摘要:
**基本信息**
聚焦二次函数与特殊三角形存在性问题,按等腰、直角、等腰直角、等边三角形4类分层设计,32道题系统覆盖中考高频考点
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|等腰三角形存在性|8道|以腰为分类标准,结合抛物线对称轴或动点坐标列方程|二次函数解析式求解→坐标表示→等腰三角形性质应用,培养推理意识|
|直角三角形存在性|8道|分直角顶点讨论,运用勾股定理或斜率乘积为-1|函数图像与几何图形结合,强化几何直观与运算能力|
|等腰直角三角形存在性|8道|兼具等腰与直角双重条件,需结合全等或旋转转化|综合运用方程思想与图形性质,提升综合思维能力|
|等边三角形存在性|8道|利用边长相等或特殊角(60°)构建等量关系|渗透数形结合,发展空间观念与创新意识|
内容正文:
专题10 二次函数特殊三角形相关存在性问题
(4种类型32道)
专题目录
【类型1 存在性等腰三角形类】 1
【类型2 存在性直角三角形类】 4
【类型3 存在性等腰直角三角形类】 7
【类型4 存在性等边三角形类】 10
【类型1 存在性等腰三角形类】
1.如图,抛物线 与x轴交于,两点,与y轴交于点,连接,.
(1)抛物线的解析式;
(2)D为抛物线上第一象限内一点,求面积的最大值;
(3)点P是抛物线对称轴上的一动点,当是以为腰的等腰三角形时,求点P的坐标.
2.如图,抛物线(b、c为常数)分别与轴交于点、,与轴交于点.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点是抛物线的顶点,连接,点是抛物线的对称轴上的点,如果是以为腰的等腰三角形,请你求出所有满足条件的点的坐标.
3.抛物线交轴于点,交轴于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,点是线段上方抛物线上一动点,当的面积最大值时,求出此时点的坐标;
(3)在抛物线对称轴上找一点,使以点、、为顶点的三角形为等腰三角形,直接写出点的坐标.
4.如图①,抛物线与x轴交于点和点B,与y轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图②,点D是第二象限内抛物线上一点,且的面积为3时,求点D的坐标;
(3)G是二次函数图象对称轴上一点,若是等腰三角形,直接写出点G的坐标.
5.如图,抛物线 与x轴交于、两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点D是抛物线上第一象限内的动点,连接、,求面积的最大值;
(3)在抛物线的对称轴上,是否存在点P,使为等腰三角形?若存在,直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
6.如图,已知二次函数的图象经过点,与y轴交于点C.顶点为D.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)求顶点D的坐标;
(3)在x轴上是否存在点P,使得为等腰三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
7.如图,已知抛物线与x轴交于、两点,与y轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接,在直线上方的抛物线上有一点M,使得的面积最大,求出M点的坐标.
(3)在抛物线的对称轴上是否存在以为腰的点P,使得是等腰三角形?若存在,请直接写出符合条件的点P的坐标.
8.如图,已知抛物线经过两点,与轴交于点,连接,.是线段上一动点,过点作轴,交抛物线于点,交线段于点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)当时,求出点和点的坐标;
(3)连接,当是等腰三角形时,直接写出点的坐标.
【类型2 存在性直角三角形类】
9.如图,在平面直角坐标系中,为等腰直角三角形,,抛物线经过A、B两点,其中点A、C的坐标分别为,,抛物线的顶点为点D.
(1)求点D的坐标;
(2)点E是直角三角形斜边上(除与抛物线对称轴交点外)的一个动点,过点E作x轴的垂线,交抛物线于点F,当面积为15时,求点F的坐标;
(3)在(2)的条件下,抛物线上是否存在一点P,使是以为直角边的直角三角形?若存在,求出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
10.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线过A,B,C三点,点A的坐标是,点C的坐标是,动点P在抛物线上.
(1)_______,______,点B的坐标为______.
(2)是否存在点P,使得是以边为直角边的直角三角形?若存在,求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,说明理由.
11.如图,已知二次函数()的图象与x轴交于、B两点,与y轴交于点C.
(1)求二次函数表达式;
(2)若点、()是该函数图像上两点.
①证明:;
②连接,若为直角三角形,求t的值.
12.二次函数的图象的一部分如图所示.已知它的顶点M在第二象限,且经过点和点.
(1)试求a,b所满足的关系式;
(2)设此二次函数的图象与x轴的另一个交点为C,当的面积为面积的倍时,求a的值;
(3)是否存在实数a,使得为直角三角形?若存在,请求出a的值;若不存在,请说明理由.
13.如图,A,B,C是平面直角坐标系轴上的三个点,直线与抛物线交于B,C两点,,抛物线经过A,B,C三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线上是否存在点M,使得是以为直角边的直角三角形?若存在,求出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,说明理由;
(3)若点N是抛物线上的一动点且位于直线的上方,试求的最大面积.
14.如图,已知二次函数的图象与轴交于点、,与轴的正半轴交于点.
(1)求a与b的值;
(2)点是线段上一动点,过点作轴的平行线,与交于点,与抛物线交于点,连接,探究是否存在点使得为直角三角形?若存在,求点E的坐标;若不存在,说明理由.
15.如图,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于.
(1)设抛物线的顶点为M,求四边形的面积.
(2)在x轴下方的抛物线上是否存在一点D,使得四边形的面积最大?若存在,请求出D的坐标;若不存在,说明理由.
(3)在抛物线上求点Q,使得是以为直角边的直角三角形.
16.已知,抛物线经过点和.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使的周长最小?如果存在,请求出点P的坐标,如果不存在,请说明理由;
(3)设第一象限内的点在抛物线的对称轴上,当是直角三角形时,求点的坐标.(不写过程,直接写坐标)
【类型3 存在性等腰直角三角形类】
17.如图1,在平面直角坐标系中,,等腰直角三角形的顶点A的坐标为,点B在第四象限,边与x轴交于点C,点M,R分别是线段的中点,过点M的抛物线(m,n为常数)的顶点为P.
(1)点M的坐标为___________,用含m的代数式表示n为___________;
(2)如图2,点N为中点,抛物线经过点N,E,点F在线段上,当以和为对边的四边形是平行四边形时,求点E的坐标;
(3)当点P在等腰直角三角形的边上或内部,且抛物线与有且只有一个公共点时,求出m的取值范围.
18.如图,已知抛物线与轴交于、两点,其中点,对称轴为,与轴交于点.
(1)求抛物线的表达式.
(2)点是抛物线对称轴上一动点.
a:当的周长最小值时,求的值.
b:点是对称轴右侧抛物线上的一点,当是以为腰的等腰直角三角形时,请求出所有点的坐标.
