可;
(2)分两种情况:若点B恰好落在轴上;若点C恰好落在轴上,利用平移的性质解答即可;
(3)分三种情况讨论,利用全等三角形的判定和性质,一次函数的性质,即可求解.
【详解】(1)解:∵二次函数的图象过点,,
∴,
解得:,
∴二次函数的解析式为;
(2)解:若点B恰好落在轴上,
∵,
∴线段向下平移个单位,
∵,
∴点C的纵坐标为,
当时,,
解得:(不符合题意),
此时点C的坐标为;
若点C恰好落在轴上,
∵,
∴线段向下平移4个单位,
∵,
∴点C的纵坐标为,
当时,,
解得:,
此时点C的坐标为;
综上所述,点C的坐标为或;
(3)解:∵,
∴可设,则,
∴点F的坐标为或
设直线的解析式为,
∴,或
解得:或
∴直线的解析式为或,
∴,
由旋转的性质得:,
如图,过点E作,交直线于点P,过点A,P作分别作x轴的垂线,垂足分别为M,N,则,,
∴为等腰直角三角形,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴点P的坐标为,
把代入得:
,
解得:或,
∴点E的坐标为,
设直线的解析式为,
把点,代入得:
,解得:,
∴直线的解析式为,
联立得:,解得:或(舍去),
∴此时点C的坐标为;
如图,过点E作,交直线于点P,作轴,过点A,P作分别作x轴的平行线,交于点M,N,则,则,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴点P到y轴的距离为,
∴点P的坐标为,
把代入得:
,
解得:或(舍去),
∴点E的坐标为,
同理直线的解析式为,
联立得:,解得:或(舍去),
∴此时点C的坐标为;
如图,过点E作,交直线于点P,作轴,过点A,P作分别作x轴的平行线,交于点M,N,则,则,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴点P到y轴的距离为,
∴点P的坐标为,
把代入得:
,
解得:或(舍去),
∴点E的坐标为,
同理直线的解析式为,
联立得:,解得:或(舍去),
∴此时点C的坐标为;
综上所述,点C的坐标为或或.
【点睛】本题考查了二次函数综合题,解题时综合运用了待定系数法求二次函数解析式,二次函数图象上点的坐标特征,全等三角形的判定与性质,平行四边形的性质,等腰直角三角形的判定和性质,注意分类讨论思想的应用,难度较大.
4.(2025·山东淄博·二模)已知抛物线与轴交于点,,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连结,过抛物线顶点作直线轴,点是直线上一动点,若满足为直角三角形,求点的坐标;
(3)如图2,点为线段上一动点(不与端点重合),连结并延长交抛物线于点,连结并延长交抛物线于点,设面积为,面积为,求的值.
【答案】(1)
(2)点为或.
(3)9
【分析】(1)已知抛物线与轴两个交点坐标,将其代入抛物线一般式,通过解方程组求出系数和,进而确定抛物线解析式.
(2)先得出抛物线顶点坐标及直线上点的纵坐标,因为为直角三角形,直角不确定,所以分、、三种情况.每种情况都通过角之间的等量关系证明三角形相似,再利用相似三角形对应边成比例列方程求解点坐标.
(3)设出点坐标,分别求出直线、解析式,然后与抛物线方程联立,求出点、坐标.通过用含的式子表示和的面积、,最后求的值.
【详解】(1)解:将,分别代入,
得
解得
抛物线的解析式为
(2)解:
顶点
设
为直角三角形
①当时,作轴
,
又
②当时,作,直线与轴交于点.
,
又
方程无解
此时不存在
③当时,
,
又
满足条件的点为或.
(3)解:设,直线的解析式为
将代入,得
直线的解析式为
联立方程,得
即
整理得,
解得,
当时,
点的坐标为
设直线的解析式为
将代入,
得
直线的解析式为
联立方程,得
即
整理得,
解得,,
当时,
点的坐标为
【点睛】本题主要考查了抛物线的性质,包括用待定系数法求抛物线解析式;相似三角形的判定与性质;直线解析式的求解及直线与抛物线交点坐标的求法;三角形面积的计算.解题关键在于:第(1)问准确代入求解系数;第(2)问全面分类讨论直角情况,利用角的关系找相似三角形;第(3)问正确求出直线解析式并与抛物线联立求交点,再用合适方法表示三角形面积并化简求值.
5.(2025·山东济南·一模)已知抛物线与x轴交于点,与y轴交于点,点M是抛物线对称轴上的一动点,过点M作轴交抛物线于点C和点D(点C在对称轴的左侧).
(1)如图1,求该抛物线的解析式;
(2)作交抛物线于点E,连接.
①如图2,当点E在x轴上时,求点M的坐标;
②若是以为底角的等腰三角形,求点E的坐标.
【答案】(1);
(2)①或;②点E的坐标为或.
