2026年九年级中考数学二次函数压轴题专题----菱形的存在性专题训练
2026-05-01
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内容正文:
2026年九年级中考数学二次函数压轴题专题----菱形的存在性专题训练
1.如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c(a>0)与x轴交于点O、M.对称轴为直线x=2,以OM为直径作圆A,以OM的长为边长作菱形ABCD,且点B、C在第四象限,点C在抛物线对称轴上,点D在y轴负半轴上;
(1)求证:4a+b=0;
(2)若圆A与线段AB的交点为E,试判断直线DE与圆A的位置关系,并说明你的理由;
(3)若抛物线顶点P在菱形ABCD的内部且∠OPM为锐角时,求a的取值范围.
2.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于两点,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,连接,直线上方的抛物线上是否存在点,使,若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)如图3,连接,将绕着点顺时针旋转,记旋转过程中的为,点的对应点为点,点的对应点为点.当点刚好落在线段上时,将沿着直线平移,在平移过程中,直线与抛物线对称轴交于点,与轴交于点,设点是平面内任意一点,是否存在点,使得以为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
3.如图,在平面直角坐标系中,直线和抛物线交于点,,且点B是抛物线的顶点.
(1)求直线和抛物线的解析式;
(2)点P是直线上方抛物线上的一点,求当面积最大时点P的坐标;
(3)M是直线上一动点,在平面直角坐标系内是否存在点N,使以O、B、M、N为顶点的四边形是菱形?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
4.如图,抛物线与轴交于点,,与轴交于点,连接,点为线段上一个动点(不与点,重合),过点作轴交抛物线于点.
(1)求抛物线的表达式和对称轴;
(2)当抛物线上的点在上方运动时,求面积的最大值.
(3)已知点是抛物线对称轴上的一个点,点是平面直角坐标系内一点,当线段取得最大值时,是否存在这样的点,,使得四边形是菱形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
5.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线 交轴于点, 两点, 交轴于点.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点是直线上方抛物线上的一动点,过点 作. 于点,过点作轴的平行线交直线于点 ,求周长的最大值及此时点的坐标;
(3)如图2,在(2) 问的条件下,将该抛物线沿射线的方向平移 个单位后得到新抛物线.点 为平移后的新抛物线的对称轴上一点. 在平面内确定一点. 使得四边形 是菱形,请求出符合条件的点 的坐标.
6.如图,抛物线与x轴交于A,两点(A在B的左侧),与y轴交于点,直线l是地物线的对称轴,直线l与x轴交于点D.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点M在直线l上,且,点P,Q是抛物线上的动点,点P在点Q的左侧,是否存在点P,Q使得以点D、M、P、Q为顶点的四边形是菱形?若存在,请求出点P,Q的坐标;若不存在,请说明理由.
7.如图,直线 与x轴交于点A(3,0),与y轴交于点B,抛物线 经过A,B.
(1)求抛物线解析式;
(2)若点H是抛物线的顶点,在x轴上有一点M,平面内是否存在点N,使得以A、H、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,说明理由
8.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,点为直线上方抛物线上一动点
(1)求抛物线的解析式;
(2)过点作交抛物线于点,点为直线上一动点,连接,,,,求四边形面积的最大值及此时点的坐标;
(3)将抛物线向右平移1个单位,为平移后抛物线的对称轴上一动点,在平面直角坐标系中是否存在点,使以点,,,为顶点的四边形为菱形?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
9.综合与探究
如图,抛物线与x轴交于A、C两点(点A在点C的左侧),与y轴交于点B,过点C的直线交于点E,交抛物线于点P.
(1)求点A,B,C的坐标,并直接写出直线的函数表达式.
(2)如图1,当点P位于第二象限的抛物线上时,过点P作轴,交直线于点D,求线段的最大值.
(3)如图2,当E为的中点时,过点B作直线,M为直线上一点,在直线l上是否存在点N,使以B,E,M,N为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
10.已知在平面直角坐标系中,抛物线经过点、、三点,点D和点C关于抛物线对称轴对称,抛物线顶点为点G.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)连接、,求的面积;
(3)在对称轴右侧的抛物线上有一点M,平面内是否存在一点N,使得C、G、M、N为顶点的四边形是菱形?若存在,求出点N的坐标,若不存在,请说明理由;
(4)连接、,将抛物线向下平移后,点D落在平面内一点E处,过B、E两点的直线与线段交于点,当与相似时,直接写出平移后抛物线的解析式.