19.如图,已知抛物线与x轴交于点,,与y轴交于点,且直线.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)若点Q在直线l上移动,在x轴下方的抛物线上,是否存在点P,使得是以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
20.如图,已知抛物线与坐标轴分别交于点A,B,C三点,点,点,点P是线段上方抛物线上的一个动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求面积的最大值;
(3)过点P作x轴的垂线,交线段于点D,再过点P作轴交抛物线于点E,连接,请问是否存在点P,使为等腰直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
21.如图,已知抛物线的对称轴是直线,与x轴相交于A,B两点(点B在点A的右侧),与y轴交于点C.
(1)求线段的长;
(2)若点M是抛物线上B,C两点之间的一个动点(不与点B,C重合),设点M的横坐标为m,过点M作轴,交直线于点N.
①当线段的长有最大值时,求点M的坐标;
②过点M作交抛物线于点D,是否存在点M使为等腰直角三角形?若存在,求出m的值;若不存在,说明理由.
22.如图,抛物线与x轴交于两点,与y轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是抛物线上一动点,过点P作轴于点D,交直线于点E,当时,求点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,是否存在点Q,使得以点P、E、Q为顶点的三角形是等腰直角三角形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
23.如图,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,若点在抛物线的对称轴上,当平分时,求点的坐标;
(3)如图2,平行于轴的动直线从轴出发向上平移,直线与抛物线交于点(点在点左侧),若在轴上存在点使是等腰直角三角形,求点的纵坐标.
24.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,已知对称轴.
(1)求抛物线L的解析式;
(2)将抛物线L向下平移h个单位长度,使平移后所得抛物线的顶点落在内(包括的边界),求h的取值范围;
(3)设点P是抛物线L上任一点,点Q在直线上,能否成为以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若能,求出符合条件的点P的坐标;若不能,请说明理由.
【类型4 存在性等边三角形类】
25.如图:已知抛物线的图像过点、,点为抛物线在第一象限上的一动点.
(1)求、的值;
(2)过点作轴的平行线交直线于点,求的最大值;
(3)点为抛物线对称轴上一动点,若为等边三角形,求点的坐标.
26.如图,已知抛物线经过点,与轴交于点A、.
(1)求抛物线的顶点的坐标;
(2)点在抛物线的对称轴上,且位于轴的下方,将沿直线翻折,如果点的对应点恰好落在抛物线的对称轴上,求点的坐标;
(3)点,点在坐标平面内,且为等边三角形(点、、顺时针排列)时,连结,试求直线与抛物线交点的坐标,若能,请求出,若不能请说明理由.
27.如图1,抛物线与x轴的两个交点中左边的一个交点为,将该抛物线沿y轴翻折,得到抛物线,点A的对应点为点,将抛物线,沿x轴分别向右、向左平移1个单位后,恰好重合(如图2),重合后的抛物线的顶点坐标为.
(1)求平移前的抛物线对应的二次函数的表达式.
(2)小明发现:将抛物线,沿x轴分别向右,向左平移个单位,平移后得到的两条抛物线与y轴的交点的位置在发生变化.
①试求出t与m之间的函数表达式.
②在平移过程中,求当m为何值时,是等边三角形.
28.如图,二次函数的图象经过点,过点作轴的平行线交该二次函数的图象于两点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)为平面内一点,当是等边三角形时,求点的坐标.
29.已知抛物线(如图所示).
(1)填空:抛物线的顶点坐标是(______,______),对称轴是______;
(2)已知y轴上一点,点P在抛物线上,过点P作轴,垂足为B.若是等边三角形,求点P的坐标.
30.如图,在平面直角坐标系中,若抛物线与x轴交于点A,点B,与y轴交于点C,则称为抛物线P的“交轴三角形”.
(1)若抛物线存在“交轴三角形”.
①k的取值范围为________;
②若,则该三角形是________三角形.(填“锐角”“直角”或“钝角”)
(2)若抛物线的“交轴三角形”是一个等边三角形,求a,c之间的数量关系.
31.如图,抛物线与直线交于A,两点,顶点为.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点P是直线上方抛物线上一点,连接,,求面积的最大值;
(3)如图2,点C,E,F为抛物线与坐标轴的交点,动点Q从原点开始沿x轴负半轴运动,连接,过点C作,垂足为N,交y轴于点P,点M是抛物线上一点,是否存在点M,使得为等边三角形?若存在,直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
32.已知抛物线经过点和点,与轴交于点.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)如图1,在对称轴上是否存在一点,使的周长最小.若存在,请求出点的坐标和周长的最小值;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,设点是对称轴左侧该抛物线上的一点,点在对称轴上,当为等边三角形时,请直接写出符合条件的直线的函数表达式.
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专题10 二次函数特殊三角形相关存在性问题
(4种类型32道)
专题目录
【类型1 存在性等腰三角形类】 1
【类型2 存在性直角三角形类】 19
【类型3 存在性等腰直角三角形类】 39
【类型4 存在性等边三角形类】 61
【类型1 存在性等腰三角形类】
1.如图,抛物线 与x轴交于,两点,与y轴交于点,连接,.
(1)抛物线的解析式;
(2)D为抛物线上第一象限内一点,求面积的最大值;
(3)点P是抛物线对称轴上的一动点,当是以为腰的等腰三角形时,求点P的坐标.
【答案】(1)抛物线的表达式为
(2)最大值为16
(3)点P的坐标为或或或
【详解】(1)解:∵抛物线 与x轴交于,两点,与y轴交于点,
∴,
解得:,
∴抛物线的表达式为;
(2)解:如图,过点D作轴交于点E,交x轴于点F,
设直线解析式为,
把,代入解析式得,
解得,
∴直线解析式为,
设,则,
∵D为抛物线上第一象限内一点,
∴,
∴的面积,
∵,
∴的面积有最大值,
∴当时,的面积最大,最大值为16;
(3)解:∵,,
∴,,
∴,
又,
所以,对称轴为直线,
设,
则,,
∵是以为腰的等腰三角形,
∴分两种情况:
当时,则,
解得,
∴点P的坐标为或;
当时,则,
解得,
∴点P的坐标为或;
综上,点P的坐标为或或或.
2.如图,抛物线(b、c为常数)分别与轴交于点、,与轴交于点.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点是抛物线的顶点,连接,点是抛物线的对称轴上的点,如果是以为腰的等腰三角形,请你求出所有满足条件的点的坐标.
【答案】(1)
(2)点的坐标为或或
【详解】(1)解:分别将、代入中,得:
,
解得,
该抛物线的函数表达式为.
(2)解:令,则,
点的坐标为,
,
点的坐标为,
①当时,点位于点位置,过点作于点,如图,
则点的坐标为,
,
,
点的纵坐标为,
点的坐标为;
②当时,点位于点和点位置,如图,
,,,
,
点的纵坐标为,点的纵坐标为,
点的坐标为,点的坐标为,
综上所述,点的坐标为或或.
