内容正文:
专题10 二次函数与几何压轴综合十一大题型突破
【题型01 :二次函数与角问题】
【题型02 :二次函数与线段问题】
【题型03:二次函数与面积综合】
【题型04:二次函数与平行四边形存在性问题】
【题型05:二次函数与菱形存在性问题】
【题型06:二次函数与矩形存在性问题】
【题型07:二次函数与等腰三角形存在性问题】
【题型08:二次函数与直角三角形存在性问题】
【题型09:二次函数的其他问题】
【题型10:二次函数种的新定义问题】
【题型11:二次函数与相似三角形存在性问题】
【题型01 :二次函数与角问题】
1.在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点和点B,与y轴交于点C.
(1)求b的值;
(2)如图,M是第一象限抛物线上的点,,求点M的横坐标.
2.如图,抛物线与直线交于点和点.
(1)求出和的值;
(2)直接写出点的坐标________,并结合图象写出不等式的解集________;
(3)连接,点为抛物线上一动点,满足,求出点的坐标.
3.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,对称轴为直线,点的坐标为.
(1)该抛物线的表达式为_______________;
(2)点为抛物线上一点(不与点重合),连接.当时,求点的坐标;
(3)在(2)的条件下,点,是轴上的两个动点,点在点左侧且,当四边形周长取得最小值时,求点的坐标.
4.如图①,已知抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点C.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)若点M为抛物线上第一象限内一个点,过点M作轴交于点N,设点M的横坐标为t,求线段的长度与t的关系式,并求出线段的最大值;
(3)抛物线上是否存在点P,使得?若存在,请直接写出点P的坐标.
【题型02 :二次函数与线段问题】
5.如图,在平面直角坐标系中,二次函数与正比例函数的图象都经过点,点为二次函数图象上点与点之间的一点,过点作轴的垂线,交于点,交轴于点.若点为该二次函数的顶点,
(1)求二次函数的表达式;
(2)求线段长度的最大值.
6.已知抛物线经过点和点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,直线l的解析式为,P为抛物线上一动点,过点P作x轴的垂线交直线l于点Q,当时,求点P的坐标.
7.如图,二次函数的图象与轴交于A、B两点,其中A点坐标为,与轴相交于点,另外抛物线经过点,M为它的顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点N是抛物线对称轴上的一个动点,当 最小时,求N点的坐标;
8.如图,二次函数的图象与轴相交于点,,与轴相交于点.
(1) .
(2)连接.若,过点作轴的垂线交于点,交抛物线于点,过点作轴的垂线交于点,交抛物线于点,当最大时,求的值.
【题型03:二次函数与面积综合】
9.如图,开口向下的抛物线与x轴交于点、,与轴交于点,点P是第一象限内抛物线上的一点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)设点P的横坐标为m,求四边形的面积,并求其最大值.
10.如图,一次函数的图象与二次函数图象交于点和,与轴交于点,与轴交于点.
(1)求一次函数与二次函数的解析式;
(2)直接写出的解集;
(3)点是抛物线上一点,且的面积与的面积相等,求点的坐标.
11.如图,已知二次函数的图象与x轴交于点和点,与y轴交于点,连接.点为x轴上方抛物线上一动点(点不与点重合),设点的横坐标为t.
(1)________,________;
(2)连接,当时,求t的值;
(3)设以,,,为顶点的四边形的面积为,
①求关于t的函数解析式;
②若取一个具体的数值时,恰好存在两个符合条件的点,请直接写出的取值范围.
12.已知抛物线与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
(1)求点A、B、C的坐标;
(2)求的面积;
(3)在抛物线上是否存在点P,使的面积等于面积的2倍?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【题型04:二次函数与平行四边形存在性问题】
13.如图,抛物线 经过, 两点,并交轴于另一点,点是抛物线的顶点,直线与轴交于点.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)连接和,求的面积;
(3)若点是抛物线上一动点,问在对称轴上是否存在点,使得以,,,为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出所有满足条件的点的坐标;若不存在,说明理由.
14.如图,抛物线与x轴交于,两点,过点A的直线l交抛物线于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是线段上的一个动点,过点P作x轴的垂线交抛物线于点E,求线段的长最大时点P的坐标;
(3)点F是抛物线上的动点,在x轴上是否存在点D,使得以点A,C,D,F为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,请直接写出所有满足条件的点D的坐标;如果不存在,请说明理由.
15.如图,二次函数的图象与x轴交于点A,与y轴交于点B.
(1)当时,函数的最小值为1,则a的值为______;
(2)在平面直角坐标系内是否存在一点P,使以P、A、O、B为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
16.如图,抛物线的对称轴为:直线,图像与轴、轴分别交于点、、,已知点、,点在直线下方的抛物线上.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)过点作轴交直线于点,作交于点,求的最大值;
(3)设点为直线上的点,以、、、为顶点的四边形能否构成平行四边形?若能,求出点的坐标;若不能,请说明理由.
【题型05:二次函数与菱形存在性问题】
17.如图,在平面直角坐标系中,抛物线(为常数,且)与轴交于点和点,与轴交于点,且.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)连接,点是抛物线的对称轴上的动点,点是平面内的点,是否存在以点为顶点的四边形是菱形?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
18.在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点 和点 .为第一象限的抛物线上一点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)求面积的最大值;
(3)过点作,垂足为点,求线段长的取值范围;
(4)若点、分别为线段、上一点,且四边形是菱形,直接写出的坐标.
19.综合与探究
如图,二次函数y=ax2+bx+4的图象与x轴分别交于点A(−2,0),B(4,0),点E是x轴正半轴上的一个动点,过点E作直线PE⊥x轴,交抛物线于点P,交直线BC于点F.
(1)求二次函数的表达式.
(2)当点E在线段OB上运动时(不与点O,B重合),恰有线段,求此时点P的坐标.