11.如图,二次函数的图象交轴于点,交轴于点,点的坐标为,对称轴是直线,点是轴上一动点,轴,交直线于点,交抛物线于点.
(1)求这个二次函数的解析式.
(2)若点在线段上运动(点与点、点不重合),求四边形面积的最大值,并求出此时点的坐标.
(3)若点在轴上运动,则在轴上是否存在点,使以、为顶点的四边形是菱形?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.
12.如图,抛物线交轴于点和,交轴于点,顶点为.
(1)求抛物线的表达式;
(2)若点在第一象限内对称右侧的抛物线上,四边形的面积为,求点的坐标;
(3)在(2)的条件下,若点是对称轴上一点,点是坐标平面内一点,在对称轴右侧的抛物线上是否存在点,使以,,,为顶点的四边形是菱形,且,如果存在,请直接写出点的坐标;如果不存在,请说明理由.
13.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.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.解:(1)∵O的坐标为(0,0),抛物线的对称轴为x=2,
∴点M的坐标为(4,0).
∵抛物线经过点O,
∴c=0.
将c=0,x=4,y=0代入抛物线的解析式得:16a+4b=0.
整理得:4a+b=0.
(2)DE与圆A相切.
理由:如图1所示:
∵四边形ABCD为菱形,
∴DN=NB,DN⊥AN.
∵∠AOD=∠AON=∠DNA=90°,
∴四边形OAND为矩形.
∴OA=DN=2.
∴DB=OM=4.
∵OM=AD=AB,
∴AD=AB=DB.
∵AE为圆A的半径,
∴AE=EB=2.
∵AD=DB,AE=EB.
∴AE⊥DE.
∴DE与圆A相切.
(3)如图2所示.
设点P的坐标为(2,m).
∵OM为圆A的直径,
∴∠OEM=90°.
∵AE=2,OA=2,
∴点E的坐标为(﹣2,2).
设抛物线的解析式为y=ax(x﹣4),将x=2代入得y=﹣4a.
∴m=﹣4a.
∵∠OPM为锐角,
∴点P在点E的下方.
∴﹣4a<﹣2.
解得:a>.
在Rt△AOD中,OD==2.
∴AC=4.
∵点P在菱形的内部,
∴点P在点C的上方.
∴﹣4a>﹣4.
解得:a<.
∴a的取值范围是.
考点:二次函数综合题.
2.(1)
(2)存在,
(3)存在,点的坐标为:或或或
【分析】(1)利用待定系数法求解即可得到答案;
(2)作关于轴的对称点,连接,过点作交抛物线于,如图所示,数形结合,利用待定系数法确定直线解析式,联立求解即可得到答案;
(3)由题意表示出点,点,再由菱形的性质分类讨论求解即可得到答案.
【详解】(1)解:把 代入得:
解得 ,
抛物线的解析式为;
(2)解:直线上方的抛物线上存在点,使,
理由如下:
作关于轴的对称点,连接,过点作交抛物线于,如图所示:
,
,
,
,
,
,
设直线解析式为,
将代入可得,解得,
直线解析式为,
设直线解析式为,
把代入得:,解得,
直线解析式为,
联立,解得或,
;
(3)解:设直线解析式为,
将代入可得,解得,
直线解析式为,
设,
又,由勾股定理得,解得:或,故点,
设直线的表达式为,
将代入可得,则直线的表达式为,
由,可得直线的表达式为 ,
设直线的表达式为:,
抛物线的对称轴为:,
点,点,而点;
要使以为顶点的四边形是菱形,则为等腰三角形.
①若,由对称性得,
由,解得,
此时,故;
②若,则,
解得:或,
当时,,此时,
当时,,此时;
③若 ,则,
解得:或,
当时,,,此时,
当时,,四边形不存在,舍去;
综上,点的坐标为:或或或.