3.抛物线交轴于点,交轴于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,点是线段上方抛物线上一动点,当的面积最大值时,求出此时点的坐标;
(3)在抛物线对称轴上找一点,使以点、、为顶点的三角形为等腰三角形,直接写出点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或或或或
【分析】本题考查了抛物线的解析式,根据动点求面积最值问题,坐标系中特殊三角形问题,把握二次函数相关的特征与性质,分析出面积与线段关系,并能够进行准确的计算是解题的关键.
(1)将A、B两点的坐标代入解析式求解即可;
(2)过点作轴交于点,先利用A、B两点的坐标求出直线的解析式,设,求得,列出与的函数关系式即可求解;
(3)设点坐标为,根据两点距离公式可求得、、,再根据等腰三角形有两边相等列方程求解即可.
【详解】(1)解:将点,代入,
得,解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)如图1,过点作轴交于点,
设直线的解析式为,将A、B两点的坐标代入,
得,
解得,
∴直线的解析式为,
设,则,
∴,
∴,
当时,的面积有最大值,,
此时;
(3)∵ 抛物线的解析式为,
∴对称轴为,
设点坐标为,
由点,,可得:
,,,
当时,,解得:,,即点,,
当时,,解得:,即点,,
当时,,解得:,即点,
综上所述:点坐标为或或或或.
4.如图①,抛物线与x轴交于点和点B,与y轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图②,点D是第二象限内抛物线上一点,且的面积为3时,求点D的坐标;
(3)G是二次函数图象对称轴上一点,若是等腰三角形,直接写出点G的坐标.
【答案】(1)抛物线的解析式为
(2)的坐标为或
(3)点G的坐标为或或或.
【分析】(1)利用待定系数法求解;
(2)过作轴交于,求出直线解析式,根据三角形面积公式列式计算即可求解;
(3)先求得抛物线的对称轴为直线,设点G的坐标为,利用勾股定理求得,分三种情况讨论,利用等腰三角形的性质求解即可.
【详解】(1)解:把,代入得:
,
解得,
抛物线的解析式为;
(2)解:过作轴交于,如图:
由,得直线解析式为,
设,则,
,
的面积为3,
,即,
解得或,
的坐标为或;
(3)解:,
∴抛物线的对称轴为直线,
∵点G是直线上的一点,
∴设点G的坐标为,
令,则,
解得或,
∴,∵,
∴,,
∴,
当即时,
∴,
解得,
∴点G的坐标为;
当即时,
∴,
解得或,
∴点G的坐标为或;
设直线解析式为,
将点C坐标代入直线解析式得:,
解得:,
直线解析式为,
令,
当时,点G在直线上,点B、C、G不能构成三角形,故舍去,
当即时,
∴,解得,
∴点G的坐标为或;
综上,点G的坐标为或或或.
【点睛】本题属于二次函数综合题,考查待定系数法求函数解析式、二次函数中三角形面积计算、等腰三角形的性质等,难度较大,熟练运用数形结合及分类讨论思想是解题的关键.
5.如图,抛物线 与x轴交于、两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点D是抛物线上第一象限内的动点,连接、,求面积的最大值;
(3)在抛物线的对称轴上,是否存在点P,使为等腰三角形?若存在,直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,点P的坐标为或或或
【分析】(1)把,代入即可求解;
(2)设,过点作轴于点,根据即可求解;
(3)设,分三种情况:,,即可求解.
【详解】(1)解:把,代入得,
,解得,
∴抛物线的解析式为.
(2)解:设,过点作轴于点,
由抛物线的解析式,
令时,,
∴,
∴,
∵,,且点在第一象限,
∴,,,,
∵
,
∵,
∴当时,的面积的最大值为.
(3)解:设,
当时,如图,
∵,,
∴,
∴,
解得,,
∴或,
设直线的解析式为,
把,代入得,
解得,
∴直线的解析式为,
当时,,
∴在直线上,不能构成三角形,不符合题意,舍去,
∴;
当时,如图,
由可知,
∴,
解得,
或;
当时,如图,
∵,,,
∴,
解得,
∴;
综上所述,点的坐标为或或或.
6.如图,已知二次函数的图象经过点,与y轴交于点C.顶点为D.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)求顶点D的坐标;
(3)在x轴上是否存在点P,使得为等腰三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,点P坐标为
【分析】本题主要考查了二次函数的图象和性质,待定系数法求函数解析式,顶点坐标,根据等腰三角形的性质求点的坐标,解题的关键是掌握二次函数的图象和性质.
(1)利用待定系数法求函数解析式即可;
(2)根据顶点坐标公式进行求解即可;
(3)连接,作线段的垂直平分线交轴于点,假设,根据等边列出方程求解即可.
【详解】(1)解:将代入得,
,
解得,
∴该二次函数的解析式为;
(2)解:顶点横坐标为,
顶点纵坐标为,
∴顶点D的坐标为;
(3)解:存在,理由如下:
连接,作线段的垂直平分线交轴于点,
∴,
此时,为等腰三角形,
假设,
根据勾股定理得,
∴,
解得,
∴点P的坐标为;
根据勾股定理得,,
分别以点为圆心,以长为半径画圆,与轴无交点,
∴点P的坐标只有.
7.如图,已知抛物线与x轴交于、两点,与y轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接,在直线上方的抛物线上有一点M,使得的面积最大,求出M点的坐标.
(3)在抛物线的对称轴上是否存在以为腰的点P,使得是等腰三角形?若存在,请直接写出符合条件的点P的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)共存在3个点,,,使是以为腰的等腰三角形
【分析】本题考查用待定系数法求二次函数解析式,等腰三角形的性质,三角形面积的求法等;
(1)利用待定系数法即可求得解析式;
(2)设M的坐标为,根据即可得出的面积S关于n的函数关系式,进而求得M的坐标.
(3)根据点P在抛物线对称轴上,可设点P的坐标为,分两种情况讨论,①,②,求出m的值后即可得出答案.
【详解】(1)解:设抛物线的解析式为,
∵抛物线与x轴交于、两点,与y轴交于点.
∴
解得:
∴抛物线的解析式为.
(2)解:如图,设M的坐标为,
∵.
∴,
∴,, ,
∴,
∴当时,的面积最大,最大值是,
∴,
∴.
(3)解:存在,理由如下:
∵抛物线与x轴交于、两点,
∴抛物线的对称轴为:,假设存在满足题意:
①当时, ,
解得:,
∴,
②当时,,
解得:,,
∴,,
综上,共存在3个点,,,使是以为腰的等腰三角形.
8.如图,已知抛物线经过两点,与轴交于点,连接,.是线段上一动点,过点作轴,交抛物线于点,交线段于点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)当时,求出点和点的坐标;
(3)连接,当是等腰三角形时,直接写出点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或或
【详解】(1)解:∵抛物线经过两点,
∴,
解得,
∴抛物线的函数表达式为;
(2)解:在中,当时,,
∴;
设直线的函数表达式为,则,
∴,
∴直线的函数表达式为,
设,则,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)解:由(2)可知,直线的函数表达式为,
设,则,
∵,
∴,
,
,
当时,则,
∴,
解得或(舍去),
∴点P的坐标为;
当时,则,
∴,
解得,
∴点P的坐标为;
当时,则,
∴,
解得或(舍去)
∴点P的坐标为;
综上所述,点P的坐标为或或.
