题号猜押08 江苏无锡中考数学27题(7大考点,解答题)(江苏专用)2026年中考数学终极冲刺讲练测
2026-05-11
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3份
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170页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-三轮冲刺 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | 无锡市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.83 MB |
| 发布时间 | 2026-05-11 |
| 更新时间 | 2026-05-11 |
| 作者 | 山芋田 |
| 品牌系列 | 上好课·冲刺讲练测 |
| 审核时间 | 2026-05-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57795792.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
题号猜押08 江苏无锡中考数学27题(解答题)
考点1 二次函数综合题-定点定值问题
1.(2025·无锡·一模)二次函数图象与x轴交于点A(﹣1,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C,连接BC,在该图象上有一点P,连接BP,CP.设P点的横坐标为m(0<m<4).
(1)若C(0,3),
①求该二次函数的表达式;
②m为何值时,△BCP的面积取得最大值?
(2)连接AP交y轴于点E,直线BP交y轴于点F,求证:是定值.
2.(2026·惠山区·二模)已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),与x轴交于A(﹣1,0),B两点,与y轴交于C,顶点D(1,4).
(1)求该二次函数的表达式;
(2)已知M(x1,y1),N(2,y2)在该二次函数的图象上,若对于3t﹣1<x1<3t+2,都有y1<y2,求t的取值范围;
(3)直线y=t交二次函数图象于点E,F(点E在点F的右边),交直线BC于点G,若FG=3GE,求t的值.
3.(2026·泰兴市·模拟)如图1,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A,B(2,0)两点,与y轴交于点C,其对称轴为直线x=﹣1.
(1)求抛物线的解析式.
(2)点K是抛物线对称轴上第三象限的一点,将△BAK沿BK翻折,若点A恰好落在对称轴上点A′处,求点K的坐标.
(3)如图2,将直线AC向下平移6个单位长度得直线l,点P为直线l上一点,射线PE,PF(均与y轴不平行)与抛物线都只有唯一交点,分别为M,N.判断直线MN是否经过某个定点,若经过定点,求该定点的坐标;若不经过定点,请说明理由.
考点2 二次函数综合题-线段最值问题
1.(2025·梁溪区·一模)在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2﹣2ax﹣3a(a>0)的图象与x轴分别相交于A、B两点(A在B的左侧),与y轴相交于点C,∠CBA=45°.
(1)请求出a的值;
(2)已知点D是函数图象上一动点(不与A、B重合),过点D的直线l平行于y轴,与△ABD的外接圆交于另一点E,连接AE,CE.请问是否存在点D,使得AE+CE最小?若存在,请求出点D坐标并求出AE+CE的最小值;若不存在,请说明理由.
2.(2026·常州·校级模拟&2026·钟楼区·校级模拟)如图,抛物线y=x2﹣2mx+3m与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C(0,﹣3).
(1)求该抛物线的表达式;
(2)点D为该抛物线上第二象限内的一点,连接AC,DA,若∠DAB=∠ACO,求点D的坐标;
(3)若点E为线段OC上一动点,则的最小值为 .
3.(2026·泉山区·校级模拟)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点A的坐标为(﹣2,0),点C的坐标为(0,﹣4),点E,F在直线BC上,且点E在点F的左下侧,.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图2,分别连接AE、AF,延长AF交抛物线于点P,当点P在第四象限时,若△ABP的面积记作S1,△AEF的面积记作S2,线段EF在移动过程中,当S1﹣S2的值最大时,求点E的坐标;
(3)如图3,点D为该抛物线的顶点,连接DF,请直接写出AE+EF+DF的最小值.
考点3 二次函数综合题-面积问题
1.(2025·江阴市·一模)在平面直角坐标系xOy中,二次函数y=ax2+bx+c(a、b、c为常数,且a≠0,c>0)的图象顶点C的坐标是.
(1)若c=5,求二次函数表达式;
(2)点M(x1,y1),N(x2,y2)是该函数图象上的两个不同的点,若x1+x2>c,请判断y1,y2的大小关系,并说明理由;
(3)等腰直角△BOD的直角顶点B在该二次函数的图象上,点D在该二次函数图象的对称轴上,若S△BOD=8,直接写出a的值.
2.(2025·姑苏区·校级二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴分别交于A(﹣1,0),B两点,与y轴交于点C,抛物线的顶点D(1,4),对称轴交x轴于点G.
(1)求抛物线解析式;
(2)如图1,点P是第一象限中抛物线上一动点,连接PC、PA,分别交对称轴于点E、F.
①在点P的运动过程中,DE、EF、FG这三条线段能否相等?若相等,求出点P的坐标;若不相等,请说明理由;
②如图2,连接AC、BC,AP与BC相交于点H,若△PCH的面积为S1,△ACH的面积为S2,求的最大值.
3.(2026·钟楼区·模拟)如图,二次函数y=﹣x2+2x+3的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,作直线BC,M(m,y1),N(m+2,y2)为二次函数y=﹣x2+2x+3图象上两点.
(1)求直线BC对应函数的表达式;
(2)试判断是否存在实数m使得y1+2y2=10.若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
(3)已知P是二次函数y=﹣x2+2x+3图象上一点(不与点M,N重合),且点P的横坐标为1﹣m,作△MNP.若直线BC与线段MN,MP分别交于点D,E,且△MDE与△MNP的面积的比为1:4,请直接写出所有满足条件的m的值.
考点4 二次函数综合题-角度问题
1.(2025·锡山区·一模)如图,抛物线yx2+bx与x轴交于点A(5,0).
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点B(1,m)是抛物线上一点,点C是线段AB上一点,连接OC并延长交抛物线于点D,若,求点D的坐标;
(3)抛物线上是否存在点P,使得∠OPA=45°?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
2.(2025·锡山区·一模)如图,二次函数y=ax2﹣6ax+c(a<0)的图象与x轴的负半轴和正半轴分别交于A,B两点,与y轴交于点C,顶点为P,对称轴交x轴于点D,点Q是抛物线对称轴上一动点,直线BQ交y轴于点E,且5EQ=3BQ.
(1)请直接写出A,B两点的坐标:A ,B ;
(2)当顶点P与点Q关于x轴对称时,S△QCE.
①求此时抛物线的函数表达式;
②在抛物线的对称轴上存在点F,使∠BEF=2∠OBE,请直接写出点F的坐标.
3.(2025·无锡·校级二模)已知平面直角坐标系中,抛物线y=ax2﹣2ax﹣3(a≠0)与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,抛物线的顶点为D,且AB=4.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是线段BC上一点,若∠PAC=45°,求点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,将该抛物线向左平移,点D平移至点E处,过点E作EF⊥AP,垂足为点F,若,求平移后抛物线的表达式.
考点5 二次函数综合题-特殊三角形的存在性问题
1.(2026·江阴市·一模)如图,已知二次函数y=ax2﹣2ax﹣3(a>0)的图象与x轴交于A(﹣1,0)、B两点,与y轴交于点C.
(1)求二次函数表达式;
(2)若点M(t,y1),N(t+1,y2)(0<t<2)是该函数图象上两点.
①证明:y2<y1+3;
②连接AM、AN、MN,若△AMN为直角三角形,求t的值.
2.(2025·新吴区·一模)在平面直角坐标系中,抛物线(b,c为常数)的对称轴为直线x=2,且经过点A(4,3),该抛物线与x轴的负半轴交于点B.
(1)此抛物线对应的函数表达式;
(2)点P是抛物线上的一点,当△PAB的面积为某一值时,符合该值的点P恰好有三个,求对应点P的横坐标;
(3)点M为抛物线对称轴上一点,点N为抛物线上一点,若△AMN是以AM为斜边的等腰直角三角形,直接写出点N的坐标.
3.(2026·天宁区·校级模拟)如图,已知抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若m≤x≤m+1时,二次函数y=ax2+bx+3的最大值为m,求m的值;
(3)当点P在对称轴左侧的抛物线上时,对称轴上是否存在一点D,使得△APD是以AD为直角边的等腰直角三角形,若存在,请直接写出点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
考点6 二次函数综合题-特殊四边形的存在性问题
1.(2026·惠山区·一模)已知二次函数的图象经过点A(﹣3,0),B(1,0),顶点为点D,与y轴交于点C.
(1)求该二次函数的表达式;
(2)点M(a,y1)和N(a+3,y2)是该二次函数图象上的两点,当a<0时,试比较y1与y2的大小,并说明理由;
(3)点P是直线AC上的动点,过点P作直线AC的垂线PE,记点D关于直线PE的对称点为F,当以点P、A、D、F为顶点的四边形为平行四边形时,直接写出点P的坐标.
2.(2025·滨湖区·二模)如图,已知二次函数y=m2x2﹣2mx﹣3(m是常数,m>0)的图象与x轴分别相交于点A、B(点A位于点B的左侧),与y轴交于点C,对称轴为直线l.点C关于l的对称点为D,连接AD.点E为该函数图象上一点,AB平分∠DAE.
(1)①线段AB的长为 .
②求点E的坐标;(①、②中的结论均用含m的代数式表示)
(2)设M是该函数图象上一点,点N在l上.探索:是否存在点M.使得以A、E、M、N为顶点的四边形是矩形?如果存在,求出点M坐标;如果不存在,说明理由.
3.(2025·滨湖区·一模)已知,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,A(﹣1,0),函数图象的对称轴经过点.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)连接AC,BC,若点P为直线BC下方的函数图象上一动点,过点P作PD⊥x轴,垂足为点D,PD交BC于点E.
①点F为线段DE上一动点,FG⊥y轴,垂足为点G,点H为线段AC上一动点,连接CP,BF,GH.当△BCP的面积最大时,求BF+FG+GH的最小值;
②在y轴上是否存在点T,使以P、E、C、T为顶点的四边形是菱形?若存在,直接写出所有满足条件的点T的坐标;若不存在,请说明理由.
考点7 二次函数综合题-相似三角形的存在性问题
1.(2026·常州·校级模拟)如图,直线y=x﹣3与x轴,y轴分别交于点B,点C,经过B,C两点的抛物线=﹣x2+mx+n与x轴的另一个交点为A,顶点为P.
(1)求该抛物线的解析式以及顶点P的坐标;
(2)当0<x<3时,在抛物线上存在点E,使△CBE的面积有最大值,求点E的坐标;
(3)连接AC,点N在x轴上,是否存在以B,P,N为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,求出点N的坐标;若不存在,说明理由.
2.(2025·惠山区·三模)已知二次函数y=ax2+bx+4的图象与x轴交于A,B两点(A在B的左侧),与y轴交于点C,对称轴经过点E(1,0)且与BC交于点F,CF:BF=1:3.
(1)求二次函数的表达式;
(2)点D是抛物线的顶点,点P在抛物线上,并且位于对称轴的右侧.
①当∠PAB+∠CBA=∠DCB时,求点P的坐标;
②连接AC,点Q是直线BC上一点,当Rt△PEQ∽Rt△COA时,求点P的坐标.
3.(2025·梁溪区·二模)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与x轴交于A、B(点A在点B左侧),与y轴交于C.一次函数y=x﹣3的图象经过B、C两点,点D(0,﹣2).
(1)求b,c的值;
(2)点E在直线BC上,直线DE交x轴于点F,将点D绕点E逆时针旋转90°得到点G.连接GD、GF,当△GDF和△ABC相似时,求点G的坐标.
1.(2025·无锡·二模)在平面直角坐标系中,已知二次函数y=a(x+m)2﹣m+2(a<0)的图象与一次函数y=x+2的图象交于A(x1,y1)、B(x2,y2)两点(B在A的左侧).
(1)二次函数的顶点坐标为 ;
(2)若二次函数y=a(x+m)2﹣m+2(a<0)由y=﹣x2平移所得,
①求线段AB的长;
②当x2≤x≤﹣2m﹣1时,二次函数的最大值与最小值的和等于,求m的值.
2.(2026·锡山区·一模)已知二次函数y=ax2+bx+3的图象与x轴交于点A(﹣3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C.
(1)直接写出这个二次函数的表达式;
(2)如图1,连接BC,点P是直线AC上的一个动点,过点P的直线l与BC平行,则在直线l上是否存在点Q,使点B与点P关于直线CQ对称?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)如图2,点G,H为x轴上方的抛物线上两点(点G在点H的右边),直线AG、AH与y轴分别交于S,T两点,若OS·OT=6,试探究直线GH是否经过定点?若是,求出定点坐标;若不是,请说明理由.
3.(2026·海州区·校级模拟)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+c与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),AB=8,顶点C的坐标为(0,﹣4).
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)过线段OC的中点D的直线l:y=kx+b(k<0)与抛物线交于E,F两点(E在y轴左侧).
①若点D为EF的三等分点,求k的值.
②连接AF,BE分别交y轴于点M,N,求CM+CN的最小值.
4.(2026·常州·校级模拟)如图,已知抛物线与x轴交于A,B(8,0)两点,与y轴交于点C.点P为第一象限抛物线上的点,连接CA,CB,PB,PC.
(1)直接写出结果:b= ,tan∠ABC= ;
(2)如图1,当∠PCB=2∠ABC时,求点P的坐标;
(3)如图2,点D在y轴负半轴上,OD=OB,点Q为抛物线上一点,∠QBD=90°.点E,F分别为△BDQ的边DQ,DB上的动点,且QE=DF,求BE+QF的最小值.
5.(2025·宜兴市·模拟)如图,抛物线y=ax2+bx+2(a≠0)与x轴交于点和点B(4,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)如图1,点P为线段OB上一个动点,过点P作垂直于x轴的直线交抛物线于点N,交线段BC于点M,点D是直线BC上方抛物线上一点.当△MND∽△BPM时,求点N的坐标.
(3)如图2,点Q是抛物线上在第一象限的一个动点,连接AQ,交线段BC于点E,交y轴于点F,令S=S△BQE﹣S△CEF,求S的最大值.
6.(2026·锡山区·一模)如图1,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于点A,B两点,与y轴交于点C,OB=OC=2OA,C点坐标(0,﹣2),连接BC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在图1中,点D(x,y)是线段BC下方抛物线上一动点,连接DO交线段BC于E点,设,当∠ACD=90°时,求k的值;
(3)如图2,在线段BC上方有一条动直线EF始终与线段BC平行,且与抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)交于E、F两点,直线CE与BF交于点P,△BCP的面积能否为4,若能,直接写出点P的坐标,若不能,请说明理由.
7.(2025·江阴市·模拟)已知二次函数y=ax2+bx﹣3(a≠0)图象的对称轴是经过点(1,0)且平行于y轴的直线,与x轴分别交于A、B两点(A点在B点的左侧),A点为(﹣1,0),与y轴交于点C.
(1)求二次函数的表达式;
(2)点M(m,y1)和N(m+1,y2)是二次函数图象上的两个点,比较y1和y2的大小;
(3)在抛物线对称轴上找一点P,使得tan∠BPC=3,求P点的坐标.
8.(2026·新吴区·二模)二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与x轴交于点A、点B(1,0),与y轴交于点E,且对称轴为直线x=﹣1.该抛物线与直线交于C、D两点(点C在点D的左侧).
(1)求二次函数的表达式;
(2)若△ACD与△CDE的面积相等时,求m的值;
(3)当m为何值时,在x轴上存在唯一的点Q,使∠CQD=90°?(直接写出m的值)
9.(2026·滨湖区·一模)在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2﹣4x+c的图象经过点A(﹣1,9),B(5,9),与y轴交于点C,顶点为P.
(1)求该二次函数的函数表达式;
(2)设二次函数y=mx2+nx+p(m≠1)的图象经过点A,B,且与y轴交于点D,顶点为Q.
①求的值;
②当△PCQ是直角三角形时,求tan∠CDQ的值.
10.(2026·钟楼区·校级模拟)如图,已知二次函数(b,c为常数)的图象交x轴于A,B两点,交y轴于点C,点B的坐标为(9,0),点C的坐标为(0,﹣3),连接AC,BC.
(1)求抛物线的解析式.
(2)若点P为抛物线上的一个动点,连接PC,当∠PCB=∠OBC时,求点P的横坐标.
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点Q,使△BCQ为直角三角形?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
11.(2026·锡山区·一模)如图,已知二次函数(其中b,c为常数)的图象经过点A(6,2),点C(0,8),顶点为点M,过点A作AB∥x轴,交y轴于点D,交该二次函数图象于点B,连接BC.
(1)求该二次函数的解析式及点M的坐标;
(2)若点E是直线AC上方的抛物线上的动点,求四边形AECB面积的最大值;
(3)点P是直线AC上的动点,过点P作直线AC的垂线PE,记点M关于直线PE的对称点为Q.当以点P、A、M、Q为顶点的四边形为平行四边形时,求出点P的坐标.
12.(2025·惠山区·一模)已知二次函数y=ax2﹣3x+c的图象与x轴交于A、B两点,且点B(1,0),其对称轴为过点且平行于y轴的直线.
(1)求二次函数的表达式;
(2)过点D(0,﹣3)作x轴的平行线与二次函数图象交于点M、N,点E为直线MN上一动点,点P为二次函数图象上一动点(P不与B重合),连结BP、PE、BE,将△BPE沿直线BP翻折得到△BPE′.
①当点E在对称轴左侧,点E′与点A重合时,求点P的坐标.
②当以点B、E、P、E'为顶点的四边形是矩形时,直接写出点E'的坐标.
13.(2026·宜兴市·一模)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2+bx+8经过点A(4,0),与y轴交于点B,且关于直线x=1对称.
(1)则抛物线解析式中a= ,b= ;
(2)当3t+2≤x≤4时,y的取值范围是0≤y≤6t+3,求t的值;
(3)点C是抛物线上位于第一象限的一个动点,过点C作x轴的垂线交直线AB于点D,在y轴上是否存在点E,使得以B,C,D,E为顶点的四边形是菱形?若存在,求出该菱形的边长;若不存在,说明理由.
14.(2025·锡山区·校级四模)如图,在平面直角坐标系xOy中,二次函数y=ax2+bx(a≠0)的图象经过点A(4,0).经过点A的直线与该二次函数图象交于点B(1,3),与y轴交于点C.
(1)求二次函数的解析式及点C的坐标;
(2)点P是二次函数图象上的一个动点,当点P在直线AB上方时,过点P作PE⊥x轴于点E,与直线AB交于点D,设点P的横坐标为m.
①m为何值时线段PD的长度最大,并求出最大值;
②是否存在点P,使得△BPD与△AOC相似.若存在,请求出点P坐标;若不存在,请说明理由.
15.(2026·苏州·校级模拟)抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣1,0)、B(4,0),与y轴交于点C,P是直线BC上方抛物线上一动点.
(1)点C的坐标为 ;
(2)求抛物线的函数关系式和直线BC的函数关系式;
(3)如图1,若AP与BC相交于点F,判断是否存在最大值,若存在,求出最大值;若不存在,请说明理由;
(4)如图2,过点P作PE⊥BC于E,若△PCE与△AOC相似,则点P的横坐标为 .
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题号猜押08 江苏无锡中考数学27题(解答题)
考点1 二次函数综合题-定点定值问题
1.
【答案】(1)①yx2x+3;②m=2;(2)为定值.
【详解】(1)解:①由题意可得:y=a(x+1)(x﹣4)=a(x2﹣3x﹣4),
∴﹣4a=3,则a,
∴抛物线的表达式为:yx2x+3;
②由点B、C的坐标得,直线BC的表达式为:yx+3,
如图,作PH∥y轴交BC于点H,
设点P(m,m2m+3),则H(m,m+3),
∴PHm2+3m,
∴△BCP的面积BO×PH4×(m2+3m)=2(m2+3m),
当m=2时,△BCP的面积取得最大值;
(2)证明:由(1)可知:抛物线的表达式为:y=a(x+1)(x﹣4),
∴点C(0,﹣4a),点P(m,a(m+1)(m﹣4)),
由点A、P的坐标可得:直线AP的表达式为:y=a(m﹣4)(x+1),
∴点E(0,am﹣4a),
∴CE=﹣4a﹣am+4a=﹣am,
同理可得:CF=﹣4am,
∴为定值.
2.
【答案】(1)y=﹣(x﹣1)2+4;(2)t≥1或t;(3)或﹣2.