(3)试探究:若点Q是y轴上一点,在点E运动过程中,是否存在点Q,使得以点C,F,P,Q为顶点的四边形为菱形,若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
20.如图,已知抛物线经过点和点,与y轴交于点C,
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若点P是直线下方的抛物线上一动点(不点B、C重合),过点P作y轴的平行线交直线于点D,设点P的横坐标为m;
①用含m的代数式表示线段的长.
②连接、,求的面积最大时点P的坐标;
(3)设抛物线的对称轴与交于点E,点M是抛物线的对称轴上一点,N为y轴上一点,是否存在这样的点M和点N,使得以点C、E、M、N为顶点的四边形是菱形?如果存在,请直接写出点M的坐标;如果不存在,请说明理由.
【题型06:二次函数与矩形存在性问题】
21.如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,点是第一象限内抛物线上的一个动点,过点作轴,垂足为,交直线于点,设点的横坐标为.
(1)求抛物线的表达式;
(2)设线段的长度为,请用含有的代数式表示;
(3)如图,连接,当四边形是矩形时,在抛物线的对称轴上存在点,使原点关于直线的对称,点恰好落在该矩形对角线所在的直线上,求出满足条件的点的坐标.
22.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)动点M,N从点O同时出发,都以每秒1个单位长度的速度分别在线段,上向点B,C运动,过点M作x轴的垂线交于点F,交抛物线于点H,当四边形为矩形时,求点H的坐标.
23.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与坐标轴交于两点,直线交y轴于点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)在第二象限内是否存在一点M,使得四边形为矩形?如果存在,求出点M的坐标;如果不存在,请说明理由.
24.如图,抛物线的对称轴是直线,与x轴交于点A、B两点,且A点的坐标为,与y轴交于点.
(1)求抛物线解析式及顶点D坐标;
(2)点E为抛物线上一点,且,则点E的坐标为 ;
(3)点F为线段上任意一点,过点F作轴于点M,直线交抛物线于点N,求线段的最大值;
(4)点P是抛物线对称轴上一点,在平面直角坐标系中是否存在一点Q,使以点A、C、P、Q为顶点的四边形为矩形?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由
【题型07:二次函数与等腰三角形存在性问题】
25.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于,两点,与轴交于点.点为线段上的一个动点(不与,重合),过点作轴的垂线,垂足为,与抛物线交于点.
(1)求直线的解析式;
(2)求线段长度的最大值;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点,使是等腰三角形?若存在,直接写出所有满足条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.
26.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.
27.如图,抛物线经过,,三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是线段上方抛物线上一动点,过点P作x轴的垂线,交直线于点D,设点P的横坐标为m,当m为何值时,线段的长度最大?最大值是多少?
(3)在(2)的条件下,当线段的长度最大时,在抛物线的对称轴上是否存在点Q,使得以P,D,Q为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
28.如图,直线分别与轴,轴交于,两点,点为的中点,抛物线经过,两点.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)点是直线下方的抛物线上的一点,且的面积为,求点的坐标;
(3)为抛物线的对称轴上一点,若是以为腰的等腰三角形,直接写出点的坐标.
【题型08:二次函数与直角三角形存在性问题】
29.如图,已知抛物线与轴交于点和点,直线过点且与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点为直线上一点(不与重合),作点关于轴的对称点,连接,当是直角三角形时,求出点的坐标.
30.如图,抛物线与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,且对称轴l为直线.
(1)求该抛物线的表达式.
(2)在对称轴l上是否存在点P,使为直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
31.如图,在平面直角坐标系中,一次函数的图象与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线关于直线对称,且经过A,C两点,与x轴交于另一点为B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P为直线上方的抛物线上的一点,过点P作轴于M,交于Q,求的最大值,并求此时P点的坐标;
(3)在抛物线的对称轴上找一点D,使是以为直角边的直角三角形,请求出点D的坐标.
32.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C,直线经过B,C两点,已知,,且.
(1)试求出点B的坐标.
(2)分别求出直线和抛物线的解析式.
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得以三点为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【题型09:二次函数的其他问题】
33.已知抛物线L:的系数满足等式.
(1)若抛物线L经过点,求的值.
(2)若,抛物线还经过另一点,且.
①求b的取值范围.
②记抛物线的顶点纵坐标为,求的最小值.
34.在平面直角坐标系中,抛物线,与y轴交于点且.
(1)求b的值;
(2)若该抛物线的顶点在直线上,求此时抛物线的解析式;
(3)当抛物线经过时,对于抛物线在A、B之间的部分图象上的任意一点(包含A、B两点),都有.求a的取值范围.
35.如图,点在抛物线上,且在的对称轴右侧.
(1)写出的对称轴和的最大值,并求的值;
(2)坐标平面上放置一透明胶片,并在胶片上描画出点及的一段,分别记为,.平移该胶片,使所在抛物线对应的函数恰为.求点移动的最短路程.
36.将二次函数的图象在x轴上方的部分沿x轴翻折后,所得新函数的图象如图实线所示.
(1)函数图象与x轴的交点坐标为______、______.
(2)当时,则y的取值范围为______.
(3)若直线与函数图象有4个不同的交点,则t的取值范围为______.
【题型10:二次函数种的新定义问题】
37.新定义:我们把二次函数与二次函数(其中,且a,b,c均为常数)称之为“相关二次函数”.已知二次函数的图像与轴交于点.二次函数的“相关二次函数”为.
(1)的值为___________,的解析式为___________;
(2)当时,二次函数上的点与二次函数上的点之间的距离为5,求的值.
38.在平面直角坐标系中,将抛物线先向右平移2个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到新抛物线.
(1)直接写出新抛物线的解析式: .
(2)直线()与新抛物线交于点,与原抛物线交于点,当线段时,求的值.
(3)点在原抛物线上,点在新抛物线上,若且,求的取值范围.