【类型2 存在性直角三角形类】
9.如图,在平面直角坐标系中,为等腰直角三角形,,抛物线经过A、B两点,其中点A、C的坐标分别为,,抛物线的顶点为点D.
(1)求点D的坐标;
(2)点E是直角三角形斜边上(除与抛物线对称轴交点外)的一个动点,过点E作x轴的垂线,交抛物线于点F,当面积为15时,求点F的坐标;
(3)在(2)的条件下,抛物线上是否存在一点P,使是以为直角边的直角三角形?若存在,求出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,点P的坐标为或或
【详解】(1)解:∵为等腰直角三角形,,点A、C的坐标分别为,,
∴,
∴,
将,代入得:,
解得:,
∴抛物线的解析式为,
∴抛物线的顶点为点.
(2)解:如图1所示:
设直线的解析式为,
将,代入得:,
解得:.
所以直线的解析式为.
∵点E是直角三角形斜边上(除与抛物线对称轴交点外)的一个动点,过点E作x轴的垂线,交抛物线于点F,
∴设,则,且,
∴,
∴,
当面积为15时,,
∴,
∴,
解得,
∵且,
∴,此时,
∴;
(3)解:在(2)的条件下,,,
∵是以为直角边的直角三角形,轴,
∴分别过,作轴的平行线交点即为点,
当时,,
解得(与重合舍去),
此时;
当时,,
解得,
此时或;
综上,存在,点P的坐标为或或.
10.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线过A,B,C三点,点A的坐标是,点C的坐标是,动点P在抛物线上.
(1)_______,______,点B的坐标为______.
(2)是否存在点P,使得是以边为直角边的直角三角形?若存在,求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1),,
(2)存在,P的坐标是或
【分析】(1)待定系数法求出函数解析式,对称性求出点坐标即可;
(2)分和两种情况进行讨论求解即可.
【详解】(1)解:把和代入得:
,解得,
∴,
∴抛物线的对称轴为直线,
∴点关于对称轴的对称点为,即;
(2)解:存在,
当时,设交轴于点,
∵点A的坐标是,点C的坐标是,
∴,
∴,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴,
设直线的解析式为,把代入,得,
∴,
联立,解得或,
∴;
当时,则,
∴的解析式为,
联立,解得或,
∴;
综上:或.
11.如图,已知二次函数()的图象与x轴交于、B两点,与y轴交于点C.
(1)求二次函数表达式;
(2)若点、()是该函数图像上两点.
①证明:;
②连接,若为直角三角形,求t的值.
【答案】(1)
(2)①证明:根据题意,得,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,即;
②或或
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)①分别求出,再求出,进而求出,根据,利用不等式的性质比较即可;
②分和两种情况结合勾股定理讨论求解即可.
【详解】(1)解:根据题意,得,解得,
则二次函数表达式为;
(2)①略
②根据题意,得,
∵,
∴,,,
∵为直角三角形,
∴或,
当时,则,
则
或
解得(舍去)或(舍去)或(符合题意);
当时,
则,则
或
解得或或(舍去);
综上,若为直角三角形,t的值为或或.
12.二次函数的图象的一部分如图所示.已知它的顶点M在第二象限,且经过点和点.
(1)试求a,b所满足的关系式;
(2)设此二次函数的图象与x轴的另一个交点为C,当的面积为面积的倍时,求a的值;
(3)是否存在实数a,使得为直角三角形?若存在,请求出a的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)不存在实数a,使得为直角三角形.
理由如下:
①由图可知,A为直角顶点,不可能;
②若C为直角顶点,此时与原点O重合,由题意可知,也不可能;
③若B为直角顶点,则,
令,可得,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,整理得,
解得,
由(2)可知,,
∴,不合题意,舍去;
综上所述,不存在实数a,使得为直角三角形.
【分析】(1)把点和点代入,即可求解;
(2)先求出顶点M的坐标,再利用得到关于a的方程,即可求解;
(3)分A为直角顶点,C为直角顶点,B为直角顶点,三种情况进行讨论,即可求解.
【详解】(1)解:将,代入,得,
∴.
(2)解:由(1)可知,
∴顶点M的纵坐标为,
∵,
∴
∴,
整理得,
解得,
由图象可知,
∵顶点M在第二象限,
∴对称轴,
∵,
∴,即,
∴,
∴.
(3)略
13.如图,A,B,C是平面直角坐标系轴上的三个点,直线与抛物线交于B,C两点,,抛物线经过A,B,C三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线上是否存在点M,使得是以为直角边的直角三角形?若存在,求出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,说明理由;
(3)若点N是抛物线上的一动点且位于直线的上方,试求的最大面积.
【答案】(1)
(2)存在,M的坐标是或
(3)
【分析】(1)利用直线的解析式,先求出B,C的坐标,根据确定A的坐标,再用待定系数法求解析式即可;
(2)分别以B,C为直角顶点,作的垂线,垂线与抛物线的交点即为点M;
(3)利用铅锤法,设出点N的坐标,作x轴的垂线,得到与的交点,用参数表示这段距离,构建的面积的二次函数求解即可.
【详解】(1)解:令,则,
令,则,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
设抛物线,
代入,得,,
∴;
(2)解:存在.
设,
ⅰ)当以C为直角顶点时,如图,过点C作,交抛物线于点.过点作y轴的垂线,垂足是E,则,
.
由,,得,
∴,
∵,
∴.
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,即,
解得(舍去),.
∴,
∴.
ⅱ)当以B为直角顶点时,如图,过点B作,交抛物线于点,交y轴于点G.过点作y轴的垂线,垂足是F,则,轴,
∵,,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∵轴,即轴,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,即,
解得,(舍去),
∴,
∴,
综上所述,M的坐标是或;
(3)解:如图3,过点N作轴交直线于点P,
设,则,
∴,
∵轴,
∴点C到的距离为,点B到的距离为,
∴,
∴当时,的面积最大,为.
14.如图,已知二次函数的图象与轴交于点、,与轴的正半轴交于点.
(1)求a与b的值;
(2)点是线段上一动点,过点作轴的平行线,与交于点,与抛物线交于点,连接,探究是否存在点使得为直角三角形?若存在,求点E的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,点E的坐标为或
【分析】(1)根据点A,B的坐标,利用待定系数法求解即可;
(2)利用二次函数图象上点的坐标特征可求出点C的坐标,由点B,C的坐标利用待定系数法可求出直线的函数表达式,根据题意,需要分两种情况:①当点F为直角顶点时;②当点C为直角顶点时,分别画出图形,根据直角三角形的性质可求得结论.