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)①分两种情况讨论:当在轴上方时和当在轴下方时,结合含30度角的直角三角形的性质以及勾股定理确定点的坐标,然后代入函数解析式并求解,进一步即可获得答案;
②分两种情况讨论,当点在的上方时,作于点,设,求得,,利用待定系数法求得;当点在的下方时,点在的垂直平分线上,据此求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴交于点,与y轴交于点,
∴抛物线的解析式为,
把代入,可得,
解得,
∴该抛物线的解析式为;
(2)解:①分两种情况讨论:
当在轴上方时,如下图,设抛物线的对称轴交x轴于点,过点作于点,
∵,
∴抛物线的对称轴为直线,
设,
∵轴,
∴,
令,则,
解得或,
∴,
∴,
∴,
在中,,
∴,,
∵,
∴,
将代入,
得,
整理得,
解得或,
∴;
当在轴下方时,如下图,设抛物线的对称轴交x轴于点,过点作于点,
设,
∵轴,
∴,
∵,
∴,
∴,
在中,,
∴,,
∵,
∴,
将代入,
得,
整理得,
解得或,
∴.
综上所述,点的坐标为或;
②当点在的上方时,,且,如图,作于点,
∴,,,设,
∵抛物线的对称轴为直线,轴,
∴,
∴,,
∴,
在中,,
∴,,
∴,,
∴,代入得,
整理得,
解得或(舍去),
∴,,
∴;
当点在的下方时,,且,如图,
∴点在的垂直平分线上,
∴,
综上,点E的坐标为或.
【点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到等腰三角形的性质,直角三角形的性质,勾股定理,二次根式的混合运算等,其中(2)要注意分类求解,避免遗漏.
6.(2025·山东淄博·三模)如图①,二次函数的图象与轴交于,两点,与轴交于点,在轴上有一个动点,其中.
(1)求抛物线的解析式;
(2)过点作轴的垂线交直线于点,交抛物线于点,过点作于点,设的周长为,的周长为,若,求的值.
(3)如图②,动点,同时从点出发,都以每秒1个单位长度的速度分别沿,边运动,其中一点到达端点时,另一点也随之停止运动,当,运动到秒时,沿所在的直线翻折,点恰好落在抛物线上点处,请直接判定此时四边形的形状,并求出点坐标.
【答案】(1)
(2)m的值为
(3)四边形为菱形,H点的坐标为
【分析】(1)利用交点式可直接写出抛物线的解析式;
(2)(2)如图①,易得,利用待定系数法求出直线的解析式为,则,,接着用分别表示出和,,然后证明,则根据相似三角形的性质得,从而解关于的方程可确定的值;
(3)如图③,交轴于,利用折叠的性质得,,加上,则可判断四边形为菱形,所以轴,接着证明,利用相似比可表示出,,则,,所以点的坐标可表示为,然后点的坐标代入抛物线解析式得到,于是解关于的方程求出可确定点的坐标.
【详解】(1)解:抛物线的解析式为,
即;
(2)解:如图,
当时,,则,
设直线的解析式为,
把,代入得,解得,
直线的解析式为,
,轴,
,,
,
,
,,
,
而,
,
,即,
整理得,解得(舍去),,
的值为;
(3)解:如图,交轴于,
,,
,
沿所在的直线翻折,点恰好落在抛物线上点处,
,,
,
,
四边形为菱形,
轴,
,
,
,即,
,,
,,
点的坐标为,
点在抛物线上,
,
整理得,解得(舍去),,
点的坐标为.
【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、菱形的判断与性质和相似三角形的判断与性质;会利用待定系数法求函数解析式;会利用相似比表示线段之间的关系,会解一元二次方程;理解坐标与图形性质.
7.(2025·山东济南·二模)综合应用:如图1,顶点为的抛物线与轴交于点和点,与轴交于点,连接、.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求的度数;
(3)如图2,动点从点出发,沿着方向以1个单位/秒的速度向匀速运动,同时动点从点出发,沿着方向以个单位/秒的速度向匀速运动,各设运动时间为秒,轴交于,轴交抛物线于,连接、.
①当时,求点的坐标;
②直接写出在运动过程中,使得与相似的的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)利用待定系数法求解b、c值即可;
(2)先求得点P、B的坐标,利用两点坐标距离公式和勾股定理的逆定理判断出即可;
(3)①如图2,延长交x轴于G,先根据等腰直角三角形的判定与性质推导出,,进而得到,再证明四边形是平行四边形得到,然后解方程求解即可;
②如图3,连接,,过N作轴于G,根据题意分两种情况:和,利用相似三角形的判定与性质分别求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴交于点和点,
∴,解得;
∴抛物线解析式为;
(2)解:∵抛物线解析式为,
∴,
在中,当时,,则,
∵,,,
∴,
∴;
(3)解:①如图2,延长交x轴于G,
由题意,,,,
∴是等腰直角三角形,则,
∵轴,轴,
∴,,
∴,,
∴,
∵当时,,
∴,则,
∴,
∵,,
∴四边形是平行四边形,
∴,则,即,
解得,,
当时,,此时M与A重合,不合题意,舍去,
∴;
②如图3,连接,,过N作轴于G,
由①知,,则,
∵,,
∴要使与相似,分两种情况:
当时,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,即,
∴(不合题意,舍去);
当时,则,又,
∴是等腰直角三角形,
∴,,
∴,则,
此时,
∵,,
∴,
∴,
又∵,
∴,
综上,当时,与相似.
【点睛】本题考查二次函数与几何图形的综合,涉及待定系数法求函数解析式、坐标与图形、勾股定理及其逆定理、等腰直角三角形的判定与性质、平行四边形的判定与性质、相似三角形的性质等知识,熟练掌握相关知识的联系与运用,利用数形结合和分类讨论思想求解是解答的关键.
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