【详解】解:(1)∵顶点D(1,4),
∴设二次函数的表达式是y=a(x﹣1)2+4,
将A(﹣1,0)代入得:0=4a+4,解得:a=﹣1,
∴y=﹣(x﹣1)2+4;
(2)∵y=﹣(x﹣1)2+4,
∴抛物线的对称轴是直线x=1,开口向下,
∵M(x1,y1),N(2,y2)在该二次函数的图象上,且对于3t﹣1<x1<3t+2,都有y1<y2,
∴|x1﹣1|>|2﹣1|,
∴x1>2或x1<0,
∴3t﹣1≥2或3t+2≤0,解得:t≥1或t;
(3)直线y=t交二次函数图象于点E,F(点E在点F的右边),交直线BC于点G,
把x=0代入y=﹣(x﹣1)2+4,得y=3,∴C(0,3),
把y=0代入y=﹣(x﹣1)2+4,得x1=﹣1,x2=3,∴B(3,0)
设直线BC的解析式为:y=kx+b,
将B(3,0),C(0,3)代入得:,解得:,
∴直线BC的解析式为:y=﹣x+3,
∴当t=﹣x+3,得x=3﹣t,即G点的横坐标是3﹣t,
当t=﹣(x﹣1)2+4,得,,
∵FG=3GE,
∴当点G在点EF之间时,(3﹣t)﹣(1)=3(13+t),
整理得:4﹣2t,
解得:,(不合题意,舍去);
当点G在点E右侧时,3﹣t>1,(3﹣t)﹣(1)=3(3﹣t﹣1),
解得:,(不合题意,舍去);
综上,t或﹣2.
3.
【答案】(1)y=x2+2x﹣8;(2);(3)直线MN经过定点(﹣2,﹣6).
【详解】解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A,B(2,0)两点,其对称轴为直线x=﹣1,
将点B的坐标代入,结合对称轴公式可得:,解得:,
∴抛物线解析式为y=x2+2x﹣8;
(2)∵A,B关于抛物线对称轴对称,B(2,0)
∴点A的坐标为(﹣4,0),
∴AB=2﹣(﹣4)=6,
∵将△BAK沿BK翻折,若点A恰好落在对称轴上点A′处,
∴AB=A′B=6,A′K=AK,
设点A′(﹣1,m),其中m<0,
由勾股定理可得:(﹣1﹣2)2+(m﹣0)2=62,解得:(不合题意,舍去),
∴;
设点K的坐标为(﹣1,k),
∵A′K=AK,
∴,解得:,
∴;
(3)直线MN经过定点(﹣2,﹣6),理由如下:
∵抛物线y=x2+2x﹣8与y轴交于点C,
当x=0时,得:y=﹣8,
∴C(0,﹣8),
设直线AC的解析式为y=kx﹣8,
将点A的坐标代入得:﹣4k﹣8=0,解得:k=﹣2,
∴直线AC的解析式为y=﹣2x﹣8,
∴直线l的解析式为y=﹣2x﹣14;
设M(t,t2+2t﹣8),N(n,n2+2n﹣8),直线MN的解析式为y=k1x+b1,
联立得:,
整理得:x2+(2﹣k1)x﹣(8+b1)=0,
∴t,n是上述方程的两个不相等的实数根,
∴t+n=k1﹣2,tn=﹣(8+b1);
设PM的解析式为y=k2x+b2,
把点M坐标代入得:,
∴,
联立得:,
整理得:,
由题意可得:,
∴k2=2t+2,
∴y=(2t+2)x﹣t2﹣8;
同理可得:直线PN的解析式为y=(2n+2)x﹣n2﹣8,
联立得:,解得:,即,
∴点P的坐标为,
∵点P在直线l上,
∴,
∴b1=2k1﹣6,
∴直线MN的解析式为y=k1x+2k1﹣6,
当x=﹣2时,y=﹣6,
∴直线过定点(﹣2,﹣6).
考点2 二次函数综合题-线段最值问题
1.
【答案】(1)1;(2)D(,),AE+CE的最小值为.
【详解】解:(1)∵y=ax2﹣2ax﹣3a=a(x2﹣2x﹣3)=a(x﹣3)(x+1),
令y=0,得x=3或﹣1,
∴A(﹣1,0),B(3,0).
∵与y轴相交于点C,∠CBA=45°,
∴OB=OC=3,
∴C(0,﹣3),
把C(0,﹣3)代入y=a(x﹣3)(x+1)中,解得:a=1.
(2)如图,设D(m,n),设△ABD的外接圆圆心为M(1,k),
∴由中点坐标公式可得:E(m,2k﹣n),
∵BM2=DM2,
∴(3﹣1)2+k2=(m﹣1)2+(n﹣k)2,①
∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴把D(m,n)代入可得:n=(m﹣1)2﹣4,即(m﹣1)2=n+4,②
把②式代入①式,得4+k2=n+4+(n﹣k)2,整理得:n2﹣2kn+n=0,
∴n(n﹣2k+1)=0,
∵n≠0,
∴n﹣2k+1=0,即2k﹣n=1,
∴E(m,1),即E点在直线y=1上运动,
作A点关于直线y=1的对称点A',则A'(﹣1,2),
连接CA',则AE+CE最小值为CA'的长,
∴CA',
∴AE+CE最小值为.
直线A'C的解析式为y=﹣5x﹣3,
∴E(,1),
∴D(,).
2.
【答案】(1)y=x2+2x﹣3;(2);(3).
【详解】解:(1)抛物线y=x2﹣2mx+3m与y轴交于点C(0,﹣3),
将点C的坐标代入得:﹣3=3m,解得:m=﹣1,
∴抛物线的解析式为:y=x2+2x﹣3;
(2)如图1,过点D作x轴的垂线,交x轴于点H,
设点D的坐标为(t,t2+2t﹣3),
∵抛物线y=x2+2x﹣3与x轴交于A、B两点,
当y=0时,得x2+2x﹣3=0,解得:x1=1,x2=﹣3;
∴OA=1,OB=3,
∵点C(0,﹣3),
∴OC=3,
∵∠DAB=∠ACO,
∴tan∠DAB=tan∠ACO,
∴,
∴,解得:或t=1(经检验,都是分式方程的解),
∵点D在第二象限,
∴,
∴,
∴点;
(3)如图2,过点E作EF⊥BC,交BC于点F,
由(2)可知:OB=3,OC=3,OA=1,
∴OB=OC,
∴△OBC是等腰直角三角形,
∴∠OBC=∠OCB=45°,
∵EF⊥BC,
∴∠EFB=90°,
∴△CEF是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴当点A,E,F三点共线时,有最小值,此时∠BAF=90°﹣45°=45°,
∴△AOE是等腰直角三角形,
∴OA=OE=1,
∴EC=OC﹣OE=3﹣1=2,
在直角三角形AOE中,由勾股定理可得:,
∴,
∴的最小值为,
故答案为:.
3.
【答案】(1)yx2﹣x﹣4;(2)E(,);(3)2.
【详解】(1)解:把,代入得:,解得:,
∴抛物线的表达式为;
(2)解:令得:,解得:,
∴,
∵点到直线的距离为定值,
∴的面积为定值,
∴当的面积取最大值时,的值最大,
当点位于抛物线最下端时,的面积最大,即点与顶点重合时,
∵,
∴,
设直线的解析式为,
把代入得:,解得:,
∴直线的解析式为,
设直线的解析式为,
把,代入得:,解得:,
∴直线的解析式为,
联立方程,解得:,
把代入,得,
∴,
如图,作轴,作交于点,
∵,
∴,
∵轴,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴,即;
(3)解:如图,过点作,截取,连接,
∴四边形为平行四边形,
∴,
∴,
当三点共线时,取最小值,最小值为,
由(2)可得:点的横坐标,纵坐标比点的横坐标,纵坐标都大,
∴,即,
∴,
∴,即的最小值为.
考点3 二次函数综合题-面积问题
1.
【答案】(1)y(x)2;(2)当x1<x2时,y1<y2;当x1>x2时,y1>y2;(3)a或或.
【详解】解:(1)由题意可得:y=a(xc)2,
将(0,c)代入上式得:c=y=a(0c)2,
∴a,
当c=5时,函数的表达式为:y(xc)2(x)2;
(2)∵c>0,
∴a0,
∴抛物线开口向上,
当(x1+x2)c时,y1=y2,
∵x1+x2>c,
∴当x1<x2时,y1<y2;当x1>x2时,y1>y2;
(3)设点B(x,y)、D(c,m),
当点B在对称轴的右侧时,如图,过点B作y轴平行线交x轴于点M,交过点D和x轴的平行线于点N,
∵∠BDN+∠OBM=90°,∠OBM+∠BOM=90°,
∴∠BDN=∠OBM,
∵∠BND=∠OMB=90°,OB=BD,
∴△OMB≌△BDN(AAS),
∴BN=OM,BM=DN,
∴xc=y,m﹣y=x,解得:xmc,ymc,
∴点B(mc,mc),
将点B的坐标代入y(xc)2得:mc(mcc)2,
整理得:(2m﹣c)(m﹣c)=0,解得:m=c或m=c,
∴S△BOD=8BO2(x2+y2)(m2c2),解得:c或c=8,
∴a或;
当点B在对称轴为左侧时,
同理可得:点B(cm,mc),
将点B的坐标代入抛物线表达式得:mc(cmc)2,
整理得:m(2m+c)=0,解得:m=0或mc,
∴S△BOD=8BO2(x2+y2)(m2c2),解得:c=8或8,
∴a或a;
综上,a或或.
2.
【答案】(1)y=﹣x2+2x+3;(2)①DE、EF、FG这三条线段能相等;;②.
【详解】解:(1)抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴分别交于A(﹣1,0),B两点,抛物线的顶点D(1,4),
∴设抛物线的解析式为y=a(x﹣1)2+4,
把点A的坐标代入得:0=a(﹣1﹣1)2+4,解得:a=﹣1,
∴y=﹣(x﹣1)2+4=﹣x2+2x+3;
(2)①DE、EF、FG这三条线段能相等,理由如下:
假设存在,
∵D(1,4),
∴DG=4,
∴当时,,
抛物线y=﹣x2+2x+3与y轴交于点C,
∴当x=0时,得y=3,
∴C(0,3),
设直线AF的解析式为y=kx+m,
将点A,点F的坐标分别代入得:,解得:,
∴;
同法可得:直线CE的解析式为,
联立得:,解得:,
∴两条直线的交点坐标为,
对于y=﹣x2+2x+3,当时,得,
∴两条直线的交点在抛物线上,
∴DE、EF、FG这三条线段能相等,;
②抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴分别交于A(﹣1,0),B两点,
当y=0时,得﹣x2+2x+3=0,解得:x1=﹣1,x2=3,
∴B(3,0),
同①法可得:直线BC的解析式为直线y=﹣x+3,
如图,作AM⊥x轴,交BC的延长线于点M,作PN⊥x轴,交BC于点N,则AM∥PN,
∵A(﹣1,0),
∴当x=﹣1时,y=﹣(﹣1)+3=4,
∴AM=4,
设P(t,﹣t2+2t+3),则:N(t,﹣t+3),
∴PN=﹣t2+2t+3+t﹣3=﹣t2+3t,
∵AM∥PN,
∴△AMH∽△PNH,
∴,
∵△PCH,△ACH是同高三角形,
∴,
∴当时,的值最大,为.
3.
【答案】(1)直线BC对应函数的表达式为y=﹣x+3;
(2)不存在,理由详见解析;(3)或.
【详解】解:(1)令x=0,则y=3,
∴点C的坐标为(0,3).
令y=0,则﹣x2+2x+3=0,解得:x=﹣1或x=3.
∴点B的坐标为(3,0),
设直线BC的表达式为y=kx+b,
∴,解得:,
∴直线BC对应函数的表达式为y=﹣x+3;
(2)不存在,理由如下:
方法一:把M(m,y1),N(m+2,y2)代入二次函数y=﹣x2+2x+3得:
,,
∴,
配方可得:.
∴当时,y1+2y2的最大值为10.
∴不存在实数m使得y1+2y2=10;
方法二:由方法一可得:,
当y1+2y2=10时,﹣3m2﹣2m+9=10,整理得:3m2+2m+1=0,
∵Δ=4﹣12=﹣8<0,
∴方程没有实数根,
∴不存在实数m使得y1+2y2=10;
(3)或,理由如下:
如图,作NH∥y轴,交x轴于点H,交BC于点N′,
作PQ⊥NH,垂足为Q,作MM′∥y轴,交BC于点M′,则MM′∥NN′,
当x=1﹣m时,y=﹣(1﹣m)2+2(1﹣m)+3=﹣m2+4,
∴点P的坐标为(1﹣m,﹣m2+4),
∵点N的坐标为(m+2,﹣m2﹣2m+3),
∴点Q的坐标为(m+2,﹣m2+4),点H的坐标为(m+2,0),点N′的坐标为(m+2,﹣m+1),
∴NQ=PQ=|2m+1|,BH=HN′=|﹣m+1|,
∴∠PNQ=∠BN′H=45°,
∴PN∥BC,
∴△MDE∽△MNP,
∴,
∴,即MD=ND,
∵MM′∥NN′,
∴△MM′D∽△NN′D,
∴,即MM′=NN′,
∵点M的坐标为(m,﹣m2+2m+3),
∴点M′的坐标为(m,﹣m+3),
∴|m2﹣3m|=|﹣m2﹣m+2|,整理得:m2﹣m﹣1=0或﹣4m=﹣2,
解得:或或m(此时P与M重合,舍去),
∴或.
考点4 二次函数综合题-角度问题
1.
【答案】(1)yx2x;(2)点D坐标为(3,3);(3)点P坐标为(﹣1,﹣3)或(6,﹣3).
【详解】解:(1)由已知可得:25+b×5=0,解得:b,
∴yx2x;
(2)如图,作CE⊥OA于E,DF⊥OA于F,
当x=1时,m121=2,
∴点B坐标为(1,2),
设AB解析式为:y=kx+b,
,解得:.
∴y,
∵,
∴,
∵CE⊥OA于E,DF⊥OA于F,
∴CE∥DF,
∴,
设E点坐标为(m,0),
∴点C坐标为(m,),点F坐标为(m,0),点D坐标为(m,).
∵点D在抛物线上,
∴(m)2m,
∴9m2﹣30m+25=0,解得:m1=m2,
∴点D坐标为(3,3);
(3)如图,作过O、P、A三点的圆M,连接OM,AM,PM,作MN⊥OA于N,
∵∠OPA=45°,
∴∠AMO=90°,
∵OM=AM,OA=5,
又∵MN⊥OA,
∴ON=AN=MN=2.5,
∴点M坐标为(2.5,﹣2.5),
∴AM=OM,
∴PM,
设点P坐标为(x,y),
∴(x﹣2.5)2+(y+2.5)2=()2,整理得:x2﹣5x+y2+5y=0,
∵yx2x,
∴y2+3y=0,解得:y1=0(不合题意,舍去),y2=﹣3.
∴y=﹣3=x2x,解得:x1=﹣1,x2=6,
∴点P坐标为(﹣1,﹣3)或(6,﹣3).
2.
【答案】(1)(﹣2,0),(8,0);(2)①yx2x;②F(3,)或F(3,).
【详解】解:(1)如图,
∵y=ax2﹣6ax+c=a(x﹣3)2﹣9a+c,
∴抛物线对称轴是:直线x=3,
∴OD=3,
∵DQ∥y轴,
∴OD:BD=EQ:BQ,
∵5EQ=3BQ,
∴EQ:BQ=3:5=OD:BD,
∴BD=5,
∴B(8,0),
由对称性可得:A(﹣2,0),
故答案为:(﹣2,0),(8,0);
(2)①将点A(﹣2,0)代入二次函数y=ax2﹣6ax+c中得:4a+12a+c=0,
∴c=﹣16a,
∵y=ax2﹣6ax+c=a(x﹣3)2﹣9a+c,
∴P(3,﹣9a+c),
∵顶点P与点Q关于x轴对称,
∴Q(3,9a﹣c),即Q(3,25a),
∵S△QCE,
∴,解得:EC,
由点B、Q的坐标可得:直线BQ的表达式为:y=﹣5ax+40a,
∴E(0,40a),
∵C(0,c),即(0,﹣16a),
∴﹣16a﹣40a,解得:a=﹣0.1,
∴c=﹣16×(﹣0.1),
∴此时抛物线的函数表达式为:yx2x;
②如图,当点F在BE的下方时,连接PB,
∵顶点P与点Q关于x轴对称,
∴∠PBD=∠QBD,
∵∠BEF=2∠OBE,
∴∠BEF=∠PBQ,
∴PB∥EF,
由①可知:a=﹣0.1,P(3,2.5),
同理可得:PB的解析式为:yx+4,
∴设EF的解析式为:yx+n,
∵E(0,﹣4),
∴n=﹣4,
∴F(3,);
如图,当点F在BE的上方时,连接DE,
设F(3,m),
∵D(3,0),
∴BD=5,
∵D(3,0)E(0,﹣4),OD=3,OE=4,
由勾股定理可得:ED=5,
∴DE=BD,
∴∠DEB=∠OBE,
∵∠FEB=2∠OBE,
∴∠FEB=2∠DEB,
∴EQ:EF=DQ:FD,
∵BE4,
又∵5EQ=3BQ,
∴EQBQ,
∴EQ+BQ=BE,
∴EQ,
∵DQ=2.5,FD=m,EQ:EF=DQ:FD,
∴EFm,
过F作FD⊥y轴,垂足为N,
在直角三角形中,EF,
∴m,解得:m或(舍去),
∴F(3,);
综上,F(3,)或F(3,).
3.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;(2);(3).
【详解】解:(1)∵抛物线y=ax2﹣2ax﹣3(a≠0),
∴抛物线的对称轴为直线,
∵抛物线y=ax2﹣2ax﹣3(a≠0)与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),且AB=4,
∴A(﹣1,0),B(3,0),
将A(﹣1,0)代入抛物线解析式y=ax2﹣2ax﹣3得:a+2a﹣3=0,解得:a=1,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)如图1,过点C作CN⊥AP于点N,过点N作x轴的垂线交x轴于点R,交过点C和x轴的平行线于点T,
∵∠PAC=45°,CN⊥AP,
∴△CAN为等腰直角三角形,
∴AN=CN,
设点N的坐标为(m,n),
∵∠ANR+∠CNT=90°,∠TCN+∠CNT=90°,
∴∠TCN=∠ANR,
在△ARN和△NTC中,
,
∴△ARN≌△NTC(AAS),
∴AR=NT,RN=CT,
∴m+1=n+3,m=﹣n,解得:m=1,n=﹣1,
∴N(1,﹣1),
设直线AN的解析式为y=kx+b(k≠0),
将点A,点N的坐标分别代入得:,解得:,
∴直线AN的解析式为,
在y=x2﹣2x﹣3中,当x=0时,y=﹣3,即C(0,﹣3),
设直线BC的解析式为y=k1x+b1(k1≠0),
将点B,点C的坐标分别代入得:,解得:,
∴直线BC的解析式为y=x﹣3,
联立得:,解得:,
∴;
(3)∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,抛物线的顶点为D,
∴D(1,﹣4),
设抛物线向左平移了t个单位,则点E(1﹣t,﹣4),新抛物线的解析式为y=(x﹣1+t)2﹣4,
如图2,过点F作x轴的平行线交过点P和y轴的平行线于点H,交过点E和y轴的平行线于点G,
由(2)可得:,
设直线AP的解析式为y=k2x+b2(k2≠0),
将点A,点P的坐标分别代入得:,解得:,
∴直线AP的解析式为,
设点F的坐标为,
∵∠EFP=90°,
∴∠GFE+∠HFP=90°,
∵∠GFE+∠GEF=90°,
∴∠HFP=∠GEF,
∴△FGE∽△PHF,
∴,
∵EF⊥AP,,
∴,即,
∴,
∵,,
GF=xF﹣xG=m﹣(1﹣t),,
∴,解得:,
∴新抛物线的解析式为.
考点5 二次函数综合题-特殊三角形的存在性问题
1.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;(2)①证明详见解析;②t=1或或.
【详解】(1)解:把A(﹣1,0)代入y=ax2﹣2ax﹣3,得a=1,
∴y=x2﹣2x﹣3;
(2)①证明:由题意可知:,,
∴y2﹣(y1+3)=2t﹣4,
∵0<t<2,
∴2t﹣4<0,
∴y2﹣(y1+3)<0,
∴y2<y1+3;
②解:当∠MAN<∠CAB,显然∠MAN≠90°,
如图1,当∠ANM=90°时,过点N作NE⊥x轴交x轴于点E,MD⊥NE于点D,
则MD=1,BN=4﹣t2,AE=t+2,DN=y2﹣y1=2t﹣1,
∵∠AEN=∠ANE=∠D=90°,
∴∠ANE=∠DMN=90°﹣∠DNM,
∴△DMN∽△ENA,
∴,
∴,
∴(2t﹣1)(2﹣t)=1,
∴2t2﹣5t+3=0,
∴t1=1,;
如图2,当∠AMN=90°时,过点A作AE⊥x轴,过点M作ME⊥AE,过N作 ND⊥ME 于点D,
则MD=1,DN=2t﹣1,EM=t+1,AE=﹣t2+2t+3,
同理可得:△DMN∽△EAM,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴2t2﹣7t+4=0,
∴,t2,
∵0<t<2,
∴t;
综上,t=1或或.
2.
【答案】(1)yx2+x+3;(2)P的坐标为(1,)或(31,)或(﹣31,);
(3)N的坐标为(4+2,1﹣2)或(4﹣2,1+2)或(2,1+2)或(﹣2,1﹣2).