【点睛】本题考查二次函数综合,涉及二次函数图象与性质、待定系数法确定函数解析式、求函数图象的交点方法、勾股定理、菱形性质、二次函数与特殊平行四边形综合等知识,熟练掌握二次函数图象与性质、二次函数综合题型解法是解决问题的关键.
3.(1);
(2)
(3)点N的坐标为或或或
【分析】(1)设直线的解析式为,将,代入得到关于k、b的值即可;设抛物线的解析式为,然后将点A的坐标代入求得a的值即可;
(2)过点P作轴,交直线于点Q,设点,则),则,然后依据三角形的面积公式列出的面积与a的函数关系式,进而根据二次函数的性质求解即可;
(3)先根据题意画出图形,需要注意本题共有四种情况,然后依据菱形的性质、等腰直角三角形的性质以及勾股定理求解即可.
【详解】(1)解:设直线的解析式为,
将,代入,得,
解得,
∴直线的解析式为,
B是抛物线的顶点,且,
设抛物线的解析式为,
将代入,得,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:如图1所示,过点P作轴交直线于点Q,
设,则,
∴,
∴,
∴当时,面积最大,此时);
(3)解:如图2所示,延长交x轴于点C,
四边形是菱形,
,,,
,
,
,
,,
,
又,
,
,
,即是等腰直角三角形,
在中,根据勾股定理,得,
,
,
点N的坐标为;
如图3所示,过点N作轴,垂足为C,
,,
,
四边形是菱形,
,,,
,
,
,即是等腰直角三角形,
在中,根据勾股定理,得,
,
,
点N的坐标为;
如图4所示,连接交y轴于点C,
四边形是菱形,,
,,,
点M的纵坐标为1,
点M在直线上,
将代入,得,
解得,
点M的坐标为,
,
点N的坐标为;
如图5所示,此时M点与A点重合,
四边形是菱形,
,
,
四边形为正方形,
,
,
点N的坐标为,
综上所述,当以O、B、M、N为顶点的四边形是菱形时,点N的坐标为或或或.
【点睛】本题考查了二次函数的综合应用,主要涉及了待定系数法求一次函数、二次函数的解析式,二次函数的最值,三角形的面积公式,菱形的性质,等腰直角三角形以及勾股定理,解题的关键在于列出的面积与a的函数关系式以及分类讨论并根据题意画出符合条件的图形.
4.(1),
(2)8
(3)存在,
【分析】(1)利用两点式写出函数解析式,再根据对称轴的计算公式进行求解即可;
(2)求出直线的解析式,设点,利用,列出二次函数解析式,求最值即可;
(3)利用菱形的性质,得到,进行求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴交于点,,
则抛物线的解析式为:;
∴抛物线的对称轴为直线.
(2)∵,当时,;
∴,
设直线的解析式为:,代入,得:,
∴,
设,
∵轴,
∴,
∴,
∴,
∴当时,面积的最大值为;
(3)存在;
由(2)可知:
∵,
∴抛物线的对称轴为,
设:,
∵四边形为菱形,
∴,
∴,
解得:;
∴.
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,解题的关键是正确的求出二次函数的解析式,利用数形结合的思想进行求解.
5.(1)
(2),
(3)或或
【分析】本题考查二次函数的综合,涉及待定系数法求函数解析式、坐标与图形、菱形的性质、解直角三角形等知识,注意分类讨论和数形结合思想的运用.
(1)利用待定系数法求解即可;
(2)先根据题意求得的最大值,再根据相似三角形的性质求得,进而可求解;
(3)根据平移性质和菱形的性质分、、分别为对角线三种情况求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线 交轴于点, 两点,
∴,
解得:,
∴抛物线的表达式为:
(2)解:令,
∴,则,
∵,,则,
设直线的表达式为 ,
∴,
解得:,
∴直线的表达式为 ,
设,则
∴,
∵,
∴当时,最大,最大值为,此时;
∵,
∴的周长为,
∵轴,
∴, ,
∴
∴,即
∴周长的最大值为,此时;
(3)解:∵,,
∴根据平移性质,该抛物线沿射线方向平移个单位长度,相当于向右2个单位长度,再向下平移2个单位长度,则平移后的抛物线的对称轴为,
设,,,
∴
当为对角线时,则,
∴,
解得,
∴点N坐标为;
当或为对角线时,或,
则或,
解得或
∴点N坐标为或,
综上,满足题意的N点坐标为或或.