39.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点和点B,且点A在B点左侧,与y轴交于点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)如图1,直线与x轴交于点D,与y轴交于点E,点P是第一象限内抛物线上的一个动点,设射线与直线交于点N,求的最大值,及此时点P的坐标;
(3)如图2,将原抛物线沿射线方向平移得到新抛物线,使平移后的新抛物线经过点B,请直接写出新抛物线的函数表达式.
40.已知二次函数的图像经过点.
(1)求m的值;
(2)当时,求y的取值范围;
(3)将该函数的图像沿着x轴向右平移得到一个新函数的图像,当时,新函数的最大值是12,请直接写出平移的距离.
【题型11:二次函数与相似三角形存在性问题】
41.如图,以为顶点的抛物线交x轴于,两点,交轴于点,直线的解析式为.
(1)抛物线的解析式为______;
(2)在轴上是否存在一点,使得以,,为顶点的三角形与相似?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
42.如图,抛物线交轴于,两点,与轴交于点.连接,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点为抛物线在第三象限的一个动点,轴于点.交于点,于点,求线段的最大值;
(3)如图2,若为抛物线上一点,直线与线段交于点,是否存在这样的点,使得以,,为顶点的三角形与相似.若存在,请求出此时点的横坐标;若不存在,请说明理由.
43.抛物线分别与x轴、y轴交于点A、点、点,连接,P是抛物线上一点.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)如图,设点P的横坐标是.
①求四边形的面积;
②作直线,交于点D,求证:点D是线段的中点;
(3)若与互为余角,求点P的坐标.
44.如图所示,抛物线的图象与x轴交于点与点B,与y轴交于点,点D为抛物线的顶点,直线l为对称轴.
(1)求抛物线和直线的表达式,并求出点D的坐标;
(2)如图所示,若点M是直线上方抛物线上一动点,连接,交于点H,过点M作x轴的平行线,交直线于点G,设点M的横坐标为m.
①求用含m的代数式表示线段的长;
②求的最大值.
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专题10 二次函数与几何压轴综合十一大题型突破
【题型01 :二次函数与角问题】
【题型02 :二次函数与线段问题】
【题型03:二次函数与面积综合】
【题型04:二次函数与平行四边形存在性问题】
【题型05:二次函数与菱形存在性问题】
【题型06:二次函数与矩形存在性问题】
【题型07:二次函数与等腰三角形存在性问题】
【题型08:二次函数与直角三角形存在性问题】
【题型09:二次函数的其他问题】
【题型10:二次函数种的新定义问题】
【题型11:二次函数与相似三角形存在性问题】
【题型01 :二次函数与角问题】
1.在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点和点B,与y轴交于点C.
(1)求b的值;
(2)如图,M是第一象限抛物线上的点,,求点M的横坐标.
【答案】(1)
(2)点M的横坐标为.
【分析】本题考查了待定系数法求二次函数解析式是、二次函数综合、相似三角形的判定与性质,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
(1)利用待定系数法求解即可;
(2)过点M作于点H.证明,得出,设,则,,结合题意得出,分别计算即可得解.
【详解】(1)解:将点代入,得,
解得;
(2)解:过点M作于点H.
令,则,
,
,,
,
∴,
设,则,,
∴,
整理,得,
由,得(舍),.
点M的横坐标为.
2.如图,抛物线与直线交于点和点.
(1)求出和的值;
(2)直接写出点的坐标________,并结合图象写出不等式的解集________;
(3)连接,点为抛物线上一动点,满足,求出点的坐标.
【答案】(1),
(2);或
(3)点的坐标为或
【分析】(1)因为点同时在抛物线和直线上,所以将点坐标分别代入两个函数表达式,即可求解和的值.
(2)得到抛物线和直线的解析式后,联立两个解析式组成方程组,求解方程组即可得到点的坐标;如果要解不等式,那么只需观察图象中抛物线在直线上方部分对应的的取值范围,即可得到解集.
(3)因为,若点在直线下方,点P与点O重合,可得点的坐标;若点在直线上方 ,设直线交y轴于D,作点O关于直线的对称点C,作射线交抛物线于点P,连接,此时满足,根据轴对称的性质和等腰直角三角形的判定和性质可得,求得点的坐标,进而求出直线的解析式,联立抛物线解析式,解方程即可得.
【详解】(1)解:∵点同时在抛物线和直线上,
∴将分别代入两个函数解析式:
代入抛物线,得,
解得;
代入直线,得,
解得.
(2)解:联立抛物线和直线的解析式,得,
整理得,
解得(对应点),,
将代入直线解析式,得,
∴点坐标为.
不等式的几何意义是抛物线图象在直线上方时对应的的范围,
结合两个交点横坐标和,以及抛物线开口向上的特征,
可得解集为或.
(3)解:分两种符合角相等的情况讨论:
第一种:点在直线下方,
∵,
∴点P与点O重合,
∴;
第二种:点在直线上方 .
设直线交y轴于D,作点O关于直线的对称点C,作射线交抛物线于点P,连接,
则,且此时满足,
对,
令,则,解得;
令,则.
∴,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为,
∵,
∴,
解得,
∴,
联立,
得,
解得或(舍去),
∴,
∴.
综上,符合条件的点为和.
3.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,对称轴为直线,点的坐标为.
(1)该抛物线的表达式为_______________;
(2)点为抛物线上一点(不与点重合),连接.当时,求点的坐标;
(3)在(2)的条件下,点,是轴上的两个动点,点在点左侧且,当四边形周长取得最小值时,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由对称轴得点坐标,用交点式写解析式;
(2)构造全等三角形找直线,联立抛物线求;
(3)如图,过作,过作,作关于轴的对称点,连接,可得,,,为定值,当三点共线时,四边形周长最小,再进一步求解即可.
【详解】(1)解:对称轴为直线,点的坐标为,
,
.
(2)解:过点作垂直于轴,交于,如图所示,
∵ ,,
∴
,
为等腰直角三角形,
∴,
,
∵,,
,
,
.