【详解】解:(1)∵抛物线yx2+bx+c的对称轴为直线x=2,且经过点A(4,3),
∴,解得:,
∴抛物线对应的函数表达式为yx2+x+3;
(2)如图,平移直线AB到MN,使MN与抛物线只有一个交点P1时,△PAB的面积等于△ABP1的面积的P恰好有三个(P1,P2,P3),设MN交y轴于K,AB交y轴于Q,P2P3交y轴于T,
在yx2+x+3中,令y=0得:0x2+x+3,解得:x=﹣2或x=6,
∴B(﹣2,0),
∵A(4,3),
∴直线AB解析式为yx+1,
由MN∥AB设直线MN解析式为yx+b,
∴x2+x+3x+b有两个相等实数解,即x2x+3﹣b=0有两个相等实数解,
∴Δ=0,即3﹣b=0,解得:b,
∴直线MN解析式为yx,方程x2x+30的解为x1=x2=1,
∴P1(1,);
由直线AB解析式yx+1得Q(0,1),直线MN解析式yx得K(0,),
∴KQ1,
∵直线MN与直线AB的距离等于直线P1P2与AB的距离,
∴QT=KQ,
∴Q(0,),
∴直线P1P2的解析式为yx,
联立可得:,解得:或,
∴P2(31,),P3(﹣31,);
综上,P的坐标为(1,)或(31,)或(﹣31,);
(3)如图,过N作KT∥y轴,过M作MK⊥KT于K,过A作AT⊥KT于T,
设M(2,m),N(n,n2+n+3),
∵△AMN是以AM为斜边的等腰直角三角形,
∴∠ANM=90°,AN=MN,
∵∠ANT=90°﹣∠MNK=∠NMK,
∵∠T=∠K=90°,
∴△ANT≌△NMK(AAS),
∴NT=KM,
∴|n2+n+3﹣3|=|2﹣n|,
∴n2+n=2﹣n或n2+n=n﹣2,解得:n=4+2或n=4﹣2或n=2或n=﹣2,
∴N(4+2,1﹣2)或(4﹣2,1+2)或(2,1+2)或(﹣2,1﹣2).
3.
【答案】(1)y=﹣x2+2x+3;(2)m的值为或;
(3)存在,点P的横坐标为0或﹣2或或.
【详解】解:(1)抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣1,0),B(3,0),
将点A,点B的坐标分别代入得:,解得:,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;
(2)∵抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴抛物线的顶点为(1,4),对称轴为直线x=1,
当x>1时,y随x的增大而减小,当x<1时,y随x的增大而增大,
若m+1≤1,即m≤0时,
当x=m+1时,函数有最大值m,
∴﹣(m+1)2+2(m+1)+3=m,解得:(不合题意,舍去),;
若m<1<m+1,即0<m<1时,
当x=1时,函数有最大值为m=4(不合题意,舍去);
若m>1,
当x=m时,函数有最大值为m,
∴﹣m2+2m+3=m,解得:(不合题意,舍去),;
综上,m的值为或;
(3)存在,点P的横坐标为0或﹣2或或,理由如下:
设D(1,t),则AN=2,
①当点D为直角顶点,
(i)当t>0时,
如图1,作PM⊥MN交对称轴于点M,记抛物线对称轴与x轴交点为N,
∵∠ADP=90°,
∴∠PDM+∠ADN=90°,
又∵∠PDM+∠MPD=90°,
∴∠ADN=∠MPD,
在△PMD和△DNA中,
,
∴△PMD≌△DNA(AAS),
∴PM=DN=t,MD=AN=2,
∴P(1﹣t,2+t),
代入抛物线解析式得:2+t=﹣(1﹣t)2+2(1﹣t)+3,解得:t1=﹣2(不合题意,舍去),t2=1,
∴点P的横坐标为1﹣t=1﹣1=0;
(ii)当t<0时,
如图2,作PM⊥MN交对称轴于点M,
同理可证:△PMD≌△DNA(AAS),
∴AN=DM=2,PM=DN=t,
∴设点P(1+t,t﹣2),
代入抛物线解析式得:t﹣2=﹣(1+t)2+2(1+t)+3,解得:t1=2(不合题意,舍去),t2=﹣3,
∴点P的横坐标为1+t=1+(﹣3)=﹣2;
②当点A为直角顶点,
(i)当点P在x轴上方时,如图3,过点A作y轴平行线,作PM⊥AM交于点M,DN⊥AN交于点N,
同理可得:△PMA≌△AND(AAS),
∴PM=AN=﹣t,AM=DN=2,
∴P(﹣1+t,2),
代入抛物线解析式得:2=﹣(﹣1+t)2+2(﹣1+t)+3,解得:,,
∵点P在对称轴左侧,
∴,
∴点P的横坐标为;
(ii)当点P在x轴下方时,如图4,过点P作PM⊥x轴交x轴于点M,记对称轴与x轴交点为N,
同理可得:△PMA≌△AND(AAS),
∴PM=AN=2,DN=AM=t,
∴点P为(﹣1﹣t,﹣2),
代入抛物线解析式得:﹣2=﹣(﹣1﹣t)2+2(﹣1﹣t)+3,解得:,,
∵点P在对称轴左侧,
∴,
∴点P的横坐标为;
综上,对称轴上存在一点D,使得△APD是以AD为直角边的等腰直角三角形;点P的横坐标为0或﹣2或或.
考点6 二次函数综合题-特殊四边形的存在性问题
1.
【答案】(1);
(2)当时,y1=y2;当时,y1<y2;当时,y1>y2;(3)和.
【详解】解:(1)∵二次函数的图象经过点A(﹣3,0),B(1,0),
∴,整理得:,解得:,
∴该二次函数的表达式为;
(2)∵点M(a,y1)和N(a+3,y2)是二次函数图象上的两点,
∴,y2(a,
∴,
结合a<0,分三种情况讨论:
①当,即时,y1=y2;
②当,即时,y1<y2;
③当,即时,y1>y2;
(3)∵抛物线与y轴交于点C,顶点为点D,
∴,,
设直线AC的解析式为 y=kx+n,
将A(﹣3,0),代入得:,解得:,
∴直线AC解析式为,
∵点P是直线AC上的动点,
∴设,
∵D、F关于直线PE对称,
∴PE垂直平分DF,
又∵PE⊥AC,
∴DF∥AC,
∴D到F的平移规律,与A到C的平移规律完全一致,
设D到DF中点M的横坐标变化为t,则纵坐标变化为,
∴,
如图,中点M在对称轴PE上,且PE⊥AC,
∴△APM为直角三角形,
∴AP2+PM2=AM2,
∵,
,
,
∴(4m2+24m+36)+[4(t﹣m)2+4(t﹣m)+4]=4t2+28t+52,整理得:2t(m+3)=(2m﹣1)(m+3),
∵点P和点A重合时无法构成平行四边形,故m≠﹣3,
∴两边同时除以(m+3)得:,
∴,
设F(x,y),则,,化简得:x=2m﹣2,,
∴F(2m﹣2,),
若以点P,A,D,F为顶点的四边形为平行四边形,分以下三种情况讨论:
①以AD和PF为平行四边形的对角线,则AD的中点=PF的中点,
∴横坐标相等得:,解得:,
纵坐标相等得:,解得:,
∴;
②以AP和DF为平行四边形的对角线,则AP的中点=DF的中点,
∴横坐标相等得:,解得:m=0,
纵坐标相等得:,解得:m=﹣4,
∴此情况不成立;
③以AF和PD为平行四边形的对角线,则AF的中点=PD的中点,
∴横坐标相等得:,解得:m=4,
纵坐标相等得:,解得:m=4,
∴;
综上,点P的坐标为和.
2.
【答案】(1)①;②E(,5);(2)存在,M(4,﹣3)或.
【详解】解:(1)①令y=0,则(mx﹣3)(mx+1)=0,
∴x或x,
∴A(,0),B(,0),
∴AB,
故答案为:;
②∵二次函数y=m2x2﹣2mx﹣3,
∴C(0,﹣3),对称轴l:x,
∴D(,﹣3)
∵AB平分∠DAE,
∴点D关于x轴的对称点Q(,3)在直线AE上,
∴直线AE的解析式为y=mx+1,
∵点E是抛物线和直线AE的交点,
∴E(,5);
(2)设M(x,m2x2﹣2mx﹣3),N(,a)
∵A(,0),E(,5).
以A、E、M、N为顶点的四边形是矩形,
①以AE,MN为对角线时,AE,MN的中点重合,
∴x,
∴x,
∴M(,﹣3),
∵MA2+ME2=AE2,
∴96425,解得:m(舍)或m,
∴M(4,﹣3),
②以AN,ME为对角线时,AN,ME的中点重合,
∴x,
∴x,
∴M(,21),
∵AE2+AM2=ME2,
∴25441256,解得:m(舍)或m,
∴,
③以AM,NE为对角线时,AM,NE的中点重合,
∴x+(),
∴x,
∴M(,21),
∵AE2+EM2=AM2,
∴25256441,此方程无解;
综上,存在,M(4,﹣3)或.
3.
【答案】(1)y=x2﹣x﹣2;(2)①1;②T(0,﹣2)或(0,﹣1).
【详解】解:(1)∵A(﹣1,0),函数图象的对称轴经过点,
∴点B(2,0),
∴抛物线的表达式为:y=(x+1)(x﹣2)=x2﹣x﹣2;
(2)由抛物线的表达式可知:点C(0,﹣2),
由点B、C的坐标可得:直线BC的表达式为:y=x﹣2;
①△BCP的面积OB×PE=PE,
∴PE最大时,△BCP的面积最大,
设点E(m,m﹣2),则点P(m,m2﹣m﹣2),
∴PE=﹣m2+2m=﹣m2+2m﹣1+1=﹣(m﹣1)2+1≤1,
∴当m=1时,PE最大时,即△BCP的面积最大,
∴点P(1,﹣2),
∴点D(1,0),
如图,将点B的坐标向右平移1个单位(GF的长度为1)得到D,作DG⊥AC交BC于点H,交y轴于点G,则此时BF+FG+GH最小,
∵BD=1=GF且BD∥GF,
∴四边形GFBD为平行四边形,
∴BF=DG,
∴BF+FG+GH=DG+GH+FG=DH+1为最小,
由点A、C的坐标可得:tan∠OAC=2,
∴sin∠OAC,
∴HD=ADsin∠OAC,
∴BF+FG+GH最小值为1;
②如图,当PE为边时,
设点E(m,m﹣2),则点P(m,m2﹣m﹣2),
由P、C、E的坐标可得:PE=﹣m2+2m,CEm,CP2=m2+(m2﹣m)2,
∴PE=DE,
∴﹣m2+2mm,解得:m=0(舍去)或m=2,
∴CEm=22=TC,
∴点T(0,﹣2);
如图,当CE为对角线时,
∴CP=PE,
∴(﹣m2+2m)2=m2+(m2﹣m)2,解得:m=1(不合题意,舍去),
∴CT=PE=﹣m2+2m=1,
∴点T(0,﹣1);
综上,T(0,﹣2)或(0,﹣1).
考点7 二次函数综合题-相似三角形的存在性问题
1.
【答案】(1)y=﹣x2+4x﹣3,抛物线顶点P(2,1);(2)点E的坐标为(,);
(3)存在,点N的坐标为(0,0)或(,0).
【详解】解:(1)在y=x﹣3中,令x=0得:y=﹣3,令y=0得:x=3,
∴B(3,0),C(0,﹣3),
把B(3,0),C(0,﹣3)代入y=﹣x2+mx+n得:,解得:,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+4x﹣3,
∵y=﹣x2+4x﹣3=﹣(x﹣2)2+1,
∴抛物线顶点P(2,1);
(2)如图,过E作EH∥y轴交BC于H,
设E(t,﹣t2+4t﹣3),则H(t,t﹣3),
∴EH=﹣t2+4t﹣3﹣(t﹣3)=﹣t2+3t,
∴S△CBEEH·|xB﹣xC|(﹣t2+3t)×(3﹣0)(t)2,
∵0,
∴当t时,S△CBE取最大值为,此时﹣t2+4t﹣36﹣3,
∴点E的坐标为(,);
(3)存在以B,P,N为顶点的三角形与△ABC相似,理由如下:
如图,过P作PQ⊥x轴于Q,
在y=﹣x2+4x﹣3中,令y=0得:0=﹣x2+4x﹣3,解得:x=1或x=3,
∴A(1,0),B(3,0),
∵C(0,﹣3),P(2,1),
∴PQ=BQ=1,OB=OC=3,BA=2,BC=3,BP,BC=3,
∴∠ABC=45°=∠PBQ,
以B,P,N为顶点的三角形与△ABC相似时,N在B左侧,只需满足或,
当时,,
∴BN=3,
∴N(0,0);
当时,,
∴BN,
∴N(,0);
综上,N的坐标为(0,0)或(,0).
2.
【答案】(1)yx2+x+4;(2)①点P坐标为(5,)或(3,);②点P坐标为(,).
【详解】解:(1)由对称轴经过点E(1,0)可知:对称轴为直线x=1,
∴,即b=﹣2a,
∴二次函数y=ax2+bx+4=ax2﹣2ax+4,
∵DE∥CO,
∴,即BE=3OE=3,
∴B(4,0),A(﹣2,0),C(0,4).
把B(4,0)代入二次函数y=ax2﹣2ax+4中,得a,
∴二次函数的表达式为yx2+x+4;
(2)①如图,作CT∥x轴交抛物线于点T,
∵OB=OC=4,
∴∠CBA=45°=∠TCB,
又∵∠PAB+∠CBA=∠DCB,
∴∠PAB+45°=45°+∠DCT,
∴∠DCT=∠PAB,
∵D(1,),
∴tan∠DCT,
∴tan∠PAB,
∴取点S(0,﹣1),连接AS交抛物线于点P,满足题意,
∴直线AS的表达式为y,
与yx2+x+4联立可得:x2﹣3x﹣10=0,解得:x=5或﹣2(舍去),此时P(5,);
同理取点S'(0,﹣1),连接AS'交抛物线于点P',亦满足题意,
∴直线AS'的表达式为y,
与yx2+x+4联立可得:x2﹣x﹣6=0,解得:x=3或﹣2(舍去),此时P(3,);
综上,点P坐标为(5,)或(3,);
②如图2,作QM⊥x轴于点M,PN⊥x轴于点N,
当Rt△PEQ∽Rt△COA时,∠COA=∠PEQ=90°,2,
∵∠EQM+∠NEP=90°,∠EQM+∠QEM=90°,
∴∠NEP=∠QEM,
又∵∠QME=∠PNE=90°,
∴△PEN∽△EQM,
∴.
由题意可知:点P在第二象限时无法满足题意,故点P在第四象限.
设P(m,m2+m+4)(m>4),
∴PN=m﹣1,ENm2﹣m﹣4,
∴ME(m﹣1),QMm2m﹣2,
∴点Q坐标(m2m﹣1,m),
由待定系数法可知:直线BC的表达式为y=﹣x+4,
把点Q坐标代入y=﹣x+3中得:m(m2m﹣1)+4,解得:m(负根已舍),
∴点P坐标为(,).
3.
【答案】(1)b=4,c=﹣3;(2),(7,﹣3).
【详解】解:(1)∵分别把x=0,y=0代入y=x﹣3得:y=﹣3,x=3,
∴C(0,﹣3),B(3,0),
将B(3,0),C(0,﹣3)代入y=﹣x2+bx+c得:,解得:;
(2)∵OC=OB=3,
∴∠ABC=45°,
设K(1,﹣2),
①当点E与点K重合时(如图1),
此时直线DE∥x轴,点F不存在,不符题意,舍去;
②当E在射线KC上时(如图2、图3),
由题意可得:GE=DE,∠GED=90°,
∴∠EGD=∠EDG=45°,∠GDF=135°,
∴∠DFG<45°,∠DGF<45°,
∴△ABC和△GDF相似不成立;
③当点E在线段KB上时(如图4),
同理可得:∠GDF=45°,
∵∠ABC=45°,
∴当时,△GDF∽△ABC.
∴,
∵,
∴,
∴,
过点E作MN⊥y轴,过点G作GN⊥MN,
则∠MED=∠NGE=90°﹣∠NEG,
∵ED=EG,∠EMD=∠ENG,
∴△MED≌△NGE(AAS),
∴EM=NG,EN=DM,
由ME∥OF可得:,
∴,
∴EM=NG,DM=EN,
∴;
④当点E在KB延长线时(如图5),
同③可得:,
∵,
∴,
∴,
∴,
过点E作MN⊥y轴,过点G作NG⊥MN.
同理可得:△MED≌△NGE(AAS),
∴EM=NG,EN=DM,
由MN∥x轴可得:,
∴E(4,1),
由△MED≌△NGE得:G(7,﹣3);
综上,点G坐标为或(7,﹣3).
1.
【答案】(1)(﹣m,2﹣m);(2)①;②或.
【详解】解:(1)∵y=a(x+m)2﹣m+2(a<0),
∴抛物线的顶点坐标为(﹣m,2﹣m),
故答案为:(﹣m,2﹣m);
(2)①∵二次函数y=a(x+m)2﹣m+2(a<0)由y=﹣x2平移所得,
∴y=﹣(x+m)2﹣m+2,
联立,解得:或,
∵﹣m﹣1<﹣m,B在A的左侧,
∴B(﹣m﹣1,1﹣m),A(﹣m,2﹣m),
∴;
②由(1)可知:x2=﹣m﹣1,
∵y=﹣(x+m)2﹣m+2,
∴抛物线的开口向下,对称轴为直线x=﹣m,
∴抛物线上的点离对称轴越远,函数值越小,(﹣m﹣1,1﹣m)关于x=﹣m的对称点为(﹣m+1,1﹣m),
∵x2≤x≤﹣2m﹣1,即﹣m﹣1≤x≤﹣2m﹣1,
1°当﹣m﹣1≤﹣2m﹣1≤﹣m,即﹣1≤m≤0时,
当x=﹣m﹣1时,函数取得最小值为:y=﹣(﹣m﹣1+m)2﹣m+2=﹣m+1,
当x=﹣2m﹣1时,函数取得最大值为:y=﹣(﹣2m﹣1+m)2﹣m+2=﹣m2﹣3m+1,
∴,解得:m=±2<1,不合题意,舍去;
2°当﹣m<﹣2m﹣1<﹣m+1,即﹣2<m<﹣1时,
当x=﹣m时,函数取得最大值为2﹣m,
当x=﹣m﹣1时,函数取得最小值为﹣m+1,
∴,解得:,符合题意;
3°当﹣m<﹣m+1<﹣2m﹣1,即m<﹣2时,
当x=﹣m时,函数取得最大值为2﹣m,
当x=﹣2m﹣1时,函数取得最小值为:y=﹣(﹣2m﹣1+m)2﹣m+2=﹣m2﹣3m+1,
∴,解得:(舍去);
综上,或.
2.
【答案】(1)y=﹣x2﹣2x+3;(2)Q(1,)或(1,);
(3)直线GH经过定点(1,).
【详解】解:(1)将点A(﹣3,0),B(1,0)代入y=ax2+bx+3,得,
解得:,
∴y=﹣x2﹣2x+3;
(2)如图,
当点P在线段AC上时,连接BP,交CQ于R,
∵点B和点Q关于CQ对称,
∴CP=CB,
设P(t,t+3),
由CP2=CB2得,
2t2=10,
∴t1,t2(舍去),
∴P(,3),
∵PQ∥BC,
∴1,
∴CR=QR,
∴四边形BCPQ是平行四边形,
∵1+()﹣0=1,0+(3)﹣3,
∴Q(1,);
如图,
当点P在AC的延长线上时,由上可知:P(,3),
同理可得:Q(1,),
综上,Q(1,)或(1,);
(3)设G(m,﹣m2﹣2m+3),H(n,﹣n2﹣2n+3),
设直线GH解析式为y=kx+d,
则,解得:,
∴直线GH解析式为y=(﹣m﹣n﹣2)x+mn+3,
同理可得:直线AH解析式为y=(1﹣n)(x+3),
直线AG解析式为y=(1﹣m)(x+3),
令x=0,得yS=3﹣3m,yT=3﹣3n,
∴OS=3﹣3m,OT=3﹣3n,
∵OS·OT=6,
∴(3﹣3m)(3﹣3n)=6,整理得:m+n=mn,
代入直线GH解析式,得y=(﹣mn)x+mn+3=mn(﹣x+1)x+3,
当x=1时,y,
∴直线GH经过定点(1,).
3.
【答案】(1);(2)①;②当时,CM+CN取得最小值,最小值为.
【详解】解:(1)∵在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+c与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),AB=8,顶点C的坐标为(0,﹣4).