【详解】(1)解:将点、代入,
得,
解得;
(2)解:存在,
理由如下:
由(1)得,二次函数解析式为,
当时,,
∴点的坐标为,
又,
∴
∴,
∵轴,
∴,
∵是直角三角形,
∴或,
①当时,如图1所示,
∵轴,
∴轴,
∴点F的纵坐标与点C的纵坐标相同,
∴点F的纵坐标是3,
∵点F在抛物线上,
∴当时,解得(舍去)或,
∴点D的坐标是,
设直线的解析式为,
∵点B与C的坐标分别是与,
∴,解得,
∴直线的解析式为,
∴当时,,
∴点E的坐标是;
②当时,如图2所示,
∵,
∴,
∴,即是等腰直角三角形,
过C作于H,
∴H为的中点,
∴,
设点E的坐标是,
∴点F的坐标是,点H的坐标是,
∴,
解得 (舍去)或,
∴点E的坐标是,
综上,点E的坐标为或,
15.如图,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于.
(1)设抛物线的顶点为M,求四边形的面积.
(2)在x轴下方的抛物线上是否存在一点D,使得四边形的面积最大?若存在,请求出D的坐标;若不存在,说明理由.
(3)在抛物线上求点Q,使得是以为直角边的直角三角形.
【答案】(1)9;
(2)
(3)或
【分析】(1)利用待定系数法求出抛物线的解析式,进而求出点M的坐标和点A,点B的坐标,连接,根据列式求解即可;
(2)连接,设,根据可得,据此可得答案;
(3)分两种情况:点B为直角顶点和点C为直角顶点,分别画出示意图,讨论求解即可.
【详解】(1)解:把点C的坐标代入抛物线的解析式得,
∴抛物线的解析式为,
∴抛物线的顶点坐标为,即;
在中,当时,,解得或,
∴,
∴,
∵,
∴;
如图所示,连接,
∴
;
(2)解:如图所示,连接,设,
∴
,
∵,
∴当时,有最大值,
此时,
∴点D的坐标为;
(3)解:如图所示,当点B为直角顶点时,设直线交y轴于点H,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴;
设直线的解析式为,
∴,
∴,
∴直线的解析式为,
联立得,解得或,
∴点Q的坐标为;
如图所示,当点C为直角顶点时,
∵直线与直线垂直,直线与直线垂直,
∴直线与直线平行,
∴可设直线的解析式为,
∵,
∴,
∴直线的解析式为,
联立得,解得或,
∴点Q的坐标为;
综上所述,点Q的坐标为或.
16.已知,抛物线经过点和.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使的周长最小?如果存在,请求出点P的坐标,如果不存在,请说明理由;
(3)设第一象限内的点在抛物线的对称轴上,当是直角三角形时,求点的坐标.(不写过程,直接写坐标)
【答案】(1)
(2)存在,点P坐标为
(3)当是直角三角形时,点M的坐标为或或
【分析】(1)由点A、C的坐标,利用待定系数法即可求出抛物线的解析式,再将抛物线的一般式转化为顶点式进而求出抛物线的顶点;
(2)设抛物线与x轴的另一个交点为点B,连接交抛物线对称轴于点P,此时的最小值为,利用二次函数图象上点的坐标特征可求出点B的坐标,由点B、C的坐标利用待定系数法即可求出直线的解析式,利用抛物线顶点式可求出抛物线的对称轴,再利用一次函数图象上点的坐标特征即可求出点P的坐标;
(3)设点M的坐标为,则,,,分、、三种情况,利用勾股定理可得出关于m的一元二次方程或一元一次方程,解之可得出m的值,进而即可得出点M的坐标.
【详解】(1)解:由题意知,将,代入中,
得,解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:存在,
如图,设抛物线与x轴的另一个交点为点B,连接交抛物线对称轴于点P,此时的最小值为,
当时,有,
解得:,,
∴点B的坐标为,
∵抛物线的解析式为,
∴抛物线的对称轴为直线,
设直线的解析式为,
将、代入中,
得:,解得:,
∴直线的解析式为,
∵当时,,
∴当周长最小时,点P的坐标为.
(3)解:如图,设点M的坐标为,
由勾股定理得,,
,
,
此时分三种情况考虑:
①当时,有,即,
解得:,
∴点M的坐标为,
②当时,有,即,
解得:,,
∴点M的坐标为或,
③当时,有,即,
解得:,
∴点M的坐标为(不符合题意,舍去),
综上所述,当是直角三角形时,点M的坐标为或或.
【类型3 存在性等腰直角三角形类】
17.如图1,在平面直角坐标系中,,等腰直角三角形的顶点A的坐标为,点B在第四象限,边与x轴交于点C,点M,R分别是线段的中点,过点M的抛物线(m,n为常数)的顶点为P.
(1)点M的坐标为___________,用含m的代数式表示n为___________;
(2)如图2,点N为中点,抛物线经过点N,E,点F在线段上,当以和为对边的四边形是平行四边形时,求点E的坐标;
(3)当点P在等腰直角三角形的边上或内部,且抛物线与有且只有一个公共点时,求出m的取值范围.
【答案】(1);
(2)点的坐标为或
(3)或或
【详解】(1)∵,等腰直角三角形的顶点的坐标为,点分别是线段的中点,
∴,
∴,
解得,
故答案为:;.
(2)∵,,是等腰直角三角形,
∴,,,
∴,,
∵点为中点,
∴,
代入解析式得,
∵,
解得,
故抛物线的解析式为.
设的解析式为;
把代入解析式为,得,
解得,
故的解析式为;
∵点为中点,,,
∴,
∵,,点F在线段上,
设,
当点R向左平移1个单位长度得到M时,
根据一组对边平行且相等的四边形是平行四边形,只需将点F向左平移1个单位长度,得到,此时四边形是平行四边形;
∵点E在抛物线上,
∴,
解得(舍去),
故点;
当点M向右平移1个单位长度得到R时,
根据一组对边平行且相等的四边形是平行四边形,只需将点F向右平移1个单位长度,得到,此时四边形是平行四边形;
∵点E在抛物线上,
∴,
解得(舍去),
故点;
综上所述,符合条件的点E的坐标为或.
(3)当经过原点时,
,
∵,
∴,
此时顶点为原点,也在抛物线上,符合题意;
故;
∵,
∴抛物线的顶点,
当抛物线的顶点在M上时,也是符合题意的,
此时即;
∵,,
∴它们的中点,
∵点在等腰直角三角形的边上或内部,且抛物线与有且只有一个公共点,
∴抛物线的对称轴,
∴,
解得;
综上所述,符合题意的m取值为或或.
18.如图,已知抛物线与轴交于、两点,其中点,对称轴为,与轴交于点.
(1)求抛物线的表达式.