∵,
∴,
设直线的解析式为,
∴,
解得:,
直线的解析式为,
令,
解得:(舍),,
此时,
.
(3)解:如图,过作,过作,作关于轴的对称点,连接,
∴四边形是平行四边形,
∴,,
∴四边形周长为,
∵,,,
∴,为定值,
∴当最小时,四边形周长最小,
∴当三点共线时,四边形周长最小,
∵点,点关于轴对称,
∴,
设直线为,
∴,
∴,
∴直线为,
当时,,
解得:,
∴,,
∴.
4.如图①,已知抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点C.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)若点M为抛物线上第一象限内一个点,过点M作轴交于点N,设点M的横坐标为t,求线段的长度与t的关系式,并求出线段的最大值;
(3)抛物线上是否存在点P,使得?若存在,请直接写出点P的坐标.
【答案】(1)
(2),线段的最大值为
(3)或
【分析】(1)已知抛物线与x轴两个交点和常数项,把,代入解析式,建立关于a、b的二元一次方程组,解方程组求出系数,即可得到抛物线的表达式;
(2)先求出点C坐标,利用B、C两点求出直线解析式,由轴得到点和点横坐标相同,用抛物线上点M的纵坐标减去直线上点N的纵坐标,得到关于t的二次函数,对二次函数配方,结合自变量取值范围,求出线段的最大值;
(3)构造点,连接并延长交抛物线于点,过点作,垂足为,与抛物线交于点,连接,通过证明,利用等角转化结合分两种情况即可得到两个符合条件的P点.
【详解】(1)解:抛物线与x轴交于,两点,
,解得,
该抛物线的表达式为;
(2)解:由(1)得,
当时,,
,
设直线的解析式为,
,
,解得,
直线的解析式为,
轴,
,
,
,,
,当且仅当时等号成立,
线段的最大值为;
(3)解:如图,设,连接并延长交抛物线于点,过点作,垂足为,与抛物线交于点,连接,
,,,,
,,,
,
,
,,
令,,,解得或,
,
,
在和中,
,
,
,
,,
点为符合题意的点,
设直线的解析式为,
,,
,解得,
直线的解析式为,
令,
整理得,
两边同时乘得,
解得或,
,
,即,
在和中,
,
,
,
,,
点为符合题意的点,
,
,
综上所述,点P的坐标为或.
【题型02 :二次函数与线段问题】
5.如图,在平面直角坐标系中,二次函数与正比例函数的图象都经过点,点为二次函数图象上点与点之间的一点,过点作轴的垂线,交于点,交轴于点.若点为该二次函数的顶点,
(1)求二次函数的表达式;
(2)求线段长度的最大值.
【答案】(1)
(2)当时,线段的长度取得最大值
【分析】本题考查了二次函数的线段问题,二次函数的图象性质,求二次函数的解析式,一次函数的解析式,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)利用待定系数法进行求解,即可作答;
(2)正比例函数表达式为,设,则,,则,然后通过二次函数的性质即可求解;
【详解】(1)解:为二次函数的顶点,
,
解得,
二次函数表达式为;
(2)解:∵正比例函数经过点,
,
,
正比例函数表达式为,
设,则,
∴,
,
∵.
当时,线段的长度取得最大值;
6.已知抛物线经过点和点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,直线l的解析式为,P为抛物线上一动点,过点P作x轴的垂线交直线l于点Q,当时,求点P的坐标.
【答案】(1)
(2)或或或
【分析】本题主要考查了求二次函数解析式,一次函数与二次函数综合,求函数解析式,一般利用待定系数法求解;二次函数与线段长之间的关系,一般用点的坐标表示出线段的长,
(1)利用待定系数法求解即可;
(2)设点P的坐标为,则,根据得到方程,解方程即可得到答案.
【详解】(1)解:把点和点代入中得:,
∴,
∴抛物线解析式为;
(2)解:设点P的坐标为,则,
∵,
∴,即,
∴或,
解得或或或,
∴点P的坐标为或或或.
7.如图,二次函数的图象与轴交于A、B两点,其中A点坐标为,与轴相交于点,另外抛物线经过点,M为它的顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点N是抛物线对称轴上的一个动点,当 最小时,求N点的坐标;
【答案】(1)抛物线的解析式为
(2)
【分析】(1)用待定系数法求解即可;
(2)先求出抛物线对称轴为直线,当点N、B、C三点共线时,值最小,求出直线表达式为,进而求出结论;
【详解】(1)解:∵二次函数的图象过点,,,
则,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:∵,
∴此抛物线对称轴为直线,顶点,
∵二次函数的图象与轴交于A、B两点,,
∴由对称性得:,
∵点N是抛物线对称轴上的一个动点,
∴,
∴当点N、B、C三点共线时,值最小,
如下图:
设直线表达式为,由题意得:
,
解得:,
∴直线表达式为,
∴当时,,
∴.
8.如图,二次函数的图象与轴相交于点,,与轴相交于点.
(1) .
(2)连接.若,过点作轴的垂线交于点,交抛物线于点,过点作轴的垂线交于点,交抛物线于点,当最大时,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将点的坐标代入二次函数表达式即可求得b的值;
(2)先用待定系数法求得直线的函数表达式,从而得到点G,H,M,N的坐标,再结合得到,的长,进而得到关于m的二次函数表达式,最后利用二次函数的性质即可求得当最大时m的值.
【详解】(1)解:将点的坐标代入,得
,
解得.
(2)解∶如图,
令,得,
解得或.
.
令,得,
.
设直线的函数表达式为.
将点,的坐标分别代入.
得,解得
直线的函数表达式为.
,
.
由题意可知,,,,,且点在点上方,点在点上方,
,.
.
,抛物线开口向下,二次函数在处取得最大值,,满足题设条件,
当时,取得最大值,即当最大时,的值为.