∴A(﹣4,0),B(4,0),
将点A,点C的坐标代入得:,解得:,
∴抛物线的函数表达式为;
(2)①∵D为OC的中点,
∴D(0,﹣2),
∴直线l的表达式为y=kx﹣2,
联立得:y,整理得:,
∴x1+x2=4k,x1x2=﹣8,
设E(x1,y1),F(x2,y2),
∵点D为EF的三等分点,
∴DE=2DF或DF=2DE,
当DE=2DF时,|x1|=2|x2|,
∴﹣x1=2x2,
∵x1+x2=4k,
∴x1=8k,x2=﹣4k.
又∵x1x2=﹣8,
∴8k(﹣4k)=﹣8,解得:k(k<0,不合题意,舍去)或k;
当DF=2DE时,同理可得:;
综上,;
②设E(x1,y1),F(x2,y2),直线AF的解析式为y=mx+n,直线BE的解析式为y=sx+t,
∵A(﹣4,0),B(4,0),
由题意可得:,解得:,
∴直线,
由题意可得:,解得:,
∴直线,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵x1<0,x2>0,
∴CM=x2,CN=﹣x1,
∴CM+CN=x2﹣x1,
∵x1+x2=4k,x1x2=﹣8,
∴,
∵k2≥0,
∴,
∴CM+CN的最小值为.
4.
【答案】(1),;(2)(4,6);(3).
【详解】解:(1)抛物线与x轴交于A,B(8,0)两点,与y轴交于点C,
将点B的坐标代入得:,解得:,
∴抛物线解析式为,
当x=0时,得y=4,
∴C(0,4),
∴OC=4,
∵B(8,0),
∴OB=8,
在Rt△COB中,,
故答案为:,;
(2)如图1,过点C作CD∥x轴,交BP于点D,过点P作PE∥x轴,交y轴于点E,
∴∠ABC=∠DCB,∠EPC=∠PCD,
∵∠PCB=2∠ABC=∠PCD+∠DCB,
∴∠PCB=2∠ABC=∠EPC+∠ABC
∴∠EPC=∠ABC,
又∵∠PEC=∠BOC=90°,
∴△PEC∽△BOC,
∴,
设点P坐标为,则,
∴,解得:t=0(不合题意,舍去)或t=4,
∴点P坐标为(4,6);
(3)如图2,作DH⊥DQ,且使DH=BQ,连接FH,QH,
∵∠BQD+∠BDQ=90°,∠HDF+∠BDQ=90°,
∴∠BQD=∠HDF,
在△BQE和△HDF中,
,
∴△BQE≌△HDF(SAS),
∴BE=FH,
∴BE+QF=FH+QF≥QH,
∴Q,F,H共线时,BE+QF的值最小,即为QH,
作QG⊥AB于点G,
∵OB=OD,∠BOD=90°,
∴∠OBD=45°,
∵∠QBD=90°,
∴∠QBG=45°,
∴QG=BG,
设G(n,0),则,
∴,解得:n=2或n=8(不合题意,舍去),
∴Q(2,6),
∴QG=BG=8﹣2=6,
在直角三角形BGQ中,由勾股定理可得:,
∵OD=OB=8,
∴D(0,﹣8),
∵Q(2,6)
∴,
在直角三角形DHQ中,由勾股定理可得:.
5.
【答案】(1)y=﹣x2x+2;(2),(3).
【详解】解:(1)由题意可得:x2x+2;
(2)由抛物线的表达式可知:点C(0,2),
由点B、C的坐标可得:,
设点N(t,﹣t2t+2),则点M(t,t+2),点D(t,﹣t2t+2),
∴.
∵PM∥OC,则△BOC∽△BPM,
∵△MND∽△BPM,
∴△MND∽△BOC,
∴MN:ND=BO:OC,即,
解得:(舍去)或1或7(舍去),
∴;
(3)设点,
由点A、Q的坐标可得:AQ的表达式为:y=﹣(m﹣4)(x),
∴点F(0,2m),
∴
,
∴当时,.
6.
【答案】(1)y=x2﹣x﹣2;(2);(3)点P(1,﹣5).
【详解】解:(1)∵OB=OC=2OA,C点坐标(0,﹣2),
∴点A、B的坐标分别为:(﹣1,0)、(2,0),
由题意可得:y=a(x+1)(x﹣2)=a(x2﹣x﹣2),
∴﹣2a=﹣2,解得:a=1,
∴抛物线的表达式为:y=x2﹣x﹣2;
(2)由点A、C的坐标可得:直线AC的表达式为:y=﹣2x﹣2,
当∠ACD=90°时,直线CD的表达式为:yx﹣2,
联立直线AC和抛物线的表达式得:x﹣2=x2﹣x﹣2,解得:x=0(舍去)或,
∴点D(,),
由点B、C的坐标可得:直线BC的表达式为:y=x﹣2,
如图,过点D作DH∥y轴交BC于点H,则点H(,),
∴HD,
∵△HDE∽△COE,
∴k=OE:ED=OC:HD=2:;
(3)设点E、F的坐标分别为:(m,m2﹣m﹣2)、(n,n2﹣n﹣2),
由点E、F的坐标可得:直线E、F的表达式为:y=(m+n﹣1)(x﹣n)+n2﹣n﹣2,
∵FE∥BC,
∴m+n﹣1=1,即m=2﹣n,
由点E、C的坐标可得:直线EC的表达式为:y=(m﹣1)x﹣2,
同理可得:直线BF的表达式为:y=(n+1)(x﹣2),
联立直线EC和BF的表达式得:(n+1)(x﹣2)=(m﹣1)x﹣2,解得:x1,
∴点P(1,﹣n﹣1),
如图,过点P作直线PN∥BC交y轴于点N,过点C作CT⊥PN于点T,
∴直线PN的表达式为:y=x﹣1﹣n﹣1=x﹣n﹣2,
∴点N(0,﹣n﹣2),
∴CN=﹣2+n+2=n,
∴△BCP的面积BC×CTBCCN2n=4,解得:n=4,
∴点P(1,﹣5).
7.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;(2)当m时,y1=y2;当m时,y1<y2;当m时,y1>y2;
(3)P点坐标为(1,﹣4)或(1,1).
【详解】解:(1)∵对称轴为直线x=1,
∴b=﹣2a,
∴y=ax2﹣2ax﹣3,
将点A代入,得a+2a﹣3=0,解得:a=1,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)∵M(m,y1)和N(m+1,y2)是二次函数图象上的两个点,
∴y1=m2﹣2m﹣3,y2=m2﹣4,
∴y1﹣y2=﹣2m+1,
当m时,y1=y2;
当m时,y1<y2;
当m时,y1>y2;
(3)设抛物线的顶点M(1,﹣4),
∴CM,BM=2,BC=3,
∵BM2=CM2+BC2,
∴△BCM是直角三角形,且∠BCM=90°,
∴tan∠CMB3,
∴P点与M点重合,即P(1,﹣4);
如图,过点B作BN∥CM,过点C作CN∥BM,BN与CN交于N点,
∴四边形CMBN是平行四边形,
∴∠BNC=∠CMB,∠NBC=∠MCB=90°,
∴P点在以CN为直径的圆与对角线的交点处,
设P(1,m),
直线CM的解析式为y=﹣x﹣3,则直线BN的解析式为y=﹣x+3,
直线BM的解析式为y=2x﹣6,则直线CN的解析式为y=2x﹣3,
当﹣x+3=2x﹣3时,解得:x=2,
∴N(2,1),
∴CN=2,
设NC的中点为G(1,﹣1),
∴PGNC,
∴m+1,解得:m1,
∴P(1,1);
综上,P点坐标为(1,﹣4)或(1,1).
8.
【答案】(1)y=﹣x2﹣2x+3;(2)m=2;(3)或.
【详解】解:(1)∵二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与x轴交于点B(1,0),
∴0=﹣1+b+c;
∵对称轴为直线x=﹣1,
∴,解得:b=﹣2;
将b=﹣2代入0=﹣1+b+c,得c=3,
∴二次函数的表达式为y=﹣x2﹣2x+3;
(2)由(1)可知:二次函数的表达式为y=﹣x2﹣2x+3,
则点E(0,3),
令y=0,则﹣x2﹣2x+3=0,解得:x=﹣3或x=1,
∴点A(﹣3,0),
设直线AE:y=kx+b',
将A(﹣3,0)、E(0,3)代入,得,
解得:,
∴直线AE:y=x+3,
∵直线CD:,
∴CD与AE相交,
如图,过点A作AM⊥CD、过点E作EN⊥CD,CD与AE相交于点F,
∵△ACD与△CDE的面积相等,
∴,
∴AM=EN,
在△AMF和△ENF中,
,
∴△AMF≌△ENF(AAS),
∴AF=EF,即点F是线段AE的中点,
∵A(﹣3,0)、E(0,3),
∴F的坐标为,即,
将代入直线,得,解得:m=2;
(3)在x轴上存在唯一的点Q,使∠CQD=90°,
可以理解为以CD为直径的圆与x轴相切,分两种情况:
如图,当交点C、D均在x轴上方时,m>0,
设抛物线y=﹣x2﹣2x+3与直线交点坐标C(x1,y1)、D(x2,y2)(点C在点D的左侧),
联立,整理得:3x2+7x+3m﹣9=0,
∴,x1x2=m﹣3,
∴y1+y2=(m)+(m)(x1+x2)+2m=2m,
∴以CD为直径的圆的圆心M(,m),
CD
·,
当⊙M与x轴相切时,MQCD,
∴m,
∴36m2+12m﹣169=0,解得:m或m(负值舍去);
如图,当交点C、D均在x轴下方时,m<0,
同理可知:,
∴36m2+12m﹣169=0,解得:或(正值舍去);
综上,或.
9.
【答案】(1)y=x2﹣4x+4;(2)①;②或.
【详解】解:(1)∵y=ax2﹣4x+c的图象经过点A(﹣1,9),B(5,9),
∴,解得:a=1,c=4,
∴y=x2﹣4x+4;
(2)①∵y=mx2+nx+p(m≠1)的图象经过A(﹣1,9),B(5,9),
∴,解得:n=﹣4m,p=9﹣5m,
∴y=mx2﹣4mx+9﹣5m=m(x﹣2)2+9﹣9m,
∴D(0,9﹣5m),Q(2,9﹣9m),
∵y=x2﹣4x+4=(x﹣2)2,
∴C(0,4),P(2,0),
∴CD=|5m﹣5|=5|m﹣1|,PQ=|9﹣9m|=9|m﹣1|,
∴;
②如图,当∠CQP=90°时,四边形POCQ是矩形,
∴9﹣9m=4,解得:,
∴,,
∴;
如图,当∠PCQ=90°时,作QE⊥y轴,
由△POC∽△CEQ得:CE=1,
∴OE=4+1=5,
∴9﹣9m=5,解得:,
∴,
∴,
∴;
当m<0时,不存在直角三角形PCQ;
综上,或.
10.
【答案】(1);(2)8或;(3)(4,15)或(4,﹣15)或或.
【详解】解:(1)将点B(9,0),C(0,﹣3)代入得:,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)①如图,当点P为直线BC下方的抛物线上的一个动点时,
∵∠PCB=∠OBC,
∴PC∥x轴,
∴点P的纵坐标与点C的纵坐标相等,即为﹣3,
将y=﹣3代入得:,解得:x=8或x=0(点C的横坐标),
∴此时点P的横坐标为8;
②如图,当点P为直线BC上方的抛物线上的一个动点时,设PC与x轴交于点D,
∵B(9,0),C(0,﹣3),
∴OB=9,OC=3,
∵∠PCB=∠OBC,
∴BD=CD,
设OD=m(m>0),则CD=BD=OB﹣OD=9﹣m,
在Rt△COD中,OC2+OD2=CD2,即32+m2=(9﹣m)2,解得:m=4,
∴D(4,0),
设直线CD的解析式为y=kx+b0(k≠0),
将点D(4,0),C(0,﹣3)代入得:,解得:,
∴直线CD的解析式为,
联立可得:,解得:或,
∴此时点P的横坐标为;
综上,点P的横坐标为8或.
(3)抛物线的对称轴为直线x=4,
由题意,设点Q的坐标为Q(4,n),
∵B(9,0),C(0,﹣3),
∴BC2=(0﹣9)2+(﹣3﹣0)2=90,
BQ2=(4﹣9)2+(n﹣0)2=n2+25,CQ2=(0﹣4)2+(﹣3﹣n)2=n2+6n+25,
①当∠CBQ=90°时,△BCQ为直角三角形,
∴BC2+BQ2=CQ2,即90+n2+25=n2+6n+25,解得:n=15,
∴此时点Q的坐标为(4,15);
②当∠BCQ=90°时,△BCQ为直角三角形,
∴BC2+CQ2=BQ2,即90+n2+6n+25=n2+25,解得:n=﹣15,
∴此时点Q的坐标为(4,﹣15);
③当∠BQC=90°时,△BCQ为直角三角形,
∴BQ2+CQ2=BC2,即n2+25+n2+6n+25=90,解得:,
∴此时点Q的坐标为或;
综上,点Q的坐标为(4,15)或(4,﹣15)或或.
11.
【答案】(1)二次函数的解析式为,顶点M(2,10);
(2)四边形AECB面积的最大值为;(3)点P的坐标为(2,6)或(﹣6,14).
【详解】解:(1)∵二次函数的图象经过点A(6,2),点C(0,8),
∴,解得:,
∴,
∴顶点M(2,10);
(2)∵对称轴为直线x=2,点A(6,2),AB∥x轴,
∴B(﹣2,2),
∴AB=8,CD=6,
∴S△ABCAB·CD8×6=24,
设直线AC解析式为y=mx+n,
∴,解得:,
∴直线AC解析式为y=﹣x+8,
如图,过E作EG∥y轴交AC于点G,
设E(t,t2+2t+8),则G(t,﹣t+8),
∴EGt2+2t+8﹣(﹣t+8)t2+3t,
∴S△AEC(t2+3t)×6t2+9t,
∴S四边形AECB=S△ABC+S△AECt2+9t+24(t﹣3)2,
当t=3时,S为最大值,
∴四边形AECB面积的最大值为;
(3)点P的坐标为(2,6)或(﹣3,11),理由如下:
①当四边形PAQM为平行四边形时,MQ=PA,
如图,连接MC,过点M作MH⊥y轴于点H,设MQ与PE交于点F,
∵M(2,10),C(0,8),
∴MH=2,CH=OH﹣OC=10﹣8=2,
∴∠MCH=45°,
∵AD=6,CD=OC﹣OD=8﹣2=6,
∴∠ACD=∠CAD=45°,
∴∠MCP=90°,
∴四边形PCMF为矩形,
∴PC=MF,
∵点M关于直线PE的对称点为Q,
∴MFMQPA,
过点P作PG⊥y轴于点G,设P(x,﹣x+8),则PG=x,
∵PG∥AD,
∴,
∴,解得:x=2,
∴P(2,6);
②当四边形PAMQ为平行四边形时,MQ=PA,
如图,连接MC,过点M作MH⊥y轴于点H,设MQ与PE交于点F,
∵M(2,10),C(0,8),
∴MH=2,CH=OH﹣OC=10﹣8=2,
∴∠MCH=45°,
∵AD=6,CD=OC﹣OD=8﹣2=6,
∴∠ACD=∠CAD=45°,
∴∠MCP=90°,
∴四边形PCMF为矩形,
∴PC=MF,
∵点M关于直线PE的对称点为Q,
∴MFMQPA.
过点P作PG⊥y轴于点G,设P(x,﹣x+8),则PG=﹣x,
∵PG∥AD,
∴1,
∴1,解得:x=﹣6,
∴P(﹣6,14);
综上,当以点P、A、M、Q为顶点的四边形为平行四边形时,点P的坐标为(2,6)或(﹣6,14).
12.
【答案】(1)y=﹣x2﹣3x+4;
(2)①P;②E'或或或.
【详解】解:(1)由题意可得:对称轴为直线x,
∴,解得:a=﹣1,
∴y=﹣x2﹣3x+c,
将B(1,0)代入,得c=4,
∴y=﹣x2﹣3x+4;
(2)如图,
令y=0得:﹣x2﹣3x+4=0,解得:x1=﹣4,x2=1,
∴AB=5,
①设E(m,﹣3),
∵对称,
∴AB=BE,∠1=∠2,
∴(m﹣1)2+(﹣3)2=52,
∴m=5(舍)或m=﹣3,
当m=﹣3时,
∵AB∥FN,
∴∠1=∠3,
∴∠2=∠3,
∴EF=BE=5,
∴F(﹣8,﹣3),
∴BF:,
∴,解得:(舍),
∴P;
②a.设E(m,﹣3),
∴P(m﹣3,﹣m﹣2),
∴E'(﹣2,﹣m+1),
∴﹣m﹣2=﹣(m﹣3)2﹣3(m﹣3)+4,解得:,
∴E'或;
b.设E(﹣m,﹣3),
∴P(3+m,m﹣4),
∴E'(4,m﹣1),
∴m﹣4=﹣(3+m)2﹣3(3+m)+4,解得:,
∴E'或;
综上,E'或或或.
13.
【答案】(1)﹣1,2;(2)t的值为;(3)CD的长为45或.
【详解】解:(1)∵对称轴为直线x=1,
∴1,解得:b=﹣2a,
∴y=ax2﹣2ax+8,
将A(4,0)代入得:16a﹣8a+8=0,解得:a=﹣1,
∴b=2,
故答案为:﹣1,2;
(2)由(1)可知:a=﹣1,b=2,
∴y=﹣x2+2x+8=﹣(x﹣1)2+9,
∴顶点坐标为(1,9),
当y=0时,可得:x=﹣2或4,
∵y≥0,
∴﹣2≤x≤4,
当﹣2≤3t+2≤1时,,
此时最大值在顶点处,即6t+3=9,解得:t=1(舍);
当1<3t+2<4时,,
此时当x=3t+2时有最大值,即6t+3=﹣9t2﹣6t+8,解得:,(舍);
综上,t的值为;
(3)对于y=﹣x2+2x+8,令x=0,得y=8,
∴B(0,8),
设直线AB解析式为y=kx+n,
则,解得:,
∴直线AB的表达式为:y=﹣2x+8,
设D(m,﹣2m+8),则C(m,﹣m2+2m+8),
∴;
①当CD=BD时,,解得:,
此时边长;
②当CB=CD时,,解得:或m=0(舍),
此时边长;
综上,CD的长为45或.
14.
【答案】(1)二次函数的解析式为:y=﹣x2+4x;C(0,4);
(2)①m=2.5时,PD最大值为:;②存在,P的坐标为(3,3)或(2,4).
【详解】解:(1)∵二次函数经过A(4,0),B(1,3),
则,解得:,
∴二次函数的解析式为:y=﹣x2+4x;
由点A、B的坐标得:直线AB解析式为:y=﹣x+4,
∵点C是直线与y轴交点,
∴令x=0,则y=4,
∴C(0,4);
(2)①如图,
∵点P在直线AB上方,
∴1<m<4,
由题意可知:P(m,﹣m2+4m),D(m,﹣m+4),
∴PD=yP﹣yD=﹣m2+4m+m﹣4=﹣m2+5m﹣4=﹣(m﹣2.5)2,
∴当m=2.5时,PD是最大值.
②存在,理由如下:
∵∠PDB=∠ADE,∠ADE=∠ACO,
∴∠BDP=∠ACO,
∵△AOC是直角三角形,
∴要使△BPD与△AOC相似,只有保证△BPD是直角三角形就可以.
当△BPD∽△AOC时,
∵∠AOC=90°,
∴∠BPD=90°,
此时BP∥x轴,B、P关于对称轴对称,
∴P(3,3);
当△PBD∽△AOC时,
∴∠PBD=∠AOC=90°,
∴AB⊥PB,
∵∠CAO=45°,
∴△ADE和△BPD均为等腰直角三角形,
设P(t,﹣t2+4t),
∴DPBP(t﹣1)=2t﹣2,AE=DE=4﹣t,
∴PE=DP+DE=t+2,即t+2=﹣t2+4t,解得:t=1(舍)或2,
∴P(2,4);
综上,存在点P使△BPD与△AOC相似,此时P的坐标为(3,3)或(2,4).
15.
【答案】(1)C(0,3);(2)抛物线解析式为,直线BC解析式为;
(3)存在,的最大值为;(4)或.
【详解】解:(1)抛物线y=ax2+bx+3与y轴交于点C,
当x=0时,得y=3,
∴点C的坐标为(0,3),
故答案为:(0,3);
(2)抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣1,0)、B(4,0),
将点A、点B的坐标分别代入得:,解得:,
∴抛物线解析式为,
设直线BC解析式为y=kx+n,
把点B,点C的坐标分别代入得:,解得:
∴直线BC解析式为;
(3)存在最大值,理由如下:
如图1,过A作AK∥y轴交BC延长线于K,过P作PT∥y轴交BC于T,
在中,当x=﹣1时,得,
∴,
∴,
设,则,
∴,
∵AK∥y轴∥PT,
∴∠AKF=∠PTF,∠KAF=∠TPF,
∴△PTF∽△AKF,
∴,
∴,
∵﹣(t﹣2)2≥0,
∴,
∴的最大值为.