(2)点是抛物线对称轴上一动点.
a:当的周长最小值时,求的值.
b:点是对称轴右侧抛物线上的一点,当是以为腰的等腰直角三角形时,请求出所有点的坐标.
【答案】(1)
(2)a:2;b:或或
【分析】(1)根据抛物线与x轴交于点,称轴为求解即可;
(2)a:先求出点C和点B的坐标,如图所示,连接交对称轴于P,连接,根据轴对称最短路径可知与抛物线对称轴的交点即为点P,进一步求解即可;
b:当点P为直角顶点时,由对称性可知;当点B为直角顶点时,若点P在x轴的下方时,作于点H,设,对称轴与x轴交于点G,证明得,,则,代入函数解析式即可求解;若点P在x轴的上方时,作于点H,设,对称轴与x轴交于点G,同样的方法求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴交于点,称轴为,
∴,
∴,
∴抛物线解析式为;
(2)解:a:当时,,
∴点C的坐标为.
当时,,
解得,
∴点B的坐标为,
如图所示,连接交对称轴于P,连接,
由轴对称的性质可知,
∴的周长为,
此时的周长最短,
设直线的解析式为,
∴,
∴,
∴直线的解析式为,
当时,,
∴点P的坐标为.
∴,,
∴;
b:当点P为直角顶点时,如图,
∵点P在对称轴上,
∴此时点Q与点A重合,即;
当点B为直角顶点时,
如图,若点P在x轴的下方时,作于点H,设,对称轴与x轴交于点G,
∴.
∵.
∴,
∴,
∵,
∴
∴,,
∴,
∴,代入抛物线解析式得,
,
整理得,,
解得(舍去),,
∴.
如图,若点P在x轴的上方时,作于点H,设,对称轴与x轴交于点G,
同理可证
∴,,
∴,
∴,代入抛物线解析式得,
,
整理得,,
解得,(舍去),
∴.
综上所述,点Q的坐标为或或.
19.如图,已知抛物线与x轴交于点,,与y轴交于点,且直线.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)若点Q在直线l上移动,在x轴下方的抛物线上,是否存在点P,使得是以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,或
【分析】(1)利用待定系数法计算即可得出结果;
(2)设,,过点P作于点,过点A作于点N,则,证明,得出,,由此计算即可得出结果.
【详解】(1)解:∵抛物线过点,
∴.
∵抛物线过点,,
∴,
解得:,
∴该抛物线的表达式为;
(2)解:存在.
设,,
如图①,图②,过点P作于点,过点A作于点N,则.
∵是以点P为直角顶点的等腰直角三角形,
∴,,
∴.
∵,
∴.
在和中,
,
∴,
∴,.
∵,,
∴,
解得,,
∴或.
20.如图,已知抛物线与坐标轴分别交于点A,B,C三点,点,点,点P是线段上方抛物线上的一个动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求面积的最大值;
(3)过点P作x轴的垂线,交线段于点D,再过点P作轴交抛物线于点E,连接,请问是否存在点P,使为等腰直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】本题考查二次函数与一次函数的综合题、等腰三角形的性质,熟练掌握二次函数的图象性质是解题的关键.
(1)利用待定系数法求解即可;
(2)过点P作x轴的垂线,交于点D,求得直线的解析式为,设,,则,进而得到,当时,有最大值,最大值为;
(3)延长交x轴于点H,若为等腰直角三角形,则,由(2)知,根据抛物线的对称轴为得到或,据此列方程解答即可.
【详解】(1)解:将点,点代入得:
解得
因此,抛物线的解析式为;
(2)解:过点P作x轴的垂线,交于点D,
将代入得,
则点,
设直线的解析式为,
将、代入得
,
解得,
则直线的解析式为,
设,,
则,
因此,
当时,有最大值,最大值为;
(3)解:存在点P使为等腰直角三角形,理由如下:
延长交x轴于点H,如图:
,
,
,
,
,
轴、轴,
,
若为等腰直角三角形,则,
由(2)知,设,,且,则,
抛物线的对称轴为直线,
或,
或,
解得或(不合题意舍去)或或(不合题意舍去),
当时,,
当时,,
点P的坐标为或.
21.如图,已知抛物线的对称轴是直线,与x轴相交于A,B两点(点B在点A的右侧),与y轴交于点C.
(1)求线段的长;
(2)若点M是抛物线上B,C两点之间的一个动点(不与点B,C重合),设点M的横坐标为m,过点M作轴,交直线于点N.
①当线段的长有最大值时,求点M的坐标;
②过点M作交抛物线于点D,是否存在点M使为等腰直角三角形?若存在,求出m的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)①;②或
【分析】(1)由抛物线的对称轴是直线,解出a的值,即可求得抛物线解析式,再令y值为零,解一元二次方程即可求出A和B的坐标,进而可得到答案;
(2)①易求点C的坐标为,则可得直线的解析式;点M的坐标为,点N的坐标为,表示出的长,利用二次函数的性质求解即可;②由得中,,则,分点M在对称轴右侧和点M在对称轴左侧,根据得出关于m的方程,从而求解.
【详解】(1)解:∵抛物线的对称轴是直线,
,
解得,
∴抛物线的解析式为.
令,则,
解得,,
,,
;
(2)解:①由(1)知抛物线的解析式为,
在中,当时,,
∴;
设直线的解析式为,则,
解得,
∴直线的解析式为,
由题意知点M的坐标为,点N的坐标为,
,
∵,
∴当时,线段的长有最大值,
此时,
∴点M的坐标为;
②,
,
∵为等腰直角三角形,
∴,
当点M在对称轴右侧,即时,如图1所示,
由题意,得,
由(2)①得,
,
解得或(舍去);
当点M在对称轴左侧,即时,如图2所示,
由题意得,,
,
解得或(舍去),
综上所述,m的值为或.
22.如图,抛物线与x轴交于两点,与y轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是抛物线上一动点,过点P作轴于点D,交直线于点E,当时,求点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,是否存在点Q,使得以点P、E、Q为顶点的三角形是等腰直角三角形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)P(1,4)、(2,3)、(,)、(,)
(3)存在,Q坐标为:,,,., ,,;,,,.
【分析】本题主要考查二次函数,等腰直角三角形;
(1)采用待定系数法求二次函数解析式即可;
(2)根据题意得到直线解析式为,设,得到,计算求解即可;
(3)根据P点坐标,和等腰直角三角形的性质,分三种情况进行讨论求解即可.
【详解】(1)解:中,代入、得:
,
解得,
∴.