【题型03:二次函数与面积综合】
9.如图,开口向下的抛物线与x轴交于点、,与轴交于点,点P是第一象限内抛物线上的一点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)设点P的横坐标为m,求四边形的面积,并求其最大值.
【答案】(1)
(2),8
【分析】(1)设二次函数表达式为,再将点C代入,求出a值即可;
(2)连接,设点P坐标为,,利用得出S关于m的表达式,再求最值即可.
【详解】(1)解:∵、,,
∴设抛物线表达式为,
将C代入得,
解得,
∴该抛物线的解析式为;
(2)解:连接,设点P坐标为,且,
∵、,,
可得,,,
∴
,
∴当时,面积最大值为8,
∴四边形的面积最大值为8.
10.如图,一次函数的图象与二次函数图象交于点和,与轴交于点,与轴交于点.
(1)求一次函数与二次函数的解析式;
(2)直接写出的解集;
(3)点是抛物线上一点,且的面积与的面积相等,求点的坐标.
【答案】(1)一次函数的解析式为,二次函数的解析式为;
(2)或;
(3)或.
【分析】利用待定系数法即可求解;
通过点,,然后直接由图象即可求解;
由得,,所以,,则的面积为,设,然后由题意得,然后解方程即可.
【详解】(1)解:∵二次函数图象过,
∴,解得,
∴二次函数的解析式为,
∵点在二次函数图象上,
∴,
∴点,
∵一次函数的图象经过,,
∴,解得,
∴一次函数的解析式为;
(2)解:由得点,又,
∴当时,由图象可知或,
即的解集为或;
(3)解:由,当时,;当时,;
∴,,
∴,,
∴的面积为,
设,如图,
∴的面积为,
∵的面积与的面积相等,
∴,解得或,
∴点的坐标为或.
11.如图,已知二次函数的图象与x轴交于点和点,与y轴交于点,连接.点为x轴上方抛物线上一动点(点不与点重合),设点的横坐标为t.
(1)________,________;
(2)连接,当时,求t的值;
(3)设以,,,为顶点的四边形的面积为,
①求关于t的函数解析式;
②若取一个具体的数值时,恰好存在两个符合条件的点,请直接写出的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)①
②
【分析】(1)利用待定系数法解答即可;
(2)利用已知条件得到,则点P与点C的纵坐标相同,令,求得x值,则点P的横坐标可求;
(3)①利用分类讨论的思想方法分两种情况讨论解答:当点P在的上方时,即,,过点P作于点D,利用解答即可;当点P在的下方时,即,,过点P作于点E,利用解答即可;②利用函数的性质求得S的取值范围,画出函数的图象,依据图象解答即可.
【详解】(1)解:∵二次函数的图象与x轴交于点,与y轴交于点,
解得
该二次函数的解析式为;
(2)解:如图所示,连,
,,
.
.
,
.
.
∴点P的纵坐标为4.
.
解得或.
由图可得.
.
(3)解:①令,则,
解得,.
.
当点P在的上方时,
即,,
过点P作于点D,
则, ,
.
,
即,.
过点P作于点E,如图,
则.
.
综上,S关于t的函数解析式为.
②当时,
,
,
当时,S有最大值为,
.
当时,,
.
画出函数的大致图象,如图∶
由图象可知∶当时,存在2个符合条件的点P.
12.已知抛物线与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
(1)求点A、B、C的坐标;
(2)求的面积;
(3)在抛物线上是否存在点P,使的面积等于面积的2倍?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,点的坐标为和
【分析】(1)分别令、,解方程可得抛物线与坐标轴的交点坐标;
(2)以为底,点到轴的距离为高,计算三角形面积;
(3)根据面积关系求出点的纵坐标,代入抛物线解析式求解横坐标即可.
【详解】(1)解:令,则,解得,;
∵点在点左侧,
∴,;
令,则;
∴;
(2)解:由(1)可知,点到轴的距离为,
∴;
(3)解:存在,设点的纵坐标为,
∵,
∴或;
当时,代入得,
解得,
此时点的坐标为,;
当时,代入得,
整理得,
∵,
∴此方程无实数根;
综上所述,存在满足条件的点,其坐标为和.
【题型04:二次函数与平行四边形存在性问题】
13.如图,抛物线 经过, 两点,并交轴于另一点,点是抛物线的顶点,直线与轴交于点.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)连接和,求的面积;
(3)若点是抛物线上一动点,问在对称轴上是否存在点,使得以,,,为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出所有满足条件的点的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,或或
【分析】(1)利用待定系数法求出抛物线的表达式即可;
(2)先求出直线的解析式,进而求出点的坐标,利用抛物线解析式求出点的坐标,利用的面积减去的面积即可;
(3)设点,,利用平行四边形对角线互相平分的性质构造方程组,求解即可.
【详解】(1)解:将,代入,得,
,
解得,
∴抛物线的表达式为;
(2)解:如图,
∵,
∴点的坐标为,
设直线的解析式为,
将点,代入,得,
,
解得,
∴直线的解析式为,
将代入,得,
∴点的坐标为,
将代入,得,
,
解得,,
∴点的坐标为,
∴,
∴;
(3)解:假设存在,
设点,,
①当为对角线时,
∵平行四边形对角线互相平分,
∴,
解得,
∴;
②当为对角线时,
同理,,
解得,
∴;
③当为对角线时,
同理,,
解得,
∴;
综上所述,假设成立,点的坐标为或或.
14.如图,抛物线与x轴交于,两点,过点A的直线l交抛物线于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是线段上的一个动点,过点P作x轴的垂线交抛物线于点E,求线段的长最大时点P的坐标;
(3)点F是抛物线上的动点,在x轴上是否存在点D,使得以点A,C,D,F为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,请直接写出所有满足条件的点D的坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,点D的坐标为或或或
【分析】(1)运用待定系数法求解即可;
(2)先利用抛物线解析式求出点C的坐标,然后利用待定系数法求出直线的解析式,设点P的坐标为,点E的坐标为,其中,从而求出与x的函数解析式,然后利用二次函数求最值即可;
(3)设点D的坐标为,点F的坐标为,根据平行四边形的对角线分类讨论,然后根据平行四边形的对角线互相平分和中点公式列出方程,即可分别求解.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴交于,两点,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:∵点在抛物线上,
∴,
∴点C的坐标为.