(4)如图2,过P作PH∥y轴交BC于H,
由(1)可知:抛物线解析式为,
设,
在中,当x=0时,得y=3,
∴C(0,3),
由B(4,﹣0),C(0,3)可得:直线BC解析式为,,
∴,
∴,,
∵PH∥y轴,
∴∠OCB=∠PHE,
∵∠BOC=90°=∠PEH,
∴△PEH∽△BOC,
∴,即,
∴,,
∴,
∵△PCE与△AOC相似,,∠AOC=90°=∠PEC,
∴或,
∴CE=3PE或PE=3CE,
∴或,
解得:或m=0(不合题意,舍去)或,
∴点P的横坐标为或,
故答案为:或.
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题号猜押08 江苏无锡中考数学27题(解答题)
考点1 二次函数综合题-定点定值问题
1.(2025·无锡·一模)二次函数图象与x轴交于点A(﹣1,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C,连接BC,在该图象上有一点P,连接BP,CP.设P点的横坐标为m(0<m<4).
(1)若C(0,3),
①求该二次函数的表达式;
②m为何值时,△BCP的面积取得最大值?
(2)连接AP交y轴于点E,直线BP交y轴于点F,求证:是定值.
【答案】(1)①yx2x+3;②m=2;(2)为定值.
【详解】(1)解:①由题意可得:y=a(x+1)(x﹣4)=a(x2﹣3x﹣4),
∴﹣4a=3,则a,
∴抛物线的表达式为:yx2x+3;
②由点B、C的坐标得,直线BC的表达式为:yx+3,
如图,作PH∥y轴交BC于点H,
设点P(m,m2m+3),则H(m,m+3),
∴PHm2+3m,
∴△BCP的面积BO×PH4×(m2+3m)=2(m2+3m),
当m=2时,△BCP的面积取得最大值;
(2)证明:由(1)可知:抛物线的表达式为:y=a(x+1)(x﹣4),
∴点C(0,﹣4a),点P(m,a(m+1)(m﹣4)),
由点A、P的坐标可得:直线AP的表达式为:y=a(m﹣4)(x+1),
∴点E(0,am﹣4a),
∴CE=﹣4a﹣am+4a=﹣am,
同理可得:CF=﹣4am,
∴为定值.
2.(2026·惠山区·二模)已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),与x轴交于A(﹣1,0),B两点,与y轴交于C,顶点D(1,4).
(1)求该二次函数的表达式;
(2)已知M(x1,y1),N(2,y2)在该二次函数的图象上,若对于3t﹣1<x1<3t+2,都有y1<y2,求t的取值范围;
(3)直线y=t交二次函数图象于点E,F(点E在点F的右边),交直线BC于点G,若FG=3GE,求t的值.
【答案】(1)y=﹣(x﹣1)2+4;(2)t≥1或t;(3)或﹣2.
【详解】解:(1)∵顶点D(1,4),
∴设二次函数的表达式是y=a(x﹣1)2+4,
将A(﹣1,0)代入得:0=4a+4,解得:a=﹣1,
∴y=﹣(x﹣1)2+4;
(2)∵y=﹣(x﹣1)2+4,
∴抛物线的对称轴是直线x=1,开口向下,
∵M(x1,y1),N(2,y2)在该二次函数的图象上,且对于3t﹣1<x1<3t+2,都有y1<y2,
∴|x1﹣1|>|2﹣1|,
∴x1>2或x1<0,
∴3t﹣1≥2或3t+2≤0,解得:t≥1或t;
(3)直线y=t交二次函数图象于点E,F(点E在点F的右边),交直线BC于点G,
把x=0代入y=﹣(x﹣1)2+4,得y=3,∴C(0,3),
把y=0代入y=﹣(x﹣1)2+4,得x1=﹣1,x2=3,∴B(3,0)
设直线BC的解析式为:y=kx+b,
将B(3,0),C(0,3)代入得:,解得:,
∴直线BC的解析式为:y=﹣x+3,
∴当t=﹣x+3,得x=3﹣t,即G点的横坐标是3﹣t,
当t=﹣(x﹣1)2+4,得,,
∵FG=3GE,
∴当点G在点EF之间时,(3﹣t)﹣(1)=3(13+t),
整理得:4﹣2t,
解得:,(不合题意,舍去);
当点G在点E右侧时,3﹣t>1,(3﹣t)﹣(1)=3(3﹣t﹣1),
解得:,(不合题意,舍去);
综上,t或﹣2.
3.(2026·泰兴市·模拟)如图1,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A,B(2,0)两点,与y轴交于点C,其对称轴为直线x=﹣1.
(1)求抛物线的解析式.
(2)点K是抛物线对称轴上第三象限的一点,将△BAK沿BK翻折,若点A恰好落在对称轴上点A′处,求点K的坐标.
(3)如图2,将直线AC向下平移6个单位长度得直线l,点P为直线l上一点,射线PE,PF(均与y轴不平行)与抛物线都只有唯一交点,分别为M,N.判断直线MN是否经过某个定点,若经过定点,求该定点的坐标;若不经过定点,请说明理由.
【答案】(1)y=x2+2x﹣8;(2);(3)直线MN经过定点(﹣2,﹣6).
【详解】解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A,B(2,0)两点,其对称轴为直线x=﹣1,
将点B的坐标代入,结合对称轴公式可得:,解得:,
∴抛物线解析式为y=x2+2x﹣8;
(2)∵A,B关于抛物线对称轴对称,B(2,0)
∴点A的坐标为(﹣4,0),
∴AB=2﹣(﹣4)=6,
∵将△BAK沿BK翻折,若点A恰好落在对称轴上点A′处,
∴AB=A′B=6,A′K=AK,
设点A′(﹣1,m),其中m<0,
由勾股定理可得:(﹣1﹣2)2+(m﹣0)2=62,解得:(不合题意,舍去),
∴;
设点K的坐标为(﹣1,k),
∵A′K=AK,
∴,解得:,
∴;
(3)直线MN经过定点(﹣2,﹣6),理由如下:
∵抛物线y=x2+2x﹣8与y轴交于点C,
当x=0时,得:y=﹣8,
∴C(0,﹣8),
设直线AC的解析式为y=kx﹣8,
将点A的坐标代入得:﹣4k﹣8=0,解得:k=﹣2,
∴直线AC的解析式为y=﹣2x﹣8,
∴直线l的解析式为y=﹣2x﹣14;
设M(t,t2+2t﹣8),N(n,n2+2n﹣8),直线MN的解析式为y=k1x+b1,
联立得:,
整理得:x2+(2﹣k1)x﹣(8+b1)=0,
∴t,n是上述方程的两个不相等的实数根,
∴t+n=k1﹣2,tn=﹣(8+b1);
设PM的解析式为y=k2x+b2,
把点M坐标代入得:,
∴,
联立得:,
整理得:,
由题意可得:,
∴k2=2t+2,
∴y=(2t+2)x﹣t2﹣8;
同理可得:直线PN的解析式为y=(2n+2)x﹣n2﹣8,
联立得:,解得:,即,
∴点P的坐标为,
∵点P在直线l上,
∴,
∴b1=2k1﹣6,
∴直线MN的解析式为y=k1x+2k1﹣6,
当x=﹣2时,y=﹣6,
∴直线过定点(﹣2,﹣6).
考点2 二次函数综合题-线段最值问题
1.(2025·梁溪区·一模)在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2﹣2ax﹣3a(a>0)的图象与x轴分别相交于A、B两点(A在B的左侧),与y轴相交于点C,∠CBA=45°.
(1)请求出a的值;
(2)已知点D是函数图象上一动点(不与A、B重合),过点D的直线l平行于y轴,与△ABD的外接圆交于另一点E,连接AE,CE.请问是否存在点D,使得AE+CE最小?若存在,请求出点D坐标并求出AE+CE的最小值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)1;(2)D(,),AE+CE的最小值为.
【详解】解:(1)∵y=ax2﹣2ax﹣3a=a(x2﹣2x﹣3)=a(x﹣3)(x+1),
令y=0,得x=3或﹣1,
∴A(﹣1,0),B(3,0).
∵与y轴相交于点C,∠CBA=45°,
∴OB=OC=3,
∴C(0,﹣3),
把C(0,﹣3)代入y=a(x﹣3)(x+1)中,解得:a=1.
(2)如图,设D(m,n),设△ABD的外接圆圆心为M(1,k),
∴由中点坐标公式可得:E(m,2k﹣n),
∵BM2=DM2,
∴(3﹣1)2+k2=(m﹣1)2+(n﹣k)2,①
∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴把D(m,n)代入可得:n=(m﹣1)2﹣4,即(m﹣1)2=n+4,②
把②式代入①式,得4+k2=n+4+(n﹣k)2,整理得:n2﹣2kn+n=0,
∴n(n﹣2k+1)=0,
∵n≠0,
∴n﹣2k+1=0,即2k﹣n=1,
∴E(m,1),即E点在直线y=1上运动,
作A点关于直线y=1的对称点A',则A'(﹣1,2),
连接CA',则AE+CE最小值为CA'的长,
∴CA',
∴AE+CE最小值为.
直线A'C的解析式为y=﹣5x﹣3,
∴E(,1),
∴D(,).
2.(2026·常州·校级模拟&2026·钟楼区·校级模拟)如图,抛物线y=x2﹣2mx+3m与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C(0,﹣3).
(1)求该抛物线的表达式;
(2)点D为该抛物线上第二象限内的一点,连接AC,DA,若∠DAB=∠ACO,求点D的坐标;
(3)若点E为线段OC上一动点,则的最小值为 .
【答案】(1)y=x2+2x﹣3;(2);(3).
【详解】解:(1)抛物线y=x2﹣2mx+3m与y轴交于点C(0,﹣3),
将点C的坐标代入得:﹣3=3m,解得:m=﹣1,
∴抛物线的解析式为:y=x2+2x﹣3;
(2)如图1,过点D作x轴的垂线,交x轴于点H,
设点D的坐标为(t,t2+2t﹣3),
∵抛物线y=x2+2x﹣3与x轴交于A、B两点,
当y=0时,得x2+2x﹣3=0,解得:x1=1,x2=﹣3;
∴OA=1,OB=3,
∵点C(0,﹣3),
∴OC=3,
∵∠DAB=∠ACO,
∴tan∠DAB=tan∠ACO,
∴,
∴,解得:或t=1(经检验,都是分式方程的解),
∵点D在第二象限,
∴,
∴,
∴点;
(3)如图2,过点E作EF⊥BC,交BC于点F,
由(2)可知:OB=3,OC=3,OA=1,
∴OB=OC,
∴△OBC是等腰直角三角形,
∴∠OBC=∠OCB=45°,
∵EF⊥BC,
∴∠EFB=90°,
∴△CEF是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴当点A,E,F三点共线时,有最小值,此时∠BAF=90°﹣45°=45°,
∴△AOE是等腰直角三角形,
∴OA=OE=1,
∴EC=OC﹣OE=3﹣1=2,
在直角三角形AOE中,由勾股定理可得:,
∴,
∴的最小值为,
故答案为:.
3.(2026·泉山区·校级模拟)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点A的坐标为(﹣2,0),点C的坐标为(0,﹣4),点E,F在直线BC上,且点E在点F的左下侧,.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图2,分别连接AE、AF,延长AF交抛物线于点P,当点P在第四象限时,若△ABP的面积记作S1,△AEF的面积记作S2,线段EF在移动过程中,当S1﹣S2的值最大时,求点E的坐标;
(3)如图3,点D为该抛物线的顶点,连接DF,请直接写出AE+EF+DF的最小值.
【答案】(1)yx2﹣x﹣4;(2)E(,);(3)2.
【详解】(1)解:把,代入得:,解得:,
∴抛物线的表达式为;
(2)解:令得:,解得:,
∴,
∵点到直线的距离为定值,
∴的面积为定值,
∴当的面积取最大值时,的值最大,
当点位于抛物线最下端时,的面积最大,即点与顶点重合时,
∵,
∴,
设直线的解析式为,
把代入得:,解得:,
∴直线的解析式为,
设直线的解析式为,
把,代入得:,解得:,
∴直线的解析式为,
联立方程,解得:,
把代入,得,
∴,
如图,作轴,作交于点,
∵,
∴,
∵轴,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴,即;
(3)解:如图,过点作,截取,连接,
∴四边形为平行四边形,
∴,
∴,
当三点共线时,取最小值,最小值为,
由(2)可得:点的横坐标,纵坐标比点的横坐标,纵坐标都大,
∴,即,
∴,
∴,即的最小值为.
考点3 二次函数综合题-面积问题
1.(2025·江阴市·一模)在平面直角坐标系xOy中,二次函数y=ax2+bx+c(a、b、c为常数,且a≠0,c>0)的图象顶点C的坐标是.
(1)若c=5,求二次函数表达式;
(2)点M(x1,y1),N(x2,y2)是该函数图象上的两个不同的点,若x1+x2>c,请判断y1,y2的大小关系,并说明理由;
(3)等腰直角△BOD的直角顶点B在该二次函数的图象上,点D在该二次函数图象的对称轴上,若S△BOD=8,直接写出a的值.
【答案】(1)y(x)2;(2)当x1<x2时,y1<y2;当x1>x2时,y1>y2;(3)a或或.
【详解】解:(1)由题意可得:y=a(xc)2,
将(0,c)代入上式得:c=y=a(0c)2,
∴a,
当c=5时,函数的表达式为:y(xc)2(x)2;
(2)∵c>0,
∴a0,
∴抛物线开口向上,
当(x1+x2)c时,y1=y2,
∵x1+x2>c,
∴当x1<x2时,y1<y2;当x1>x2时,y1>y2;
(3)设点B(x,y)、D(c,m),
当点B在对称轴的右侧时,如图,过点B作y轴平行线交x轴于点M,交过点D和x轴的平行线于点N,
∵∠BDN+∠OBM=90°,∠OBM+∠BOM=90°,
∴∠BDN=∠OBM,
∵∠BND=∠OMB=90°,OB=BD,
∴△OMB≌△BDN(AAS),
∴BN=OM,BM=DN,
∴xc=y,m﹣y=x,解得:xmc,ymc,
∴点B(mc,mc),
将点B的坐标代入y(xc)2得:mc(mcc)2,
整理得:(2m﹣c)(m﹣c)=0,解得:m=c或m=c,
∴S△BOD=8BO2(x2+y2)(m2c2),解得:c或c=8,
∴a或;
当点B在对称轴为左侧时,
同理可得:点B(cm,mc),
将点B的坐标代入抛物线表达式得:mc(cmc)2,
整理得:m(2m+c)=0,解得:m=0或mc,
∴S△BOD=8BO2(x2+y2)(m2c2),解得:c=8或8,
∴a或a;
综上,a或或.
2.(2025·姑苏区·校级二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴分别交于A(﹣1,0),B两点,与y轴交于点C,抛物线的顶点D(1,4),对称轴交x轴于点G.
(1)求抛物线解析式;
(2)如图1,点P是第一象限中抛物线上一动点,连接PC、PA,分别交对称轴于点E、F.
①在点P的运动过程中,DE、EF、FG这三条线段能否相等?若相等,求出点P的坐标;若不相等,请说明理由;
②如图2,连接AC、BC,AP与BC相交于点H,若△PCH的面积为S1,△ACH的面积为S2,求的最大值.
【答案】(1)y=﹣x2+2x+3;(2)①DE、EF、FG这三条线段能相等;;②.
【详解】解:(1)抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴分别交于A(﹣1,0),B两点,抛物线的顶点D(1,4),
∴设抛物线的解析式为y=a(x﹣1)2+4,
把点A的坐标代入得:0=a(﹣1﹣1)2+4,解得:a=﹣1,
∴y=﹣(x﹣1)2+4=﹣x2+2x+3;
(2)①DE、EF、FG这三条线段能相等,理由如下:
假设存在,
∵D(1,4),
∴DG=4,
∴当时,,
抛物线y=﹣x2+2x+3与y轴交于点C,
∴当x=0时,得y=3,
∴C(0,3),
设直线AF的解析式为y=kx+m,
将点A,点F的坐标分别代入得:,解得:,
∴;
同法可得:直线CE的解析式为,
联立得:,解得:,
∴两条直线的交点坐标为,
对于y=﹣x2+2x+3,当时,得,
∴两条直线的交点在抛物线上,
∴DE、EF、FG这三条线段能相等,;
②抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴分别交于A(﹣1,0),B两点,
当y=0时,得﹣x2+2x+3=0,解得:x1=﹣1,x2=3,
∴B(3,0),
同①法可得:直线BC的解析式为直线y=﹣x+3,
如图,作AM⊥x轴,交BC的延长线于点M,作PN⊥x轴,交BC于点N,则AM∥PN,
∵A(﹣1,0),
∴当x=﹣1时,y=﹣(﹣1)+3=4,
∴AM=4,
设P(t,﹣t2+2t+3),则:N(t,﹣t+3),
∴PN=﹣t2+2t+3+t﹣3=﹣t2+3t,
∵AM∥PN,
∴△AMH∽△PNH,
∴,
∵△PCH,△ACH是同高三角形,
∴,
∴当时,的值最大,为.
3.(2026·钟楼区·模拟)如图,二次函数y=﹣x2+2x+3的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,作直线BC,M(m,y1),N(m+2,y2)为二次函数y=﹣x2+2x+3图象上两点.
(1)求直线BC对应函数的表达式;
(2)试判断是否存在实数m使得y1+2y2=10.若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
(3)已知P是二次函数y=﹣x2+2x+3图象上一点(不与点M,N重合),且点P的横坐标为1﹣m,作△MNP.若直线BC与线段MN,MP分别交于点D,E,且△MDE与△MNP的面积的比为1:4,请直接写出所有满足条件的m的值.
【答案】(1)直线BC对应函数的表达式为y=﹣x+3;
(2)不存在,理由详见解析;(3)或.
【详解】解:(1)令x=0,则y=3,
∴点C的坐标为(0,3).
令y=0,则﹣x2+2x+3=0,解得:x=﹣1或x=3.
∴点B的坐标为(3,0),
设直线BC的表达式为y=kx+b,
∴,解得:,
∴直线BC对应函数的表达式为y=﹣x+3;
(2)不存在,理由如下:
方法一:把M(m,y1),N(m+2,y2)代入二次函数y=﹣x2+2x+3得:
,,
∴,
配方可得:.
∴当时,y1+2y2的最大值为10.
∴不存在实数m使得y1+2y2=10;
方法二:由方法一可得:,
当y1+2y2=10时,﹣3m2﹣2m+9=10,整理得:3m2+2m+1=0,
∵Δ=4﹣12=﹣8<0,
∴方程没有实数根,
∴不存在实数m使得y1+2y2=10;
(3)或,理由如下:
如图,作NH∥y轴,交x轴于点H,交BC于点N′,
作PQ⊥NH,垂足为Q,作MM′∥y轴,交BC于点M′,则MM′∥NN′,
当x=1﹣m时,y=﹣(1﹣m)2+2(1﹣m)+3=﹣m2+4,
∴点P的坐标为(1﹣m,﹣m2+4),
∵点N的坐标为(m+2,﹣m2﹣2m+3),
∴点Q的坐标为(m+2,﹣m2+4),点H的坐标为(m+2,0),点N′的坐标为(m+2,﹣m+1),
∴NQ=PQ=|2m+1|,BH=HN′=|﹣m+1|,
∴∠PNQ=∠BN′H=45°,
∴PN∥BC,
∴△MDE∽△MNP,
∴,
∴,即MD=ND,
∵MM′∥NN′,
∴△MM′D∽△NN′D,
∴,即MM′=NN′,
∵点M的坐标为(m,﹣m2+2m+3),
∴点M′的坐标为(m,﹣m+3),
∴|m2﹣3m|=|﹣m2﹣m+2|,整理得:m2﹣m﹣1=0或﹣4m=﹣2,
解得:或或m(此时P与M重合,舍去),
∴或.
考点4 二次函数综合题-角度问题
1.(2025·锡山区·一模)如图,抛物线yx2+bx与x轴交于点A(5,0).
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点B(1,m)是抛物线上一点,点C是线段AB上一点,连接OC并延长交抛物线于点D,若,求点D的坐标;
(3)抛物线上是否存在点P,使得∠OPA=45°?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)yx2x;(2)点D坐标为(3,3);(3)点P坐标为(﹣1,﹣3)或(6,﹣3).
【详解】解:(1)由已知可得:25+b×5=0,解得:b,
∴yx2x;
(2)如图,作CE⊥OA于E,DF⊥OA于F,
当x=1时,m121=2,
∴点B坐标为(1,2),
设AB解析式为:y=kx+b,
,解得:.
∴y,
∵,
∴,
∵CE⊥OA于E,DF⊥OA于F,
∴CE∥DF,
∴,
设E点坐标为(m,0),
∴点C坐标为(m,),点F坐标为(m,0),点D坐标为(m,).