6.(1)
(2)存在,点P、Q的坐标分别是、或、
【分析】(1)将,代入函数,根据待定系数法,即可解答;
(2)分类讨论,即分成当为边时或当为对角线时,再将为对角线时的情况,分为点M在x轴上方时或点在x轴下方时,逐一解答即可.
【详解】(1)解:把点,代入,得
,解得.
∴抛物线的函数表达式为.
(2)将抛物线化为顶点式为:,
∵点M在直线l上,
∴DM垂直于x轴,
以点D、M、P、Q为顶点的四边形是菱形,
①当为边时.要使,即轴.,
∵点P、Q是抛物线上的动点,点P在点Q的左侧,
∴此时不存在P、Q使得以点D、M、P、Q顶点的四边形是菱形,
②当为对角线时,
i.点M在x轴上方时,过的中点E作x轴的平行线,与抛物线的交点分别是P、Q.
∵,
∴,即,
∴,解得,,
∴,,
ⅱ.点在x轴下方时,过的中点作x轴的平行线,与抛物线的交点分别是、,
∴,
∴,解得,,
∴,,
综上,存在点P、Q使得以点D、M、P、Q为顶点的四边形是菱形,点P、Q的坐标分别是、或、.
【点睛】本题考查了求二次函数的解析式,菱形的性质,本题难度较大,能正确地分类讨论以及画出正确的图形是解题的关键.
7.(1)
(2)存在,(6,4)或(1,4)或(1,4)或(1,-4)
【分析】(1)把点A(3,0)代入直线中,求出n的值.再把代入一次函数解析式中,即可求得点B的坐标;把点B,A的坐标代入后,即可求出b,c的值,;
(2)当四边形 为菱形,四边形 为菱形,四边形 为菱形时,分别依据菱形的性质,求出点N的坐标.
【详解】(1)∵直线 与x轴交于点A(3,0),
∴ ,
∴ ,
∴直线解析式为: ,
当 时, ,
∴点B(0,3),
∵抛物线 经过点A,B,
∴,
∴,
∴抛物线的解析式为: ;
(2)把 化成顶点式为 ;
所以,顶点H坐标为(1,4),
∵A(3,0),
∴,
①当四边形 为菱形时,AM为对角线,如图,
点M与点C重合,点N与点H关于x轴对称,
∴N点坐标为(1,-4);
②当四边形 为菱形时,如图,
∴ 轴,,
∴N点坐标为(1,4)或(1,4);
③当四边形 为菱形时,如图,
设M点坐标为(m,0),
∵ ,
∴,
解得, ,
,
∴N点坐标为(6,4);
综上所述:点N的坐标分别为:(6,4)或(1,4)或(1,4)或(1,-4).
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了二次函数的性质,待定系数法求解析式,相似三角形的判定和性质,勾股定理等知识,灵活运用这些性质解决问题是本题的关键.
8.(1)
(2)四边形的面积最大为32,
(3)存在,或
【分析】(1)直接利用两点式写出函数解析式即可;
(2)过点P作x轴的垂线,交直线于点H,根据平行线间的距离相等,得到的面积等于的面积,进而得到四边形面积等于的面积加上的面积,得到当的面积最大时,四边形面积最大,转化为二次函数求最值即可;
(3)求出平移后的解析式,分为菱形的边和为菱形的对角线,两种情况进行求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴交于,两点,
∴;
(2)解:∵,
∴当时,,
∴,
设直线的解析式为:,
把代入,得:,解得:,
∴直线的解析式为.
如图,过点P作x轴的垂线,交直线于点H,
设点P的坐标为 ,则 ,其中.
,
∴,
∵
∴和的边上的高相等,
∴
,
∵,
∴当时,四边形的面积最大为32,此时.