(2)解:∵、,
∴直线解析式为,
设,
∴,
解得或或,
把或或,代入,
得或或,
∴点坐标为 、、;
(3)解:存在,
∵,且以点P、E、Q为顶点的三角形是等腰直角三角形,
当,时,
∴Q横坐标是点横坐标加减2,Q点纵坐标与点纵坐标相同;
当点坐标为时,
Q坐标为:,
当点坐标为时,
Q坐标为: ,
当点坐标为时,
Q坐标为:,
当点坐标为时,
Q坐标为:,
当,时,
当点坐标为时,,
Q坐标为:,
当点坐标为时,
Q坐标为: ,
当点坐标为时,,
Q坐标为:,
当点坐标为时,,
Q坐标为:,
当,时,
当点坐标为时,
Q坐标为:,
当点坐标为时,
Q坐标为:,
当点坐标为时,
Q坐标为:,
当点坐标为时,
Q坐标为:,
∴Q坐标为:,,,., ,,;,,,.
23.如图,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,若点在抛物线的对称轴上,当平分时,求点的坐标;
(3)如图2,平行于轴的动直线从轴出发向上平移,直线与抛物线交于点(点在点左侧),若在轴上存在点使是等腰直角三角形,求点的纵坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)点纵坐标为或
【分析】(1)用待定系数法求函数的解析式即可;
(2)设与轴交于点,过点作于点,证明,在中,利用勾股定理得出,求出,直线与抛物线对称轴的交点即为;
(3)设直线的解析式为,当时,求得,则,当时,,求出;当时,,求出;当,时,,求出.
【详解】(1)解:将点代入,
得:,
解得:,
,
(2)解:当时,,
,
设与轴交于点,过点作于点,
∵平分,
,
,
,
,
,
在中,,
,
解得:,
,
∴设直线的解析式为,
解得,
∴直线的解析式为,
,
∴抛物线的对称轴为直线,
.
(3)解:设直线的解析式为,
当时,
解得:或,
,
,
当时,,
解得:或(舍),
;
当时,,
解得或(舍),
;
当时,,
,
解得:或(舍),
,
;
综上所述:点坐标为或.
【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,角平分线的定义及性质,三角形全等的判定及性质,勾股定理是解题的关键.
24.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,已知对称轴.
(1)求抛物线L的解析式;
(2)将抛物线L向下平移h个单位长度,使平移后所得抛物线的顶点落在内(包括的边界),求h的取值范围;
(3)设点P是抛物线L上任一点,点Q在直线上,能否成为以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若能,求出符合条件的点P的坐标;若不能,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)或或或
【分析】(1)根据抛物线的对称性可得,再将三个点的坐标代入关系式,求出答案即可;
(2)先求出直线的解析式,再求出抛物线的顶点坐标是,再求出当时,抛物线顶点落在上,当时,抛物线顶点落在上,然后结合题意可得答案;
先设点,再分两种情况:当点P在x轴上方时,点
P作,交于点M,过点B作垂直于的延长线于点N,然后根据等腰直角三角形的性质证明,可得,即可得出,接下来结合得出方程,求出解可得出答案;
当点P在x轴下方时,过点P作,于点M,过点B作,交延长线于点N,同理可得,再根据得出方程,求出解即可得出答案.
【详解】(1)解:∵抛物线的对称轴是,
∴点.
∵抛物线的图象经过点,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:设直线的解析式为,经过点,
,
解得,
∴直线的解析式为.
∵,
∴抛物线的顶点坐标是.
当时,,
将抛物线L向下平移h个单位长度,
∴当时,抛物线顶点落在上,
当时,抛物线顶点落在上,
∴抛物线L向下平移h个单位长度,使平移后所得抛物线的顶点落在内(包括的边界),则;
(3)解:设点,
当点P在x轴上方时,过点P作,交于点M,过点B作垂直于的延长线于点N,如图所示,
∵是以点P为直角顶点的等腰直角三角形,
∴,
∴
∴.
∵,
∴,
∴,
∴.
根据点B的坐标可得,且,
∴,
解得或,
∴或3,
∴点或;
当点P在x轴下方时,过点P作,于点M,过点B作,交延长线于点N,
同理可得,
∴,
∴,
则,
解得或,
∴或,
∴点或.
综上所述,符合条件的点P的坐标是或或或.
【类型4 存在性等边三角形类】
25.如图:已知抛物线的图像过点、,点为抛物线在第一象限上的一动点.
(1)求、的值;
(2)过点作轴的平行线交直线于点,求的最大值;
(3)点为抛物线对称轴上一动点,若为等边三角形,求点的坐标.
【答案】(1),
(2)
(3)点的坐标为.
【详解】(1)解:∵抛物线的图像过点、,
故将代入,得,
将代入,得.
(2)解:由(1)可得抛物线的解析式为,
设点的坐标为,则,,
∵轴,
∴点的纵坐标为,
∵点在直线的图像上,
∴点的横坐标为,
∵,
∴当时,有最大值,最大值为.
(3)解:抛物线的对称轴为,
设点的坐标为,点的坐标为,则,,
则,
,
,
∵为等边三角形,
∴,
∴,,
∴,解得:或(不合题题意舍弃),
∴,
点的坐标为.
26.如图,已知抛物线经过点,与轴交于点A、.
(1)求抛物线的顶点的坐标;
(2)点在抛物线的对称轴上,且位于轴的下方,将沿直线翻折,如果点的对应点恰好落在抛物线的对称轴上,求点的坐标;
(3)点,点在坐标平面内,且为等边三角形(点、、顺时针排列)时,连结,试求直线与抛物线交点的坐标,若能,请求出,若不能请说明理由.
【答案】(1)顶点D的坐标
(2)
(3)
【分析】(1)用待定系数法求函数的解析式,再将解析式化为顶点式即可求解;
(2)由折叠可知,,在中,,在中,,解得,即可得;
(3)由(2)可知是等边三角形,证明,可得,在中,,,可求,则直线的解析式为,直线与抛物线的交点为G.
【详解】(1)解:将点,代入,
∴,
解得,
∴;
∵,
∴顶点D的坐标;
(2)解:由折叠结合抛物线的对称性可知,,
当时,,
解得或,
∴,
∴,
∴,,
在中,,
在中,,
∴,
解得,
∴;
(3)解:设直线与对称轴的交点为T,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴是等边三角形,
∵是等边三角形,
∴,,,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∴直线的解析式为,
当时,
解得或,
∴.
【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,等边三角形的性质,三角形全等的判定及性质是解题的关键.
27.如图1,抛物线与x轴的两个交点中左边的一个交点为,将该抛物线沿y轴翻折,得到抛物线,点A的对应点为点,将抛物线,沿x轴分别向右、向左平移1个单位后,恰好重合(如图2),重合后的抛物线的顶点坐标为.
(1)求平移前的抛物线对应的二次函数的表达式.
(2)小明发现:将抛物线,沿x轴分别向右,向左平移个单位,平移后得到的两条抛物线与y轴的交点的位置在发生变化.
①试求出t与m之间的函数表达式.
②在平移过程中,求当m为何值时,是等边三角形.
【答案】(1)
(2)①;②
【分析】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,函数图象平移的性质,函数图象对称的性质,等边三角形的性质是解题的关键.