设直线的解析式为,
∵直线过点和点,
∴,解得:,
∴直线的解析式为,
设点P的坐标为,点E的坐标为,其中,
∴,
,
,
∵,
∴抛物线的开口向下,
∴当时,有最大值,最大值为,
此时点P的坐标为;
(3)解:存在,理由如下:
设点D的坐标为,点F的坐标为,
若和为平行四边形的对角线时,
∴的中点即为的中点,
∴,
解得,,
∴此时点D的坐标为或;
若和为平行四边形的对角线时,
∴的中点即为的中点,
∴,
解得,(此时点F和点C重合,故舍去),
∴此时点D的坐标为;
若和为平行四边形的对角线时,
∴的中点即为的中点,
∴,
解得,(此时点F和点C重合,故舍去),
此时点D的坐标为.
综上,存在,此时点D的坐标为或或或.
15.如图,二次函数的图象与x轴交于点A,与y轴交于点B.
(1)当时,函数的最小值为1,则a的值为______;
(2)在平面直角坐标系内是否存在一点P,使以P、A、O、B为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)或;
(2)存在,或或
【分析】(1)先求出时x的值,再结合二次函数的性质作答即可;
(2)根据平行四边形对角线互相平分,分三种情况讨论:当为对角线时,当为对角线时,当为对角线时,分别求解即可.
【详解】(1)解:当时,
解得:,
∵,
∴对称轴为直线,y最小值为0,
要使函数的最小值为1,则或,
即或;
(2)解:令,则,
令,则,
∴,
∵以P,A,O,B为顶点的四边形为平行四边形,
设,
当为对角线时,
,
解得:,
,
当为对角线时,则
,
解得:,
,
当为对角线时,则
,
解得:,
,
综上所述,P点坐标为或或.
16.如图,抛物线的对称轴为:直线,图像与轴、轴分别交于点、、,已知点、,点在直线下方的抛物线上.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)过点作轴交直线于点,作交于点,求的最大值;
(3)设点为直线上的点,以、、、为顶点的四边形能否构成平行四边形?若能,求出点的坐标;若不能,请说明理由.
【答案】(1)
(2)3
(3)能,点Q的坐标为或
【分析】(1)因为已知抛物线对称轴、点A的坐标,所以根据对称性求出点B的坐标,设抛物线解析式为交点式,将点C的坐标代入求解系数a,即得解析式.
(2)首先求直线的解析式,设点P的横坐标为参数,用参数表示点P的坐标;因为平行于x轴,垂直于,所以分别用参数表示D、E的坐标,进而得到和的长度表达式,将整理为关于参数的二次函数,利用二次函数性质求最大值.
(3)判断平行四边形存在性:分为边、为对角线两类讨论.如果为边,那么平行且等于,据此建立点P和点Q坐标的关系,结合点Q在直线上、点P在抛物线上的条件列方程求解;如果为对角线,那么和互相平分,利用中点坐标公式建立坐标关系,联立方程求解.
【详解】(1)解:∵抛物线的对称轴为直线,与轴交于,
∴,
∴点,
∴设抛物线的解析式为,
把点代入,得,
解得,
∴抛物线的解析式为,
即.
(2)解:如图所示,设,直线的解析式为,
把代入得,,
解得,
∴直线的解析式为,
∵轴,,点D,E都在直线上,
∴点的横坐标为,点的纵坐标为,
分别将点的坐标代入直线,
得,,
∴ ,
,
∴当时,取得最大值,最大值是3.
(3)解:能,理由如下:
∵,
∴,
若以A、B、P、Q为顶点的四边形能构成平行四边形,
①当以为边时,则且,
∵点在直线下方,如图所示,
设,则,
∴,
解得,
∴,
∴,
∴,
解得:,(与A重合,舍去),
∴,,
∴;
②当以为对角线时,连接交于点G,则,
设,
∵,
∴,
∴,
∴,
作于点M,于点N,则,
设,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
整理得:,
解得:,(与A重合,舍去),
∴.
综上所述,以A、B、P、Q为顶点的四边形能构成平行四边形.此时点Q的坐标为或.
【题型05:二次函数与菱形存在性问题】
17.如图,在平面直角坐标系中,抛物线(为常数,且)与轴交于点和点,与轴交于点,且.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)连接,点是抛物线的对称轴上的动点,点是平面内的点,是否存在以点为顶点的四边形是菱形?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线的函数表达式为;
(2)的坐标为)或 或.
【分析】()利用待定系数法即可求解;
()由()得,则抛物线的对称轴为直线,设,则,,,然后分当为菱形的边时,则或,当为菱形的对角线时,,两种情况即可;
本题主要考查了二次函数、菱形的性质和勾股定理,掌握相关知识、正确求出二次函数表达式并灵活应用是解题的关键.
【详解】(1)当时,,
∴点,则,
∴,
∴点,
∵抛物线过点和点,
∴,解得:,
∴抛物线的函数表达式为;
(2)由()得
∴抛物线的对称轴为直线,
设,
∴,,,如图,
当为菱形的边时,则或,
∴或,即或(无解),
解得,
∴点的坐标为)或 ;
当为菱形的对角线时,则,
∴,即,
解得,
∴点的坐标为,
综上可得:存在以点为顶点的四边形是菱形,点的坐标为)或 或.
18.在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点 和点 .为第一象限的抛物线上一点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)求面积的最大值;
(3)过点作,垂足为点,求线段长的取值范围;
(4)若点、分别为线段、上一点,且四边形是菱形,直接写出的坐标.