(3)解:∵,
∴抛物线向右平移一个单位,得到新的抛物线的解析式为:;
∴新的抛物线的对称轴为直线,
设,
∵,
∴,,
当为菱形的边时:分两种情况:
①四边形为菱形,
∵点先向左平移4个单位,再向上平移8个单位得到点,
∴点先向左平移4个单位,再向上平移8个单位得到点,
∴,
∵,
∴,
解得:,
∴;
②四边形为菱形,
∵点先向右平移4个单位,再向下平移8个单位得到点,
∴点先向右平移4个单位,再向下平移8个单位得到点,
∴,
∵,
∴,
解得:,
∴;
当为对角线时:此时为另一对角线,则垂直平分,
∵的中点为,
又的横坐标为2,
∴不存在点,能构成菱形.
综上:或.
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,涉及交点式求函数解析式,二次函数与面积问题,二次函数的平移,二次函数与特殊四边形的问题,正确的求出函数解析式,利用数形结合,分类讨论的思想进行求解,是解题的关键.本题的综合性强,难度大,属于中考压轴题.
9.(1),,,
(2)当时,线段的最大值为1
(3)存在,点N的坐标为或或
【分析】(1)当时,即.当时,.可求,.待定系数法求直线的函数表达式即可;
(2)如图1,过点P作轴,交于点F,则.设,则..由轴,可得.则,,即,,然后求解作答即可;
(3)由,,E为的中点,可得,.待定系数法求直线的函数表达式为.设.①当为菱形的边时,,如图2.则.即.求解作答即可;②当为菱形的对角线时,,如图3.则.即.求解作答即可.
【详解】(1)解:当时,即.
当时,.
解得,.
∵点A在点C的左侧,
∴,.
设直线的函数表达式,
将,代入得,,
解得,,
∴直线的函数表达式为.
(2)解:如图1,过点P作轴,交于点F,则.
设,则.
∴.
∵轴,
∴.
∴,
∴,即,
∴,
又∵,,
∴当时,线段的最大值为1.
(3)解:∵,,E为的中点,
∴,.
设直线的函数表达式为.
把,代入得,
解得
∴直线的函数表达式为.
设.
①当为菱形的边时,,如图2.
∴.
∴.
解得或.
∴点M的坐标为或.
∴点N的坐标为或.
②当为菱形的对角线时,,如图3.
∴.
∴.解得.
∴点M的坐标为.
∴点N的坐标为.
综上所述,点N的坐标为或或.
【点睛】本题考查了一次函数解析式,二次函数与特殊的平行四边形的综合,勾股定理,二次函数与线段综合,正切等知识.熟练掌握一次函数解析式,二次函数与特殊的平行四边形的综合,勾股定理,二次函数与线段综合,正切是解题的关键.
10.(1)
(2)3
(3)存在,或
(4)或
【分析】(1)改设抛物线的解析式为交点式,代入点坐标,求得,进一步得出结果;
(2)可推出是直角三角形,进一步得出结果;
(3)只需是等腰三角形,分为当时,点是点关于抛物线的对称轴的对称点;当时,此时在的垂直平分线上,可求得的解析式,进一步得出结果;
(4)分为当点在轴的上方和在轴上两种情形:当点在轴上方时,作于,作于,根据得出,可求得的长,进而得出的长,可求得是等腰直角三角形,进而求得和,进而得出直线的解析式,进一步得出结果;当点在轴上时,进一步得出结果.
【详解】(1)解:设抛物线的解析式为:,
,
,
;
(2)解:,
,
,,
,
,
,
;
(3)解:当四边形是菱形时,此时,
由对称性可得,,
;
如图1,
当四边形是菱形,,
作,
,
,,
的中点坐标为:,
由(1)知:,
,
,,
的解析式为:,
,
的解析式为:,
由得,
,(舍去),
,
,
,
综上所述:N点的坐标为或;
(4)解:如图2,
当点在轴上方时,
作于,作于,
,
,
,
,,,
,,,
,,
,,
,
,
,
,
,
直线的解析式为:,
当时,,
,
平移后的抛物线的解析式为:,
当点在轴时,点和点重合,
此时与全等,
抛物线的解析式为:,
综上所述:当与相似时,平移后抛物线的解析式为:或.
【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,菱形的判定和性质等知识,解决问题的关键是分类讨论.