∵点D在抛物线上,
∴(m)2m,
∴9m2﹣30m+25=0,解得:m1=m2,
∴点D坐标为(3,3);
(3)如图,作过O、P、A三点的圆M,连接OM,AM,PM,作MN⊥OA于N,
∵∠OPA=45°,
∴∠AMO=90°,
∵OM=AM,OA=5,
又∵MN⊥OA,
∴ON=AN=MN=2.5,
∴点M坐标为(2.5,﹣2.5),
∴AM=OM,
∴PM,
设点P坐标为(x,y),
∴(x﹣2.5)2+(y+2.5)2=()2,整理得:x2﹣5x+y2+5y=0,
∵yx2x,
∴y2+3y=0,解得:y1=0(不合题意,舍去),y2=﹣3.
∴y=﹣3=x2x,解得:x1=﹣1,x2=6,
∴点P坐标为(﹣1,﹣3)或(6,﹣3).
2.(2025·锡山区·一模)如图,二次函数y=ax2﹣6ax+c(a<0)的图象与x轴的负半轴和正半轴分别交于A,B两点,与y轴交于点C,顶点为P,对称轴交x轴于点D,点Q是抛物线对称轴上一动点,直线BQ交y轴于点E,且5EQ=3BQ.
(1)请直接写出A,B两点的坐标:A ,B ;
(2)当顶点P与点Q关于x轴对称时,S△QCE.
①求此时抛物线的函数表达式;
②在抛物线的对称轴上存在点F,使∠BEF=2∠OBE,请直接写出点F的坐标.
【答案】(1)(﹣2,0),(8,0);(2)①yx2x;②F(3,)或F(3,).
【详解】解:(1)如图,
∵y=ax2﹣6ax+c=a(x﹣3)2﹣9a+c,
∴抛物线对称轴是:直线x=3,
∴OD=3,
∵DQ∥y轴,
∴OD:BD=EQ:BQ,
∵5EQ=3BQ,
∴EQ:BQ=3:5=OD:BD,
∴BD=5,
∴B(8,0),
由对称性可得:A(﹣2,0),
故答案为:(﹣2,0),(8,0);
(2)①将点A(﹣2,0)代入二次函数y=ax2﹣6ax+c中得:4a+12a+c=0,
∴c=﹣16a,
∵y=ax2﹣6ax+c=a(x﹣3)2﹣9a+c,
∴P(3,﹣9a+c),
∵顶点P与点Q关于x轴对称,
∴Q(3,9a﹣c),即Q(3,25a),
∵S△QCE,
∴,解得:EC,
由点B、Q的坐标可得:直线BQ的表达式为:y=﹣5ax+40a,
∴E(0,40a),
∵C(0,c),即(0,﹣16a),
∴﹣16a﹣40a,解得:a=﹣0.1,
∴c=﹣16×(﹣0.1),
∴此时抛物线的函数表达式为:yx2x;
②如图,当点F在BE的下方时,连接PB,
∵顶点P与点Q关于x轴对称,
∴∠PBD=∠QBD,
∵∠BEF=2∠OBE,
∴∠BEF=∠PBQ,
∴PB∥EF,
由①可知:a=﹣0.1,P(3,2.5),
同理可得:PB的解析式为:yx+4,
∴设EF的解析式为:yx+n,
∵E(0,﹣4),
∴n=﹣4,
∴F(3,);
如图,当点F在BE的上方时,连接DE,
设F(3,m),
∵D(3,0),
∴BD=5,
∵D(3,0)E(0,﹣4),OD=3,OE=4,
由勾股定理可得:ED=5,
∴DE=BD,
∴∠DEB=∠OBE,
∵∠FEB=2∠OBE,
∴∠FEB=2∠DEB,
∴EQ:EF=DQ:FD,
∵BE4,
又∵5EQ=3BQ,
∴EQBQ,
∴EQ+BQ=BE,
∴EQ,
∵DQ=2.5,FD=m,EQ:EF=DQ:FD,
∴EFm,
过F作FD⊥y轴,垂足为N,
在直角三角形中,EF,
∴m,解得:m或(舍去),
∴F(3,);
综上,F(3,)或F(3,).
3.(2025·无锡·校级二模)已知平面直角坐标系中,抛物线y=ax2﹣2ax﹣3(a≠0)与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,抛物线的顶点为D,且AB=4.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是线段BC上一点,若∠PAC=45°,求点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,将该抛物线向左平移,点D平移至点E处,过点E作EF⊥AP,垂足为点F,若,求平移后抛物线的表达式.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;(2);(3).
【详解】解:(1)∵抛物线y=ax2﹣2ax﹣3(a≠0),
∴抛物线的对称轴为直线,
∵抛物线y=ax2﹣2ax﹣3(a≠0)与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),且AB=4,
∴A(﹣1,0),B(3,0),
将A(﹣1,0)代入抛物线解析式y=ax2﹣2ax﹣3得:a+2a﹣3=0,解得:a=1,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)如图1,过点C作CN⊥AP于点N,过点N作x轴的垂线交x轴于点R,交过点C和x轴的平行线于点T,
∵∠PAC=45°,CN⊥AP,
∴△CAN为等腰直角三角形,
∴AN=CN,
设点N的坐标为(m,n),
∵∠ANR+∠CNT=90°,∠TCN+∠CNT=90°,
∴∠TCN=∠ANR,
在△ARN和△NTC中,
,
∴△ARN≌△NTC(AAS),
∴AR=NT,RN=CT,
∴m+1=n+3,m=﹣n,解得:m=1,n=﹣1,
∴N(1,﹣1),
设直线AN的解析式为y=kx+b(k≠0),
将点A,点N的坐标分别代入得:,解得:,
∴直线AN的解析式为,
在y=x2﹣2x﹣3中,当x=0时,y=﹣3,即C(0,﹣3),
设直线BC的解析式为y=k1x+b1(k1≠0),
将点B,点C的坐标分别代入得:,解得:,
∴直线BC的解析式为y=x﹣3,
联立得:,解得:,
∴;
(3)∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,抛物线的顶点为D,
∴D(1,﹣4),
设抛物线向左平移了t个单位,则点E(1﹣t,﹣4),新抛物线的解析式为y=(x﹣1+t)2﹣4,
如图2,过点F作x轴的平行线交过点P和y轴的平行线于点H,交过点E和y轴的平行线于点G,
由(2)可得:,
设直线AP的解析式为y=k2x+b2(k2≠0),
将点A,点P的坐标分别代入得:,解得:,
∴直线AP的解析式为,
设点F的坐标为,
∵∠EFP=90°,
∴∠GFE+∠HFP=90°,
∵∠GFE+∠GEF=90°,
∴∠HFP=∠GEF,
∴△FGE∽△PHF,
∴,
∵EF⊥AP,,
∴,即,
∴,
∵,,
GF=xF﹣xG=m﹣(1﹣t),,
∴,解得:,
∴新抛物线的解析式为.
考点5 二次函数综合题-特殊三角形的存在性问题
1.(2026·江阴市·一模)如图,已知二次函数y=ax2﹣2ax﹣3(a>0)的图象与x轴交于A(﹣1,0)、B两点,与y轴交于点C.
(1)求二次函数表达式;
(2)若点M(t,y1),N(t+1,y2)(0<t<2)是该函数图象上两点.
①证明:y2<y1+3;
②连接AM、AN、MN,若△AMN为直角三角形,求t的值.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;(2)①证明详见解析;②t=1或或.
【详解】(1)解:把A(﹣1,0)代入y=ax2﹣2ax﹣3,得a=1,
∴y=x2﹣2x﹣3;
(2)①证明:由题意可知:,,
∴y2﹣(y1+3)=2t﹣4,
∵0<t<2,
∴2t﹣4<0,
∴y2﹣(y1+3)<0,
∴y2<y1+3;
②解:当∠MAN<∠CAB,显然∠MAN≠90°,
如图1,当∠ANM=90°时,过点N作NE⊥x轴交x轴于点E,MD⊥NE于点D,
则MD=1,BN=4﹣t2,AE=t+2,DN=y2﹣y1=2t﹣1,
∵∠AEN=∠ANE=∠D=90°,
∴∠ANE=∠DMN=90°﹣∠DNM,
∴△DMN∽△ENA,
∴,
∴,
∴(2t﹣1)(2﹣t)=1,
∴2t2﹣5t+3=0,
∴t1=1,;
如图2,当∠AMN=90°时,过点A作AE⊥x轴,过点M作ME⊥AE,过N作 ND⊥ME 于点D,
则MD=1,DN=2t﹣1,EM=t+1,AE=﹣t2+2t+3,
同理可得:△DMN∽△EAM,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴2t2﹣7t+4=0,
∴,t2,
∵0<t<2,
∴t;
综上,t=1或或.
2.(2025·新吴区·一模)在平面直角坐标系中,抛物线(b,c为常数)的对称轴为直线x=2,且经过点A(4,3),该抛物线与x轴的负半轴交于点B.
(1)此抛物线对应的函数表达式;
(2)点P是抛物线上的一点,当△PAB的面积为某一值时,符合该值的点P恰好有三个,求对应点P的横坐标;
(3)点M为抛物线对称轴上一点,点N为抛物线上一点,若△AMN是以AM为斜边的等腰直角三角形,直接写出点N的坐标.
【答案】(1)yx2+x+3;(2)P的坐标为(1,)或(31,)或(﹣31,);
(3)N的坐标为(4+2,1﹣2)或(4﹣2,1+2)或(2,1+2)或(﹣2,1﹣2).
【详解】解:(1)∵抛物线yx2+bx+c的对称轴为直线x=2,且经过点A(4,3),
∴,解得:,
∴抛物线对应的函数表达式为yx2+x+3;
(2)如图,平移直线AB到MN,使MN与抛物线只有一个交点P1时,△PAB的面积等于△ABP1的面积的P恰好有三个(P1,P2,P3),设MN交y轴于K,AB交y轴于Q,P2P3交y轴于T,
在yx2+x+3中,令y=0得:0x2+x+3,解得:x=﹣2或x=6,
∴B(﹣2,0),
∵A(4,3),
∴直线AB解析式为yx+1,
由MN∥AB设直线MN解析式为yx+b,
∴x2+x+3x+b有两个相等实数解,即x2x+3﹣b=0有两个相等实数解,
∴Δ=0,即3﹣b=0,解得:b,
∴直线MN解析式为yx,方程x2x+30的解为x1=x2=1,
∴P1(1,);
由直线AB解析式yx+1得Q(0,1),直线MN解析式yx得K(0,),
∴KQ1,
∵直线MN与直线AB的距离等于直线P1P2与AB的距离,
∴QT=KQ,
∴Q(0,),
∴直线P1P2的解析式为yx,
联立可得:,解得:或,
∴P2(31,),P3(﹣31,);
综上,P的坐标为(1,)或(31,)或(﹣31,);
(3)如图,过N作KT∥y轴,过M作MK⊥KT于K,过A作AT⊥KT于T,
设M(2,m),N(n,n2+n+3),
∵△AMN是以AM为斜边的等腰直角三角形,
∴∠ANM=90°,AN=MN,
∵∠ANT=90°﹣∠MNK=∠NMK,
∵∠T=∠K=90°,
∴△ANT≌△NMK(AAS),
∴NT=KM,
∴|n2+n+3﹣3|=|2﹣n|,
∴n2+n=2﹣n或n2+n=n﹣2,解得:n=4+2或n=4﹣2或n=2或n=﹣2,
∴N(4+2,1﹣2)或(4﹣2,1+2)或(2,1+2)或(﹣2,1﹣2).
3.(2026·天宁区·校级模拟)如图,已知抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若m≤x≤m+1时,二次函数y=ax2+bx+3的最大值为m,求m的值;
(3)当点P在对称轴左侧的抛物线上时,对称轴上是否存在一点D,使得△APD是以AD为直角边的等腰直角三角形,若存在,请直接写出点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=﹣x2+2x+3;(2)m的值为或;
(3)存在,点P的横坐标为0或﹣2或或.
【详解】解:(1)抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣1,0),B(3,0),
将点A,点B的坐标分别代入得:,解得:,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;
(2)∵抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴抛物线的顶点为(1,4),对称轴为直线x=1,
当x>1时,y随x的增大而减小,当x<1时,y随x的增大而增大,
若m+1≤1,即m≤0时,
当x=m+1时,函数有最大值m,
∴﹣(m+1)2+2(m+1)+3=m,解得:(不合题意,舍去),;
若m<1<m+1,即0<m<1时,
当x=1时,函数有最大值为m=4(不合题意,舍去);
若m>1,
当x=m时,函数有最大值为m,
∴﹣m2+2m+3=m,解得:(不合题意,舍去),;
综上,m的值为或;
(3)存在,点P的横坐标为0或﹣2或或,理由如下:
设D(1,t),则AN=2,
①当点D为直角顶点,
(i)当t>0时,
如图1,作PM⊥MN交对称轴于点M,记抛物线对称轴与x轴交点为N,
∵∠ADP=90°,
∴∠PDM+∠ADN=90°,
又∵∠PDM+∠MPD=90°,
∴∠ADN=∠MPD,
在△PMD和△DNA中,
,
∴△PMD≌△DNA(AAS),
∴PM=DN=t,MD=AN=2,
∴P(1﹣t,2+t),
代入抛物线解析式得:2+t=﹣(1﹣t)2+2(1﹣t)+3,解得:t1=﹣2(不合题意,舍去),t2=1,
∴点P的横坐标为1﹣t=1﹣1=0;
(ii)当t<0时,
如图2,作PM⊥MN交对称轴于点M,
同理可证:△PMD≌△DNA(AAS),
∴AN=DM=2,PM=DN=t,
∴设点P(1+t,t﹣2),
代入抛物线解析式得:t﹣2=﹣(1+t)2+2(1+t)+3,解得:t1=2(不合题意,舍去),t2=﹣3,
∴点P的横坐标为1+t=1+(﹣3)=﹣2;
②当点A为直角顶点,
(i)当点P在x轴上方时,如图3,过点A作y轴平行线,作PM⊥AM交于点M,DN⊥AN交于点N,
同理可得:△PMA≌△AND(AAS),
∴PM=AN=﹣t,AM=DN=2,
∴P(﹣1+t,2),
代入抛物线解析式得:2=﹣(﹣1+t)2+2(﹣1+t)+3,解得:,,
∵点P在对称轴左侧,
∴,
∴点P的横坐标为;
(ii)当点P在x轴下方时,如图4,过点P作PM⊥x轴交x轴于点M,记对称轴与x轴交点为N,
同理可得:△PMA≌△AND(AAS),
∴PM=AN=2,DN=AM=t,
∴点P为(﹣1﹣t,﹣2),
代入抛物线解析式得:﹣2=﹣(﹣1﹣t)2+2(﹣1﹣t)+3,解得:,,
∵点P在对称轴左侧,
∴,
∴点P的横坐标为;
综上,对称轴上存在一点D,使得△APD是以AD为直角边的等腰直角三角形;点P的横坐标为0或﹣2或或.
考点6 二次函数综合题-特殊四边形的存在性问题
1.(2026·惠山区·一模)已知二次函数的图象经过点A(﹣3,0),B(1,0),顶点为点D,与y轴交于点C.
(1)求该二次函数的表达式;
(2)点M(a,y1)和N(a+3,y2)是该二次函数图象上的两点,当a<0时,试比较y1与y2的大小,并说明理由;
(3)点P是直线AC上的动点,过点P作直线AC的垂线PE,记点D关于直线PE的对称点为F,当以点P、A、D、F为顶点的四边形为平行四边形时,直接写出点P的坐标.
【答案】(1);
(2)当时,y1=y2;当时,y1<y2;当时,y1>y2;(3)和.
【详解】解:(1)∵二次函数的图象经过点A(﹣3,0),B(1,0),
∴,整理得:,解得:,
∴该二次函数的表达式为;
(2)∵点M(a,y1)和N(a+3,y2)是二次函数图象上的两点,
∴,y2(a,
∴,
结合a<0,分三种情况讨论:
①当,即时,y1=y2;
②当,即时,y1<y2;
③当,即时,y1>y2;
(3)∵抛物线与y轴交于点C,顶点为点D,
∴,,
设直线AC的解析式为 y=kx+n,
将A(﹣3,0),代入得:,解得:,
∴直线AC解析式为,
∵点P是直线AC上的动点,
∴设,
∵D、F关于直线PE对称,
∴PE垂直平分DF,
又∵PE⊥AC,
∴DF∥AC,
∴D到F的平移规律,与A到C的平移规律完全一致,
设D到DF中点M的横坐标变化为t,则纵坐标变化为,
∴,
如图,中点M在对称轴PE上,且PE⊥AC,
∴△APM为直角三角形,
∴AP2+PM2=AM2,
∵,
,
,
∴(4m2+24m+36)+[4(t﹣m)2+4(t﹣m)+4]=4t2+28t+52,整理得:2t(m+3)=(2m﹣1)(m+3),
∵点P和点A重合时无法构成平行四边形,故m≠﹣3,
∴两边同时除以(m+3)得:,
∴,
设F(x,y),则,,化简得:x=2m﹣2,,
∴F(2m﹣2,),
若以点P,A,D,F为顶点的四边形为平行四边形,分以下三种情况讨论:
①以AD和PF为平行四边形的对角线,则AD的中点=PF的中点,
∴横坐标相等得:,解得:,
纵坐标相等得:,解得:,
∴;
②以AP和DF为平行四边形的对角线,则AP的中点=DF的中点,
∴横坐标相等得:,解得:m=0,
纵坐标相等得:,解得:m=﹣4,
∴此情况不成立;
③以AF和PD为平行四边形的对角线,则AF的中点=PD的中点,
∴横坐标相等得:,解得:m=4,
纵坐标相等得:,解得:m=4,
∴;
综上,点P的坐标为和.
2.(2025·滨湖区·二模)如图,已知二次函数y=m2x2﹣2mx﹣3(m是常数,m>0)的图象与x轴分别相交于点A、B(点A位于点B的左侧),与y轴交于点C,对称轴为直线l.点C关于l的对称点为D,连接AD.点E为该函数图象上一点,AB平分∠DAE.
(1)①线段AB的长为 .
②求点E的坐标;(①、②中的结论均用含m的代数式表示)
(2)设M是该函数图象上一点,点N在l上.探索:是否存在点M.使得以A、E、M、N为顶点的四边形是矩形?如果存在,求出点M坐标;如果不存在,说明理由.
【答案】(1)①;②E(,5);(2)存在,M(4,﹣3)或.
【详解】解:(1)①令y=0,则(mx﹣3)(mx+1)=0,
∴x或x,
∴A(,0),B(,0),
∴AB,
故答案为:;
②∵二次函数y=m2x2﹣2mx﹣3,
∴C(0,﹣3),对称轴l:x,
∴D(,﹣3)
∵AB平分∠DAE,
∴点D关于x轴的对称点Q(,3)在直线AE上,
∴直线AE的解析式为y=mx+1,
∵点E是抛物线和直线AE的交点,
∴E(,5);
(2)设M(x,m2x2﹣2mx﹣3),N(,a)
∵A(,0),E(,5).
以A、E、M、N为顶点的四边形是矩形,
①以AE,MN为对角线时,AE,MN的中点重合,
∴x,
∴x,
∴M(,﹣3),
∵MA2+ME2=AE2,
∴96425,解得:m(舍)或m,
∴M(4,﹣3),
②以AN,ME为对角线时,AN,ME的中点重合,
∴x,
∴x,
∴M(,21),
∵AE2+AM2=ME2,
∴25441256,解得:m(舍)或m,
∴,
③以AM,NE为对角线时,AM,NE的中点重合,
∴x+(),
∴x,
∴M(,21),
∵AE2+EM2=AM2,
∴25256441,此方程无解;
综上,存在,M(4,﹣3)或.
3.(2025·滨湖区·一模)已知,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,A(﹣1,0),函数图象的对称轴经过点.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)连接AC,BC,若点P为直线BC下方的函数图象上一动点,过点P作PD⊥x轴,垂足为点D,PD交BC于点E.
①点F为线段DE上一动点,FG⊥y轴,垂足为点G,点H为线段AC上一动点,连接CP,BF,GH.当△BCP的面积最大时,求BF+FG+GH的最小值;
②在y轴上是否存在点T,使以P、E、C、T为顶点的四边形是菱形?若存在,直接写出所有满足条件的点T的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=x2﹣x﹣2;(2)①1;②T(0,﹣2)或(0,﹣1).