【答案】(1)
(2)面积的最大值为
(3)
(4)
【分析】(1)设,将点,代入,待定系数法求解析式即可求解;
(2)直线的解析式为,设点,则点,得出,进而根据三角形的面积公式,得出关于的二次函数,根据二次函数的性质即可求解;
(3)同(2)得出,证明,得出 ,根据二次函数的性质即可求解;
(4)设 ,,表示出,根据勾股定理列出方程,解方程即可求解.
【详解】(1)抛物线与轴交于点,,,,
设,将点,代入,
得:,
解得:,
;
该抛物线的函数表达式为;
(2)解:如图所示,过点作轴于点,交于点,
设直线的解析式为
,,,,
,
解得:,
直线的解析式为,
设点,则点,
∴,
当时,面积的最大值为;
(3)如图,过点作轴于点,交于点,
设直线的解析式为
,,,,
,
解得:,
直线的解析式为,
设点,则点,
在中, ,
,轴,
,
,
,
又,
,
,即 ,
,
当时,取得最大值为,
;
(4)设 ,,
,
四边形是菱形,
,
,
解得: ,
【点睛】本题考查了二次函数综合,待定系数法求解析式,面积问题,相似三角形的性质与判定,菱形的性质,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
19.综合与探究
如图,二次函数y=ax2+bx+4的图象与x轴分别交于点A(−2,0),B(4,0),点E是x轴正半轴上的一个动点,过点E作直线PE⊥x轴,交抛物线于点P,交直线BC于点F.
(1)求二次函数的表达式.
(2)当点E在线段OB上运动时(不与点O,B重合),恰有线段,求此时点P的坐标.
(3)试探究:若点Q是y轴上一点,在点E运动过程中,是否存在点Q,使得以点C,F,P,Q为顶点的四边形为菱形,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)
(3)存在,点Q的坐标为(0,2)或(0,4)或(0,-4).
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)利用待定系数法求得直线BC的表达式为,用m表示点P、E、F的坐标,根据,列方程求解即可;
(3)分当FP=FC和FP=PC时,两种情况讨论,建立方程,解方程即可求解.
【详解】(1)解:∵二次函数y=ax2+bx+4的图象与x轴分别交于点A(−2,0),B(4,0),
∴,解得,
∴二次函数的表达式为y=-;
(2)解:令,得,
∴点C(0,4).
∵B(4,0),C(0,4),设直线BC的表达式为,
∴,解得,
∴直线BC的表达式为;
设点的横坐标为,则,,.
∴,
,
当时,.解得,(舍去).
当时,.
∴点坐标为;
(3)解:由(2)得,,,C(0,4),
当FP=FC时,
∴=,
整理得:m2-(4-2)m=0或m2-(4+2)m=0,
解得:m=0(舍去)或m=4-2或m=4+2,
∴CQ=PF=4-4或4+4,
如图①,当点Q在点C上方时,点Q(0,4);
如图②,当点Q在点C下方时,点Q(0,-4);
;
当FP=PC时,
∴=,
整理得:m2-2m=0,
解得:m=0(舍去)或m=2,
∴CQ=PF=2,
∴点Q(0,2);
综上,点Q的坐标为(0,2)或(0,4)或(0,-4).
【点睛】本题考查了二次函数的综合题:熟练掌握二次函数图象上点的坐标特征、二次函数的性质和菱形的性质;会利用待定系数法求二次函数解析式;理解坐标与图形性质.
20.如图,已知抛物线经过点和点,与y轴交于点C,
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若点P是直线下方的抛物线上一动点(不点B、C重合),过点P作y轴的平行线交直线于点D,设点P的横坐标为m;
①用含m的代数式表示线段的长.
②连接、,求的面积最大时点P的坐标;
(3)设抛物线的对称轴与交于点E,点M是抛物线的对称轴上一点,N为y轴上一点,是否存在这样的点M和点N,使得以点C、E、M、N为顶点的四边形是菱形?如果存在,请直接写出点M的坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)①;②
(3)存在,点M的坐标为或或.
【分析】本题是二次函数综合题,考查了二次函数的图象和性质,待定系数法求函数解析式,菱形的性质等知识,利用数形结合和分类讨论的思想解决问题是关键.
(1)利用待定系数法,将点和点代入抛物线解析式,求出、的值,即可求解;
(2)①先确定直线解析式,根据过点P作y轴的平行线交直线于点D,可用含m的式子表示出P和D的坐标,即可求解;
②用含m的代数式表示出的面积,得到S关于m的二次函数,即可求解;
(3)先求出抛物线的对称轴,进而得到点的坐标,过点作轴于点, 得到,,根据菱形的性质,分两种情况讨论:①当为菱形的对角线时,;②当为菱形的边时,,即可得出点M的坐标.
【详解】(1)解:抛物线经过点和点,
,解得,
抛物线解析式为;
(2)解:如图:
①在抛物线中,令,则,即,
设直线的解析式为,将将点、代入得:
,解得:,
直线的解析式为:,
设,则,
故用含m的代数式表示线段的长为;
②,
点是直线下方的抛物线上一动点,
,
当时,S有最大值,此时,
,
故的面积最大时点P的坐标为;
(3)解:存在这样的点M和点N,使得以点C、E、M、N为顶点的四边形是菱形,理由如下:
,
抛物线的对称轴为直线,
当时,,
,
过点作轴于点,则,,
,
,
以点C、E、M、N为顶点的四边形是菱形,
①当为菱形的对角线时,此时点与点重合,,
;
②当为菱形的边时,此时,
,,
故使得以点C、E、M、N为顶点的四边形是菱形,点M的坐标为或或.
【题型06:二次函数与矩形存在性问题】
21.如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,点是第一象限内抛物线上的一个动点,过点作轴,垂足为,交直线于点,设点的横坐标为.