11.(1)
(2)最大值为,此时
(3)或或
【分析】(1)先根据二次函数对称轴公式求出,再把代入二次函数解析式中进行求解即可;
(2)先求出,,则,,求出直线的解析式为,设,则,,则;再由得到,故当时,最大,最大值为,此时点P的坐标为;
(3)分如图3-1,图3-2,图3-3,图3-4,图3-5,图3-6所示,为对角线和边,利用菱形的性质进行列式求解即可.
【详解】(1)解:∵二次函数的对称轴为直线,
∴,
∴,
∵二次函数经过点,
∴,即,
∴,
∴二次函数解析式为;
(2)解:∵二次函数经过点,且对称轴为直线,
∴,
∴,
∵二次函数与y轴交于点C,
∴,
∴;
设直线的解析式为,
∴,
∴,
∴直线的解析式为,
设,则,,
∴;
∵,
∴
,
∵,
∴当时,最大,最大值为,
∴此时点P的坐标为;
(3)解:设,则,,
∵轴,
∴轴,即,
∴是以、为顶点的菱形的边;
如图3-1所示,当为对角线时,
∵,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴轴,
∴轴,即轴,
∴点C与点N关于抛物线对称轴对称,
∴点N的坐标为,
∴,
∴;
如图3-2所示,当为边时,则,
∵,,
∴,
∴,
解得或(舍去),
∴,
∴;
如图3-3所示,当为边时,则,
同理可得,
∴,
解得或(舍去),
∴,
∴;
如图3-4所示,当为边时,则,
同理可得,
解得(舍去)或(舍去);
如图3-5所示,当为对角线时,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴轴,
∴轴,这与题意相矛盾,
∴此种情形不存在
如图3-6所示,当为对角线时,设交于S,
∵轴,
∴,
∵,
∴,这与三角形内角和为180度矛盾,
∴此种情况不存在;
综上所述,或或.
【点睛】本题主要考查了二次函数综合,一次函数与几何综合,菱形的性质,勾股定理,求二次函数解析式等等,利用分类讨论的思想求解是解题的关键.
12.(1)
(2)
(3)存在,点G的坐标为或
【分析】(1)根据待定系数法求解即可;
(2)方法一:连接,过点作轴交于点.先求得直线的表达式为:.再设,,则,利用面积构造一元二次方程求解即可得解;方法二:令抛物线的对称轴与轴交于点,过点作轴于点,设,利用面积构造一元二次方程求解即可得解;
(3)如下图,连接,,由菱形及等边三角形的性质证明得.从而求得直线的表达式为:.联立方程组求解,又连接,,,证.得,又证.得.进而求得直线的表达式为:.联立方程组求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线经过点,,
∴,解得.
∴抛物线的表达式为:.
(2)解:方法一:如下图,连接,过点作轴交于点.
∵
,
∴.
令中,则,
解得或,
∴,
设直线为,
∵过点,,,
∴,
解得,
∴直线的表达式为:.
设,,
∴
.
∴
.
∵,
∴.
整理得,解得.
∴.
方法二:
如下图,
抛物线的对称轴与轴交于点,过点作轴于点,
设,
∴,
∴
.
∵,
∴.
整理得,解得.
∴.
(3)解:存在,点的坐标为或.
如下图,连接,,
∵四边形是菱形,,
∴,
∵,
∴是等边三角形.
∴,
∵,,,
∴,,点与点关于对称轴对称,
∴,,
∴是等边三角形,,
∴,
∴即,,
∴.
∴.
∴直线的表达式为:.
与抛物线表达式联立得.
∴点坐标为.
如下图,连接,,,
同理可证:是等边三角形,是等边三角形,.
∴,
∵,,
∴.
∴.
∴.
∴直线的表达式为:.
与抛物线表达式联立得.
∴点坐标为.
【点睛】本题主要考查了二次函数的图像及性质,菱形的性质,等边三角形的判定及性质,待定系数法求一次函数与二次函数的解析式,一元二次方程的应用,解二元一次方程组,熟练掌握二次函数的图像及性质,菱形的性质,等边三角形的判定及性质,待定系数法求一次函数与二次函数的解析式是解题的关键.
13.(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.
答案第1页,共2页
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