【详解】解:(1)∵A(﹣1,0),函数图象的对称轴经过点,
∴点B(2,0),
∴抛物线的表达式为:y=(x+1)(x﹣2)=x2﹣x﹣2;
(2)由抛物线的表达式可知:点C(0,﹣2),
由点B、C的坐标可得:直线BC的表达式为:y=x﹣2;
①△BCP的面积OB×PE=PE,
∴PE最大时,△BCP的面积最大,
设点E(m,m﹣2),则点P(m,m2﹣m﹣2),
∴PE=﹣m2+2m=﹣m2+2m﹣1+1=﹣(m﹣1)2+1≤1,
∴当m=1时,PE最大时,即△BCP的面积最大,
∴点P(1,﹣2),
∴点D(1,0),
如图,将点B的坐标向右平移1个单位(GF的长度为1)得到D,作DG⊥AC交BC于点H,交y轴于点G,则此时BF+FG+GH最小,
∵BD=1=GF且BD∥GF,
∴四边形GFBD为平行四边形,
∴BF=DG,
∴BF+FG+GH=DG+GH+FG=DH+1为最小,
由点A、C的坐标可得:tan∠OAC=2,
∴sin∠OAC,
∴HD=ADsin∠OAC,
∴BF+FG+GH最小值为1;
②如图,当PE为边时,
设点E(m,m﹣2),则点P(m,m2﹣m﹣2),
由P、C、E的坐标可得:PE=﹣m2+2m,CEm,CP2=m2+(m2﹣m)2,
∴PE=DE,
∴﹣m2+2mm,解得:m=0(舍去)或m=2,
∴CEm=22=TC,
∴点T(0,﹣2);
如图,当CE为对角线时,
∴CP=PE,
∴(﹣m2+2m)2=m2+(m2﹣m)2,解得:m=1(不合题意,舍去),
∴CT=PE=﹣m2+2m=1,
∴点T(0,﹣1);
综上,T(0,﹣2)或(0,﹣1).
考点7 二次函数综合题-相似三角形的存在性问题
1.(2026·常州·校级模拟)如图,直线y=x﹣3与x轴,y轴分别交于点B,点C,经过B,C两点的抛物线=﹣x2+mx+n与x轴的另一个交点为A,顶点为P.
(1)求该抛物线的解析式以及顶点P的坐标;
(2)当0<x<3时,在抛物线上存在点E,使△CBE的面积有最大值,求点E的坐标;
(3)连接AC,点N在x轴上,是否存在以B,P,N为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,求出点N的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)y=﹣x2+4x﹣3,抛物线顶点P(2,1);(2)点E的坐标为(,);
(3)存在,点N的坐标为(0,0)或(,0).
【详解】解:(1)在y=x﹣3中,令x=0得:y=﹣3,令y=0得:x=3,
∴B(3,0),C(0,﹣3),
把B(3,0),C(0,﹣3)代入y=﹣x2+mx+n得:,解得:,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+4x﹣3,
∵y=﹣x2+4x﹣3=﹣(x﹣2)2+1,
∴抛物线顶点P(2,1);
(2)如图,过E作EH∥y轴交BC于H,
设E(t,﹣t2+4t﹣3),则H(t,t﹣3),
∴EH=﹣t2+4t﹣3﹣(t﹣3)=﹣t2+3t,
∴S△CBEEH·|xB﹣xC|(﹣t2+3t)×(3﹣0)(t)2,
∵0,
∴当t时,S△CBE取最大值为,此时﹣t2+4t﹣36﹣3,
∴点E的坐标为(,);
(3)存在以B,P,N为顶点的三角形与△ABC相似,理由如下:
如图,过P作PQ⊥x轴于Q,
在y=﹣x2+4x﹣3中,令y=0得:0=﹣x2+4x﹣3,解得:x=1或x=3,
∴A(1,0),B(3,0),
∵C(0,﹣3),P(2,1),
∴PQ=BQ=1,OB=OC=3,BA=2,BC=3,BP,BC=3,
∴∠ABC=45°=∠PBQ,
以B,P,N为顶点的三角形与△ABC相似时,N在B左侧,只需满足或,
当时,,
∴BN=3,
∴N(0,0);
当时,,
∴BN,
∴N(,0);
综上,N的坐标为(0,0)或(,0).
2.(2025·惠山区·三模)已知二次函数y=ax2+bx+4的图象与x轴交于A,B两点(A在B的左侧),与y轴交于点C,对称轴经过点E(1,0)且与BC交于点F,CF:BF=1:3.
(1)求二次函数的表达式;
(2)点D是抛物线的顶点,点P在抛物线上,并且位于对称轴的右侧.
①当∠PAB+∠CBA=∠DCB时,求点P的坐标;
②连接AC,点Q是直线BC上一点,当Rt△PEQ∽Rt△COA时,求点P的坐标.
【答案】(1)yx2+x+4;(2)①点P坐标为(5,)或(3,);②点P坐标为(,).
【详解】解:(1)由对称轴经过点E(1,0)可知:对称轴为直线x=1,
∴,即b=﹣2a,
∴二次函数y=ax2+bx+4=ax2﹣2ax+4,
∵DE∥CO,
∴,即BE=3OE=3,
∴B(4,0),A(﹣2,0),C(0,4).
把B(4,0)代入二次函数y=ax2﹣2ax+4中,得a,
∴二次函数的表达式为yx2+x+4;
(2)①如图,作CT∥x轴交抛物线于点T,
∵OB=OC=4,
∴∠CBA=45°=∠TCB,
又∵∠PAB+∠CBA=∠DCB,
∴∠PAB+45°=45°+∠DCT,
∴∠DCT=∠PAB,
∵D(1,),
∴tan∠DCT,
∴tan∠PAB,
∴取点S(0,﹣1),连接AS交抛物线于点P,满足题意,
∴直线AS的表达式为y,
与yx2+x+4联立可得:x2﹣3x﹣10=0,解得:x=5或﹣2(舍去),此时P(5,);
同理取点S'(0,﹣1),连接AS'交抛物线于点P',亦满足题意,
∴直线AS'的表达式为y,
与yx2+x+4联立可得:x2﹣x﹣6=0,解得:x=3或﹣2(舍去),此时P(3,);
综上,点P坐标为(5,)或(3,);
②如图2,作QM⊥x轴于点M,PN⊥x轴于点N,
当Rt△PEQ∽Rt△COA时,∠COA=∠PEQ=90°,2,
∵∠EQM+∠NEP=90°,∠EQM+∠QEM=90°,
∴∠NEP=∠QEM,
又∵∠QME=∠PNE=90°,
∴△PEN∽△EQM,
∴.
由题意可知:点P在第二象限时无法满足题意,故点P在第四象限.
设P(m,m2+m+4)(m>4),
∴PN=m﹣1,ENm2﹣m﹣4,
∴ME(m﹣1),QMm2m﹣2,
∴点Q坐标(m2m﹣1,m),
由待定系数法可知:直线BC的表达式为y=﹣x+4,
把点Q坐标代入y=﹣x+3中得:m(m2m﹣1)+4,解得:m(负根已舍),
∴点P坐标为(,).
3.(2025·梁溪区·二模)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与x轴交于A、B(点A在点B左侧),与y轴交于C.一次函数y=x﹣3的图象经过B、C两点,点D(0,﹣2).
(1)求b,c的值;
(2)点E在直线BC上,直线DE交x轴于点F,将点D绕点E逆时针旋转90°得到点G.连接GD、GF,当△GDF和△ABC相似时,求点G的坐标.
【答案】(1)b=4,c=﹣3;(2),(7,﹣3).
【详解】解:(1)∵分别把x=0,y=0代入y=x﹣3得:y=﹣3,x=3,
∴C(0,﹣3),B(3,0),
将B(3,0),C(0,﹣3)代入y=﹣x2+bx+c得:,解得:;
(2)∵OC=OB=3,
∴∠ABC=45°,
设K(1,﹣2),
①当点E与点K重合时(如图1),
此时直线DE∥x轴,点F不存在,不符题意,舍去;
②当E在射线KC上时(如图2、图3),
由题意可得:GE=DE,∠GED=90°,
∴∠EGD=∠EDG=45°,∠GDF=135°,
∴∠DFG<45°,∠DGF<45°,
∴△ABC和△GDF相似不成立;
③当点E在线段KB上时(如图4),
同理可得:∠GDF=45°,
∵∠ABC=45°,
∴当时,△GDF∽△ABC.
∴,
∵,
∴,
∴,
过点E作MN⊥y轴,过点G作GN⊥MN,
则∠MED=∠NGE=90°﹣∠NEG,
∵ED=EG,∠EMD=∠ENG,
∴△MED≌△NGE(AAS),
∴EM=NG,EN=DM,
由ME∥OF可得:,
∴,
∴EM=NG,DM=EN,
∴;
④当点E在KB延长线时(如图5),
同③可得:,
∵,
∴,
∴,
∴,
过点E作MN⊥y轴,过点G作NG⊥MN.
同理可得:△MED≌△NGE(AAS),
∴EM=NG,EN=DM,
由MN∥x轴可得:,
∴E(4,1),
由△MED≌△NGE得:G(7,﹣3);
综上,点G坐标为或(7,﹣3).
1.(2025·无锡·二模)在平面直角坐标系中,已知二次函数y=a(x+m)2﹣m+2(a<0)的图象与一次函数y=x+2的图象交于A(x1,y1)、B(x2,y2)两点(B在A的左侧).
(1)二次函数的顶点坐标为 ;
(2)若二次函数y=a(x+m)2﹣m+2(a<0)由y=﹣x2平移所得,
①求线段AB的长;
②当x2≤x≤﹣2m﹣1时,二次函数的最大值与最小值的和等于,求m的值.
【答案】(1)(﹣m,2﹣m);(2)①;②或.
【详解】解:(1)∵y=a(x+m)2﹣m+2(a<0),
∴抛物线的顶点坐标为(﹣m,2﹣m),
故答案为:(﹣m,2﹣m);
(2)①∵二次函数y=a(x+m)2﹣m+2(a<0)由y=﹣x2平移所得,
∴y=﹣(x+m)2﹣m+2,
联立,解得:或,
∵﹣m﹣1<﹣m,B在A的左侧,
∴B(﹣m﹣1,1﹣m),A(﹣m,2﹣m),
∴;
②由(1)可知:x2=﹣m﹣1,
∵y=﹣(x+m)2﹣m+2,
∴抛物线的开口向下,对称轴为直线x=﹣m,
∴抛物线上的点离对称轴越远,函数值越小,(﹣m﹣1,1﹣m)关于x=﹣m的对称点为(﹣m+1,1﹣m),
∵x2≤x≤﹣2m﹣1,即﹣m﹣1≤x≤﹣2m﹣1,
1°当﹣m﹣1≤﹣2m﹣1≤﹣m,即﹣1≤m≤0时,
当x=﹣m﹣1时,函数取得最小值为:y=﹣(﹣m﹣1+m)2﹣m+2=﹣m+1,
当x=﹣2m﹣1时,函数取得最大值为:y=﹣(﹣2m﹣1+m)2﹣m+2=﹣m2﹣3m+1,
∴,解得:m=±2<1,不合题意,舍去;
2°当﹣m<﹣2m﹣1<﹣m+1,即﹣2<m<﹣1时,
当x=﹣m时,函数取得最大值为2﹣m,
当x=﹣m﹣1时,函数取得最小值为﹣m+1,
∴,解得:,符合题意;
3°当﹣m<﹣m+1<﹣2m﹣1,即m<﹣2时,
当x=﹣m时,函数取得最大值为2﹣m,
当x=﹣2m﹣1时,函数取得最小值为:y=﹣(﹣2m﹣1+m)2﹣m+2=﹣m2﹣3m+1,
∴,解得:(舍去);
综上,或.
2.(2026·锡山区·一模)已知二次函数y=ax2+bx+3的图象与x轴交于点A(﹣3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C.
(1)直接写出这个二次函数的表达式;
(2)如图1,连接BC,点P是直线AC上的一个动点,过点P的直线l与BC平行,则在直线l上是否存在点Q,使点B与点P关于直线CQ对称?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)如图2,点G,H为x轴上方的抛物线上两点(点G在点H的右边),直线AG、AH与y轴分别交于S,T两点,若OS·OT=6,试探究直线GH是否经过定点?若是,求出定点坐标;若不是,请说明理由.
【答案】(1)y=﹣x2﹣2x+3;(2)Q(1,)或(1,);
(3)直线GH经过定点(1,).
【详解】解:(1)将点A(﹣3,0),B(1,0)代入y=ax2+bx+3,得,
解得:,
∴y=﹣x2﹣2x+3;
(2)如图,
当点P在线段AC上时,连接BP,交CQ于R,
∵点B和点Q关于CQ对称,
∴CP=CB,
设P(t,t+3),
由CP2=CB2得,
2t2=10,
∴t1,t2(舍去),
∴P(,3),
∵PQ∥BC,
∴1,
∴CR=QR,
∴四边形BCPQ是平行四边形,
∵1+()﹣0=1,0+(3)﹣3,
∴Q(1,);
如图,
当点P在AC的延长线上时,由上可知:P(,3),
同理可得:Q(1,),
综上,Q(1,)或(1,);
(3)设G(m,﹣m2﹣2m+3),H(n,﹣n2﹣2n+3),
设直线GH解析式为y=kx+d,
则,解得:,
∴直线GH解析式为y=(﹣m﹣n﹣2)x+mn+3,
同理可得:直线AH解析式为y=(1﹣n)(x+3),
直线AG解析式为y=(1﹣m)(x+3),
令x=0,得yS=3﹣3m,yT=3﹣3n,
∴OS=3﹣3m,OT=3﹣3n,
∵OS·OT=6,
∴(3﹣3m)(3﹣3n)=6,整理得:m+n=mn,
代入直线GH解析式,得y=(﹣mn)x+mn+3=mn(﹣x+1)x+3,
当x=1时,y,
∴直线GH经过定点(1,).
3.(2026·海州区·校级模拟)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+c与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),AB=8,顶点C的坐标为(0,﹣4).
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)过线段OC的中点D的直线l:y=kx+b(k<0)与抛物线交于E,F两点(E在y轴左侧).
①若点D为EF的三等分点,求k的值.
②连接AF,BE分别交y轴于点M,N,求CM+CN的最小值.
【答案】(1);(2)①;②当时,CM+CN取得最小值,最小值为.
【详解】解:(1)∵在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+c与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),AB=8,顶点C的坐标为(0,﹣4).
∴A(﹣4,0),B(4,0),
将点A,点C的坐标代入得:,解得:,
∴抛物线的函数表达式为;
(2)①∵D为OC的中点,
∴D(0,﹣2),
∴直线l的表达式为y=kx﹣2,
联立得:y,整理得:,
∴x1+x2=4k,x1x2=﹣8,
设E(x1,y1),F(x2,y2),
∵点D为EF的三等分点,
∴DE=2DF或DF=2DE,
当DE=2DF时,|x1|=2|x2|,
∴﹣x1=2x2,
∵x1+x2=4k,
∴x1=8k,x2=﹣4k.
又∵x1x2=﹣8,
∴8k(﹣4k)=﹣8,解得:k(k<0,不合题意,舍去)或k;
当DF=2DE时,同理可得:;
综上,;
②设E(x1,y1),F(x2,y2),直线AF的解析式为y=mx+n,直线BE的解析式为y=sx+t,
∵A(﹣4,0),B(4,0),
由题意可得:,解得:,
∴直线,
由题意可得:,解得:,
∴直线,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵x1<0,x2>0,
∴CM=x2,CN=﹣x1,
∴CM+CN=x2﹣x1,
∵x1+x2=4k,x1x2=﹣8,
∴,
∵k2≥0,
∴,
∴CM+CN的最小值为.
4.(2026·常州·校级模拟)如图,已知抛物线与x轴交于A,B(8,0)两点,与y轴交于点C.点P为第一象限抛物线上的点,连接CA,CB,PB,PC.
(1)直接写出结果:b= ,tan∠ABC= ;
(2)如图1,当∠PCB=2∠ABC时,求点P的坐标;
(3)如图2,点D在y轴负半轴上,OD=OB,点Q为抛物线上一点,∠QBD=90°.点E,F分别为△BDQ的边DQ,DB上的动点,且QE=DF,求BE+QF的最小值.
【答案】(1),;(2)(4,6);(3).
【详解】解:(1)抛物线与x轴交于A,B(8,0)两点,与y轴交于点C,
将点B的坐标代入得:,解得:,
∴抛物线解析式为,
当x=0时,得y=4,
∴C(0,4),
∴OC=4,
∵B(8,0),
∴OB=8,
在Rt△COB中,,
故答案为:,;
(2)如图1,过点C作CD∥x轴,交BP于点D,过点P作PE∥x轴,交y轴于点E,
∴∠ABC=∠DCB,∠EPC=∠PCD,
∵∠PCB=2∠ABC=∠PCD+∠DCB,
∴∠PCB=2∠ABC=∠EPC+∠ABC
∴∠EPC=∠ABC,
又∵∠PEC=∠BOC=90°,
∴△PEC∽△BOC,
∴,
设点P坐标为,则,
∴,解得:t=0(不合题意,舍去)或t=4,
∴点P坐标为(4,6);
(3)如图2,作DH⊥DQ,且使DH=BQ,连接FH,QH,
∵∠BQD+∠BDQ=90°,∠HDF+∠BDQ=90°,
∴∠BQD=∠HDF,
在△BQE和△HDF中,
,
∴△BQE≌△HDF(SAS),
∴BE=FH,
∴BE+QF=FH+QF≥QH,
∴Q,F,H共线时,BE+QF的值最小,即为QH,
作QG⊥AB于点G,
∵OB=OD,∠BOD=90°,
∴∠OBD=45°,
∵∠QBD=90°,
∴∠QBG=45°,
∴QG=BG,
设G(n,0),则,
∴,解得:n=2或n=8(不合题意,舍去),
∴Q(2,6),
∴QG=BG=8﹣2=6,
在直角三角形BGQ中,由勾股定理可得:,
∵OD=OB=8,
∴D(0,﹣8),
∵Q(2,6)
∴,
在直角三角形DHQ中,由勾股定理可得:.
5.(2025·宜兴市·模拟)如图,抛物线y=ax2+bx+2(a≠0)与x轴交于点和点B(4,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)如图1,点P为线段OB上一个动点,过点P作垂直于x轴的直线交抛物线于点N,交线段BC于点M,点D是直线BC上方抛物线上一点.当△MND∽△BPM时,求点N的坐标.
(3)如图2,点Q是抛物线上在第一象限的一个动点,连接AQ,交线段BC于点E,交y轴于点F,令S=S△BQE﹣S△CEF,求S的最大值.
【答案】(1)y=﹣x2x+2;(2),(3).
【详解】解:(1)由题意可得:x2x+2;
(2)由抛物线的表达式可知:点C(0,2),
由点B、C的坐标可得:,
设点N(t,﹣t2t+2),则点M(t,t+2),点D(t,﹣t2t+2),
∴.
∵PM∥OC,则△BOC∽△BPM,
∵△MND∽△BPM,
∴△MND∽△BOC,
∴MN:ND=BO:OC,即,
解得:(舍去)或1或7(舍去),
∴;
(3)设点,
由点A、Q的坐标可得:AQ的表达式为:y=﹣(m﹣4)(x),
∴点F(0,2m),
∴
,
∴当时,.
6.(2026·锡山区·一模)如图1,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于点A,B两点,与y轴交于点C,OB=OC=2OA,C点坐标(0,﹣2),连接BC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在图1中,点D(x,y)是线段BC下方抛物线上一动点,连接DO交线段BC于E点,设,当∠ACD=90°时,求k的值;
(3)如图2,在线段BC上方有一条动直线EF始终与线段BC平行,且与抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)交于E、F两点,直线CE与BF交于点P,△BCP的面积能否为4,若能,直接写出点P的坐标,若不能,请说明理由.
【答案】(1)y=x2﹣x﹣2;(2);(3)点P(1,﹣5).
【详解】解:(1)∵OB=OC=2OA,C点坐标(0,﹣2),
∴点A、B的坐标分别为:(﹣1,0)、(2,0),
由题意可得:y=a(x+1)(x﹣2)=a(x2﹣x﹣2),
∴﹣2a=﹣2,解得:a=1,
∴抛物线的表达式为:y=x2﹣x﹣2;
(2)由点A、C的坐标可得:直线AC的表达式为:y=﹣2x﹣2,
当∠ACD=90°时,直线CD的表达式为:yx﹣2,
联立直线AC和抛物线的表达式得:x﹣2=x2﹣x﹣2,解得:x=0(舍去)或,
∴点D(,),
由点B、C的坐标可得:直线BC的表达式为:y=x﹣2,
如图,过点D作DH∥y轴交BC于点H,则点H(,),
∴HD,
∵△HDE∽△COE,
∴k=OE:ED=OC:HD=2:;
(3)设点E、F的坐标分别为:(m,m2﹣m﹣2)、(n,n2﹣n﹣2),
由点E、F的坐标可得:直线E、F的表达式为:y=(m+n﹣1)(x﹣n)+n2﹣n﹣2,
∵FE∥BC,
∴m+n﹣1=1,即m=2﹣n,
由点E、C的坐标可得:直线EC的表达式为:y=(m﹣1)x﹣2,
同理可得:直线BF的表达式为:y=(n+1)(x﹣2),
联立直线EC和BF的表达式得:(n+1)(x﹣2)=(m﹣1)x﹣2,解得:x1,
∴点P(1,﹣n﹣1),
如图,过点P作直线PN∥BC交y轴于点N,过点C作CT⊥PN于点T,
∴直线PN的表达式为:y=x﹣1﹣n﹣1=x﹣n﹣2,
∴点N(0,﹣n﹣2),
∴CN=﹣2+n+2=n,
∴△BCP的面积BC×CTBCCN2n=4,解得:n=4,
∴点P(1,﹣5).