(1)设平移前的抛物线的解析式为,则平移前的抛物线的解析式为,得出平移后的抛物线的解析式为,平移后的抛物线的解析式,根据重合后的抛物线的顶点为,求出,,即可得平移前的抛物线的解析式为,将点代入求出即可解答.
(2)①根据题意得出平移后的抛物线的解析式为,平移后的抛物线的解析式为,将代入解析式即可求解.
②根据是等边三角形,得出,则,,列出方程,求出的值即可.
【详解】(1)解:设平移前的抛物线的解析式为,则平移前的抛物线的解析式为,
∴平移后的抛物线的解析式为,平移后的抛物线的解析式,
∵重合后的抛物线的顶点为,
∴,,
∴,,
∴平移前的抛物线的解析式为,
将点代入可得,
解得,
故平移前的抛物线的解析式为.
(2)解:①平移后的抛物线的解析式为,平移后的抛物线的解析式为,
将代入解析式可得,,
则.
②∵是等边三角形,
∴,
∵,,
∴,
解得:或(负值舍).
28.如图,二次函数的图象经过点,过点作轴的平行线交该二次函数的图象于两点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)为平面内一点,当是等边三角形时,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)或
【分析】本题考查了二次函数解析式的求解、函数与直线的交点坐标计算,以及等边三角形的性质,熟练结合函数与几何图形的性质是解题关键.
(1)利用二次函数图象上点的坐标特征,代入已知点坐标求出函数解析式;
(2)先结合直线方程与二次函数解析式求出交点坐标,再根据等边三角形的中线、高的性质,计算出顶点的坐标.
【详解】(1)解:二次函数的图象经过点,
,
解得:,
二次函数的解析式为;
(2)解:将代入,
解得:,,
点、的坐标分别为,,
,,
是等边三角形,
易得点在轴上,且,
轴,
,
,
点的坐标为,
点的坐标为或.
29.已知抛物线(如图所示).
(1)填空:抛物线的顶点坐标是(______,______),对称轴是______;
(2)已知y轴上一点,点P在抛物线上,过点P作轴,垂足为B.若是等边三角形,求点P的坐标.
【答案】(1)0,1;y轴
(2)或
【分析】熟悉抛物线的图象和性质、等边三角形的性质,是正确解答本题的关键.
(1)根据函数的解析式直接写出其顶点坐标和对称轴即可;
(2)设.根据轴于B,点,是等边三角形,得,求得x的值即可作为P点的横坐标,代入解析式即可求得P点的纵坐标,即得.
【详解】(1)解:抛物线的顶点为,对称轴为y轴.
故答案为:0,1;y轴.
(2)解:设.
∵轴,垂足为B,
∴.
∵点,
∴.
∵是等边三角形,
∴,
∴.
∴ ,
解得,.
∴
∴点P的坐标为或.
30.如图,在平面直角坐标系中,若抛物线与x轴交于点A,点B,与y轴交于点C,则称为抛物线P的“交轴三角形”.
(1)若抛物线存在“交轴三角形”.
①k的取值范围为________;
②若,则该三角形是________三角形.(填“锐角”“直角”或“钝角”)
(2)若抛物线的“交轴三角形”是一个等边三角形,求a,c之间的数量关系.
【答案】(1)①且;②钝角
(2)
【分析】本题考查二次函数与几何新定义的问题,准确掌握求二次函数与两个坐标轴交点方法是解题的关键.
(1)①令,得到一元二次方程,根据即可求出结果;
②把代入,求得、、三点的坐标,再求出、、三边的长,根据勾股定理相关知识即可求出.
(2)先用、表示出、、三点的坐标,再表示出,,得到,即可求出结果.
【详解】(1)①∵抛物线存在“交轴三角形”,
∴,
即,
解得,;
又∵抛物线
∴
∴且;
②当时,
,
令,得,
解得,,
∴,,
当时,,
∴,
∴,
,
,
∵,
,
∴,
∴是钝角三角形;
(2)当时,,,
当时,,
∴,,,
∴,
∴,
∴,
∴
∴
∴
∴
∴.
31.如图,抛物线与直线交于A,两点,顶点为.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点P是直线上方抛物线上一点,连接,,求面积的最大值;
(3)如图2,点C,E,F为抛物线与坐标轴的交点,动点Q从原点开始沿x轴负半轴运动,连接,过点C作,垂足为N,交y轴于点P,点M是抛物线上一点,是否存在点M,使得为等边三角形?若存在,直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)当时,的面积取得最大值为
(3)存在,点M的坐标为
【分析】(1)用待定系数法求解即可;
(2)先用待定系数法求出正比例函数解析式,再联立,,求出A,过点P作轴,交于C,设点P的坐标为,则,根据,利用二次函数的最值求解即可.
(3)先证明,得,然后设,则,设,则,,再根据等边三角形的定义得,所以,化简得:,求解即可求得点M的坐标.
【详解】(1)解:把,顶点代入,得
,
解得:,
∴抛物线的解析式为.
(2)解:把代入,得,
∴,
∴,
联立,得,
解得:,,
∴,
过点P作轴,交于C,如图,
设点P的坐标为,则,
∴
∵
∴当时,值最大,最大值为.
(3)解:如图,
对于抛物线,
令,则,
∴,
∴,
令,则,
解得:,,
∴,,
∴,
∴,
∵
∴
∴
∵
∴,,
∴,即
在与中,
∴
∴,
∴设,则,
设,
∴,,
当为等边三角形时,
∴,
∴,
化简得:
解得:,,
当时,则,
∴,
当时,则
∴
∴存在点M,使得为等边三角形,点M的坐标为.
【点睛】本题考查待定系数法求函数解析式,抛物线与一次函数交点,抛物线的图象性质,抛物线的最值,等边三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质.此题属抛物线综合题目,熟练掌握相关知识及灵活运用是解题的关键.
32.已知抛物线经过点和点,与轴交于点.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)如图1,在对称轴上是否存在一点,使的周长最小.若存在,请求出点的坐标和周长的最小值;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,设点是对称轴左侧该抛物线上的一点,点在对称轴上,当为等边三角形时,请直接写出符合条件的直线的函数表达式.
【答案】(1)
(2),周长最小值为
(3)或
【详解】(1)将点代入得
解得,
∴抛物线表达式为
(2)如图,连交对称轴与点E,连,
由(1)知,
∴
∴对称轴为:直线
∴令得
∴
∴
设直线的解析式为
∴
解得
∴直线的解析式为
∴当时
∴
∵线段长度不变,根据两点之间线段最短和轴对称的性质,
∴周长最小值
(3)∵,是等边三角形
∴
∵与关于对称轴对称
∴
∴
∴Q点是的外心
∴根据圆周角定理得
设过A,P的直线解析式为
∵
∴
∴
∴
又∵代入解析得
∴当P点在x轴的上方时,解析式为
∴当P点在x轴的下方时,解析式为
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