7.(2025·江阴市·模拟)已知二次函数y=ax2+bx﹣3(a≠0)图象的对称轴是经过点(1,0)且平行于y轴的直线,与x轴分别交于A、B两点(A点在B点的左侧),A点为(﹣1,0),与y轴交于点C.
(1)求二次函数的表达式;
(2)点M(m,y1)和N(m+1,y2)是二次函数图象上的两个点,比较y1和y2的大小;
(3)在抛物线对称轴上找一点P,使得tan∠BPC=3,求P点的坐标.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;(2)当m时,y1=y2;当m时,y1<y2;当m时,y1>y2;
(3)P点坐标为(1,﹣4)或(1,1).
【详解】解:(1)∵对称轴为直线x=1,
∴b=﹣2a,
∴y=ax2﹣2ax﹣3,
将点A代入,得a+2a﹣3=0,解得:a=1,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)∵M(m,y1)和N(m+1,y2)是二次函数图象上的两个点,
∴y1=m2﹣2m﹣3,y2=m2﹣4,
∴y1﹣y2=﹣2m+1,
当m时,y1=y2;
当m时,y1<y2;
当m时,y1>y2;
(3)设抛物线的顶点M(1,﹣4),
∴CM,BM=2,BC=3,
∵BM2=CM2+BC2,
∴△BCM是直角三角形,且∠BCM=90°,
∴tan∠CMB3,
∴P点与M点重合,即P(1,﹣4);
如图,过点B作BN∥CM,过点C作CN∥BM,BN与CN交于N点,
∴四边形CMBN是平行四边形,
∴∠BNC=∠CMB,∠NBC=∠MCB=90°,
∴P点在以CN为直径的圆与对角线的交点处,
设P(1,m),
直线CM的解析式为y=﹣x﹣3,则直线BN的解析式为y=﹣x+3,
直线BM的解析式为y=2x﹣6,则直线CN的解析式为y=2x﹣3,
当﹣x+3=2x﹣3时,解得:x=2,
∴N(2,1),
∴CN=2,
设NC的中点为G(1,﹣1),
∴PGNC,
∴m+1,解得:m1,
∴P(1,1);
综上,P点坐标为(1,﹣4)或(1,1).
8.(2026·新吴区·二模)二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与x轴交于点A、点B(1,0),与y轴交于点E,且对称轴为直线x=﹣1.该抛物线与直线交于C、D两点(点C在点D的左侧).
(1)求二次函数的表达式;
(2)若△ACD与△CDE的面积相等时,求m的值;
(3)当m为何值时,在x轴上存在唯一的点Q,使∠CQD=90°?(直接写出m的值)
【答案】(1)y=﹣x2﹣2x+3;(2)m=2;(3)或.
【详解】解:(1)∵二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与x轴交于点B(1,0),
∴0=﹣1+b+c;
∵对称轴为直线x=﹣1,
∴,解得:b=﹣2;
将b=﹣2代入0=﹣1+b+c,得c=3,
∴二次函数的表达式为y=﹣x2﹣2x+3;
(2)由(1)可知:二次函数的表达式为y=﹣x2﹣2x+3,
则点E(0,3),
令y=0,则﹣x2﹣2x+3=0,解得:x=﹣3或x=1,
∴点A(﹣3,0),
设直线AE:y=kx+b',
将A(﹣3,0)、E(0,3)代入,得,
解得:,
∴直线AE:y=x+3,
∵直线CD:,
∴CD与AE相交,
如图,过点A作AM⊥CD、过点E作EN⊥CD,CD与AE相交于点F,
∵△ACD与△CDE的面积相等,
∴,
∴AM=EN,
在△AMF和△ENF中,
,
∴△AMF≌△ENF(AAS),
∴AF=EF,即点F是线段AE的中点,
∵A(﹣3,0)、E(0,3),
∴F的坐标为,即,
将代入直线,得,解得:m=2;
(3)在x轴上存在唯一的点Q,使∠CQD=90°,
可以理解为以CD为直径的圆与x轴相切,分两种情况:
如图,当交点C、D均在x轴上方时,m>0,
设抛物线y=﹣x2﹣2x+3与直线交点坐标C(x1,y1)、D(x2,y2)(点C在点D的左侧),
联立,整理得:3x2+7x+3m﹣9=0,
∴,x1x2=m﹣3,
∴y1+y2=(m)+(m)(x1+x2)+2m=2m,
∴以CD为直径的圆的圆心M(,m),
CD
·,
当⊙M与x轴相切时,MQCD,
∴m,
∴36m2+12m﹣169=0,解得:m或m(负值舍去);
如图,当交点C、D均在x轴下方时,m<0,
同理可知:,
∴36m2+12m﹣169=0,解得:或(正值舍去);
综上,或.
9.(2026·滨湖区·一模)在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2﹣4x+c的图象经过点A(﹣1,9),B(5,9),与y轴交于点C,顶点为P.
(1)求该二次函数的函数表达式;
(2)设二次函数y=mx2+nx+p(m≠1)的图象经过点A,B,且与y轴交于点D,顶点为Q.
①求的值;
②当△PCQ是直角三角形时,求tan∠CDQ的值.
【答案】(1)y=x2﹣4x+4;(2)①;②或.
【详解】解:(1)∵y=ax2﹣4x+c的图象经过点A(﹣1,9),B(5,9),
∴,解得:a=1,c=4,
∴y=x2﹣4x+4;
(2)①∵y=mx2+nx+p(m≠1)的图象经过A(﹣1,9),B(5,9),
∴,解得:n=﹣4m,p=9﹣5m,
∴y=mx2﹣4mx+9﹣5m=m(x﹣2)2+9﹣9m,
∴D(0,9﹣5m),Q(2,9﹣9m),
∵y=x2﹣4x+4=(x﹣2)2,
∴C(0,4),P(2,0),
∴CD=|5m﹣5|=5|m﹣1|,PQ=|9﹣9m|=9|m﹣1|,
∴;
②如图,当∠CQP=90°时,四边形POCQ是矩形,
∴9﹣9m=4,解得:,
∴,,
∴;
如图,当∠PCQ=90°时,作QE⊥y轴,
由△POC∽△CEQ得:CE=1,
∴OE=4+1=5,
∴9﹣9m=5,解得:,
∴,
∴,
∴;
当m<0时,不存在直角三角形PCQ;
综上,或.
10.(2026·钟楼区·校级模拟)如图,已知二次函数(b,c为常数)的图象交x轴于A,B两点,交y轴于点C,点B的坐标为(9,0),点C的坐标为(0,﹣3),连接AC,BC.
(1)求抛物线的解析式.
(2)若点P为抛物线上的一个动点,连接PC,当∠PCB=∠OBC时,求点P的横坐标.
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点Q,使△BCQ为直角三角形?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)8或;(3)(4,15)或(4,﹣15)或或.
【详解】解:(1)将点B(9,0),C(0,﹣3)代入得:,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)①如图,当点P为直线BC下方的抛物线上的一个动点时,
∵∠PCB=∠OBC,
∴PC∥x轴,
∴点P的纵坐标与点C的纵坐标相等,即为﹣3,
将y=﹣3代入得:,解得:x=8或x=0(点C的横坐标),
∴此时点P的横坐标为8;
②如图,当点P为直线BC上方的抛物线上的一个动点时,设PC与x轴交于点D,
∵B(9,0),C(0,﹣3),
∴OB=9,OC=3,
∵∠PCB=∠OBC,
∴BD=CD,
设OD=m(m>0),则CD=BD=OB﹣OD=9﹣m,
在Rt△COD中,OC2+OD2=CD2,即32+m2=(9﹣m)2,解得:m=4,
∴D(4,0),
设直线CD的解析式为y=kx+b0(k≠0),
将点D(4,0),C(0,﹣3)代入得:,解得:,
∴直线CD的解析式为,
联立可得:,解得:或,
∴此时点P的横坐标为;
综上,点P的横坐标为8或.
(3)抛物线的对称轴为直线x=4,
由题意,设点Q的坐标为Q(4,n),
∵B(9,0),C(0,﹣3),
∴BC2=(0﹣9)2+(﹣3﹣0)2=90,
BQ2=(4﹣9)2+(n﹣0)2=n2+25,CQ2=(0﹣4)2+(﹣3﹣n)2=n2+6n+25,
①当∠CBQ=90°时,△BCQ为直角三角形,
∴BC2+BQ2=CQ2,即90+n2+25=n2+6n+25,解得:n=15,
∴此时点Q的坐标为(4,15);
②当∠BCQ=90°时,△BCQ为直角三角形,
∴BC2+CQ2=BQ2,即90+n2+6n+25=n2+25,解得:n=﹣15,
∴此时点Q的坐标为(4,﹣15);
③当∠BQC=90°时,△BCQ为直角三角形,
∴BQ2+CQ2=BC2,即n2+25+n2+6n+25=90,解得:,
∴此时点Q的坐标为或;
综上,点Q的坐标为(4,15)或(4,﹣15)或或.
11.(2026·锡山区·一模)如图,已知二次函数(其中b,c为常数)的图象经过点A(6,2),点C(0,8),顶点为点M,过点A作AB∥x轴,交y轴于点D,交该二次函数图象于点B,连接BC.
(1)求该二次函数的解析式及点M的坐标;
(2)若点E是直线AC上方的抛物线上的动点,求四边形AECB面积的最大值;
(3)点P是直线AC上的动点,过点P作直线AC的垂线PE,记点M关于直线PE的对称点为Q.当以点P、A、M、Q为顶点的四边形为平行四边形时,求出点P的坐标.
【答案】(1)二次函数的解析式为,顶点M(2,10);
(2)四边形AECB面积的最大值为;(3)点P的坐标为(2,6)或(﹣6,14).
【详解】解:(1)∵二次函数的图象经过点A(6,2),点C(0,8),
∴,解得:,
∴,
∴顶点M(2,10);
(2)∵对称轴为直线x=2,点A(6,2),AB∥x轴,
∴B(﹣2,2),
∴AB=8,CD=6,
∴S△ABCAB·CD8×6=24,
设直线AC解析式为y=mx+n,
∴,解得:,
∴直线AC解析式为y=﹣x+8,
如图,过E作EG∥y轴交AC于点G,
设E(t,t2+2t+8),则G(t,﹣t+8),
∴EGt2+2t+8﹣(﹣t+8)t2+3t,
∴S△AEC(t2+3t)×6t2+9t,
∴S四边形AECB=S△ABC+S△AECt2+9t+24(t﹣3)2,
当t=3时,S为最大值,
∴四边形AECB面积的最大值为;
(3)点P的坐标为(2,6)或(﹣3,11),理由如下:
①当四边形PAQM为平行四边形时,MQ=PA,
如图,连接MC,过点M作MH⊥y轴于点H,设MQ与PE交于点F,
∵M(2,10),C(0,8),
∴MH=2,CH=OH﹣OC=10﹣8=2,
∴∠MCH=45°,
∵AD=6,CD=OC﹣OD=8﹣2=6,
∴∠ACD=∠CAD=45°,
∴∠MCP=90°,
∴四边形PCMF为矩形,
∴PC=MF,
∵点M关于直线PE的对称点为Q,
∴MFMQPA,
过点P作PG⊥y轴于点G,设P(x,﹣x+8),则PG=x,
∵PG∥AD,
∴,
∴,解得:x=2,
∴P(2,6);
②当四边形PAMQ为平行四边形时,MQ=PA,
如图,连接MC,过点M作MH⊥y轴于点H,设MQ与PE交于点F,
∵M(2,10),C(0,8),
∴MH=2,CH=OH﹣OC=10﹣8=2,
∴∠MCH=45°,
∵AD=6,CD=OC﹣OD=8﹣2=6,
∴∠ACD=∠CAD=45°,
∴∠MCP=90°,
∴四边形PCMF为矩形,
∴PC=MF,
∵点M关于直线PE的对称点为Q,
∴MFMQPA.
过点P作PG⊥y轴于点G,设P(x,﹣x+8),则PG=﹣x,
∵PG∥AD,
∴1,
∴1,解得:x=﹣6,
∴P(﹣6,14);
综上,当以点P、A、M、Q为顶点的四边形为平行四边形时,点P的坐标为(2,6)或(﹣6,14).
12.(2025·惠山区·一模)已知二次函数y=ax2﹣3x+c的图象与x轴交于A、B两点,且点B(1,0),其对称轴为过点且平行于y轴的直线.
(1)求二次函数的表达式;
(2)过点D(0,﹣3)作x轴的平行线与二次函数图象交于点M、N,点E为直线MN上一动点,点P为二次函数图象上一动点(P不与B重合),连结BP、PE、BE,将△BPE沿直线BP翻折得到△BPE′.
①当点E在对称轴左侧,点E′与点A重合时,求点P的坐标.
②当以点B、E、P、E'为顶点的四边形是矩形时,直接写出点E'的坐标.
【答案】(1)y=﹣x2﹣3x+4;
(2)①P;②E'或或或.
【详解】解:(1)由题意可得:对称轴为直线x,
∴,解得:a=﹣1,
∴y=﹣x2﹣3x+c,
将B(1,0)代入,得c=4,
∴y=﹣x2﹣3x+4;
(2)如图,
令y=0得:﹣x2﹣3x+4=0,解得:x1=﹣4,x2=1,
∴AB=5,
①设E(m,﹣3),
∵对称,
∴AB=BE,∠1=∠2,
∴(m﹣1)2+(﹣3)2=52,
∴m=5(舍)或m=﹣3,
当m=﹣3时,
∵AB∥FN,
∴∠1=∠3,
∴∠2=∠3,
∴EF=BE=5,
∴F(﹣8,﹣3),
∴BF:,
∴,解得:(舍),
∴P;
②a.设E(m,﹣3),
∴P(m﹣3,﹣m﹣2),
∴E'(﹣2,﹣m+1),
∴﹣m﹣2=﹣(m﹣3)2﹣3(m﹣3)+4,解得:,
∴E'或;
b.设E(﹣m,﹣3),
∴P(3+m,m﹣4),
∴E'(4,m﹣1),
∴m﹣4=﹣(3+m)2﹣3(3+m)+4,解得:,
∴E'或;
综上,E'或或或.
13.(2026·宜兴市·一模)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2+bx+8经过点A(4,0),与y轴交于点B,且关于直线x=1对称.
(1)则抛物线解析式中a= ,b= ;
(2)当3t+2≤x≤4时,y的取值范围是0≤y≤6t+3,求t的值;
(3)点C是抛物线上位于第一象限的一个动点,过点C作x轴的垂线交直线AB于点D,在y轴上是否存在点E,使得以B,C,D,E为顶点的四边形是菱形?若存在,求出该菱形的边长;若不存在,说明理由.
【答案】(1)﹣1,2;(2)t的值为;(3)CD的长为45或.
【详解】解:(1)∵对称轴为直线x=1,
∴1,解得:b=﹣2a,
∴y=ax2﹣2ax+8,
将A(4,0)代入得:16a﹣8a+8=0,解得:a=﹣1,
∴b=2,
故答案为:﹣1,2;
(2)由(1)可知:a=﹣1,b=2,
∴y=﹣x2+2x+8=﹣(x﹣1)2+9,
∴顶点坐标为(1,9),
当y=0时,可得:x=﹣2或4,
∵y≥0,
∴﹣2≤x≤4,
当﹣2≤3t+2≤1时,,
此时最大值在顶点处,即6t+3=9,解得:t=1(舍);
当1<3t+2<4时,,
此时当x=3t+2时有最大值,即6t+3=﹣9t2﹣6t+8,解得:,(舍);
综上,t的值为;
(3)对于y=﹣x2+2x+8,令x=0,得y=8,
∴B(0,8),
设直线AB解析式为y=kx+n,
则,解得:,
∴直线AB的表达式为:y=﹣2x+8,
设D(m,﹣2m+8),则C(m,﹣m2+2m+8),
∴;
①当CD=BD时,,解得:,
此时边长;
②当CB=CD时,,解得:或m=0(舍),
此时边长;
综上,CD的长为45或.
14.(2025·锡山区·校级四模)如图,在平面直角坐标系xOy中,二次函数y=ax2+bx(a≠0)的图象经过点A(4,0).经过点A的直线与该二次函数图象交于点B(1,3),与y轴交于点C.
(1)求二次函数的解析式及点C的坐标;
(2)点P是二次函数图象上的一个动点,当点P在直线AB上方时,过点P作PE⊥x轴于点E,与直线AB交于点D,设点P的横坐标为m.
①m为何值时线段PD的长度最大,并求出最大值;
②是否存在点P,使得△BPD与△AOC相似.若存在,请求出点P坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)二次函数的解析式为:y=﹣x2+4x;C(0,4);
(2)①m=2.5时,PD最大值为:;②存在,P的坐标为(3,3)或(2,4).
【详解】解:(1)∵二次函数经过A(4,0),B(1,3),
则,解得:,
∴二次函数的解析式为:y=﹣x2+4x;
由点A、B的坐标得:直线AB解析式为:y=﹣x+4,
∵点C是直线与y轴交点,
∴令x=0,则y=4,
∴C(0,4);
(2)①如图,
∵点P在直线AB上方,
∴1<m<4,
由题意可知:P(m,﹣m2+4m),D(m,﹣m+4),
∴PD=yP﹣yD=﹣m2+4m+m﹣4=﹣m2+5m﹣4=﹣(m﹣2.5)2,
∴当m=2.5时,PD是最大值.
②存在,理由如下:
∵∠PDB=∠ADE,∠ADE=∠ACO,
∴∠BDP=∠ACO,
∵△AOC是直角三角形,
∴要使△BPD与△AOC相似,只有保证△BPD是直角三角形就可以.
当△BPD∽△AOC时,
∵∠AOC=90°,
∴∠BPD=90°,
此时BP∥x轴,B、P关于对称轴对称,
∴P(3,3);
当△PBD∽△AOC时,
∴∠PBD=∠AOC=90°,
∴AB⊥PB,
∵∠CAO=45°,
∴△ADE和△BPD均为等腰直角三角形,
设P(t,﹣t2+4t),
∴DPBP(t﹣1)=2t﹣2,AE=DE=4﹣t,
∴PE=DP+DE=t+2,即t+2=﹣t2+4t,解得:t=1(舍)或2,
∴P(2,4);
综上,存在点P使△BPD与△AOC相似,此时P的坐标为(3,3)或(2,4).
15.(2026·苏州·校级模拟)抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣1,0)、B(4,0),与y轴交于点C,P是直线BC上方抛物线上一动点.
(1)点C的坐标为 ;
(2)求抛物线的函数关系式和直线BC的函数关系式;
(3)如图1,若AP与BC相交于点F,判断是否存在最大值,若存在,求出最大值;若不存在,请说明理由;
(4)如图2,过点P作PE⊥BC于E,若△PCE与△AOC相似,则点P的横坐标为 .
【答案】(1)C(0,3);(2)抛物线解析式为,直线BC解析式为;
(3)存在,的最大值为;(4)或.
【详解】解:(1)抛物线y=ax2+bx+3与y轴交于点C,
当x=0时,得y=3,
∴点C的坐标为(0,3),
故答案为:(0,3);
(2)抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣1,0)、B(4,0),
将点A、点B的坐标分别代入得:,解得:,
∴抛物线解析式为,
设直线BC解析式为y=kx+n,
把点B,点C的坐标分别代入得:,解得:
∴直线BC解析式为;
(3)存在最大值,理由如下:
如图1,过A作AK∥y轴交BC延长线于K,过P作PT∥y轴交BC于T,
在中,当x=﹣1时,得,
∴,
∴,
设,则,
∴,
∵AK∥y轴∥PT,
∴∠AKF=∠PTF,∠KAF=∠TPF,
∴△PTF∽△AKF,
∴,
∴,
∵﹣(t﹣2)2≥0,
∴,
∴的最大值为.
(4)如图2,过P作PH∥y轴交BC于H,
由(1)可知:抛物线解析式为,
设,
在中,当x=0时,得y=3,
∴C(0,3),
由B(4,﹣0),C(0,3)可得:直线BC解析式为,,
∴,
∴,,
∵PH∥y轴,
∴∠OCB=∠PHE,
∵∠BOC=90°=∠PEH,
∴△PEH∽△BOC,
∴,即,
∴,,
∴,
∵△PCE与△AOC相似,,∠AOC=90°=∠PEC,
∴或,
∴CE=3PE或PE=3CE,
∴或,
解得:或m=0(不合题意,舍去)或,
∴点P的横坐标为或,
故答案为:或.
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