(1)求抛物线的表达式;
(2)设线段的长度为,请用含有的代数式表示;
(3)如图,连接,当四边形是矩形时,在抛物线的对称轴上存在点,使原点关于直线的对称,点恰好落在该矩形对角线所在的直线上,求出满足条件的点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)点的坐标为或或
【分析】(1)运用待定系数法即可求得答案;
(2)利用待定系数法可得直线的解析式为,设点的横坐标为,则,,即可得出;
(3)设,分两种情况:当点恰好落在该矩形对角线所在的直线上时,当点恰好落在该矩形对角线上时,当点恰好落在该矩形对角线延长线上时,分别求出点的坐标即可.
【详解】(1)解:抛物线与轴交于,两点,
,
解得:,
抛物线的表达式为;
(2)抛物线与轴交于点,
,
设直线的解析式为,把、代入,
得:,
解得:,
直线的解析式为,
设点的横坐标为,则,,
,
点是第一象限内抛物线上的一个动点,
,
;
(3)抛物线,
抛物线对称轴为直线,
点在抛物线的对称轴上,
设,设抛物线对称轴交轴于点,交边于点,
则,,,
当点恰好落在该矩形对角线所在的直线上时,如图,
则垂直平分,即,
,
又四边形是矩形,
,,,
,
,
,
,
,
解得:,
;
当点恰好落在该矩形对角线上时,如图,连接交于点,
点与点关于直线对称,
垂直平分,
,
,
,
,
,
、关于对称轴对称,即点是的中点,,
点是的中点,
,
,
,
在中,,
,
解得:舍去,,
;
当点恰好落在该矩形对角线延长线上时,如图,过点作轴于点,连接交于点,
点与点关于直线对称,
垂直平分,
,,,
,,
∽,
,即,
,,
,
,
点是的中点,
,
设直线的解析式为,
则,
解得:,
直线的解析式为,
当时,,
;
综上所述,点的坐标为或或.
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,掌握待定系数法求一次函数和二次函数解析式,矩形的性质,相似三角形的判定和性质,解直角三角形,勾股定理,轴对称性质等知识是解题的关键.
22.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)动点M,N从点O同时出发,都以每秒1个单位长度的速度分别在线段,上向点B,C运动,过点M作x轴的垂线交于点F,交抛物线于点H,当四边形为矩形时,求点H的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)把,,代入抛物线,再利用待定系数法求解解析式即可;
(2)先判断,再根据题意可得,,由,可得当时,四边形为矩形,则,再解方程即可.
【详解】(1)解:把,,代入抛物线得:
,
解得:,
∴;
(2)∵,
当时,,
∴点C的坐标为,而,
∴,
根据题意,,,
∵,,
∴当时,四边形为矩形,
即,
解得:,(不合题意舍去),
把代入得:,
∴.
【点睛】本题考查的是利用待定系数法求解二次函数的解析式,矩形的性质,一元二次方程的解法,利用矩形的性质建立方程求解是解题的关键.
23.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与坐标轴交于两点,直线交y轴于点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)在第二象限内是否存在一点M,使得四边形为矩形?如果存在,求出点M的坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)过点C作的平行线,过点A作的平行线,两条直线相交于M,根据点A,B,C的坐标判断三角形为直角三角形,再根据作图可得四边形为矩形,根据直线平移的性质可求得直线和直线的解析式,再联立方程组,解方程组即可求得点M坐标.
【详解】(1)解:把代入抛物线,得:
,解得:,
∴该抛物线的解析式为;
(2)解:存在.
过点C作的平行线,过点A作的平行线,两条直线相交于M,则M即为所求.
在中,令,则,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴四边形是矩形,
设直线的解析式为,
∴,解得:,
∴直线的解析式为,
∵,
∴可设直线的解析式为,
把点代入得:,
∴直线的解析式为,
∵,
∴可设直线的解析式为,
把点代入得:,
∴直线的解析式为,
联立方程组,解得:,
∴点M坐标为.
【点睛】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,一次函数的性质,矩形的判定和性质,直角三角形的判定,解题的关键是判断为直角.
24.如图,抛物线的对称轴是直线,与x轴交于点A、B两点,且A点的坐标为,与y轴交于点.
(1)求抛物线解析式及顶点D坐标;
(2)点E为抛物线上一点,且,则点E的坐标为 ;
(3)点F为线段上任意一点,过点F作轴于点M,直线交抛物线于点N,求线段的最大值;
(4)点P是抛物线对称轴上一点,在平面直角坐标系中是否存在一点Q,使以点A、C、P、Q为顶点的四边形为矩形?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)或
(3)
(4)存在,或或或
【分析】(1)利用待定系数法和配方法解答即可;
(2)根据题意,得,然后根据二次函数的解析式,确定一元二次方程,解方程即可;
(3)先确定直线的解析式为:.设,则, 则, 根据抛物线性质解答即可.
(4)设,,,,故,分或或为对角线时,利用中点坐标公式解答即可.
此题属于二次函数的综合问题,考查了待定系数法求函数解析式、二次函数的最值,中点坐标公式,矩形的判定和性质等知识,熟练掌握二次函数的图象与性质并能利用分类讨论思想求解点N的坐标是解答此题的关键.
【详解】(1)解:由题意得:
,
解得:,
则抛物线的表达式为:;
,
故抛物线的顶点.
(2)解:,
,
解得,
故,
根据题意,得,
∵,
,
即,
则,
或,
或,
解得或无解,
故或,
故答案为:或.
(3)解:设直线的解析式为,
将,代入直线解析式得:
,
解得,
∴直线的解析式为:,
设,则,
则,
故,
∵,
∴抛物线开口向下,函数有最大值,
∴当,最大,且最大值为.
(4)解:存在,理由:
设,,,,
故,
当为对角线时,
由中点坐标公式得:
解得:或,,
故或;
当为对角线时,
由中点坐标公式得:
,
解得,
故;
当为对角线时,
由中点坐标公式得:
,
解得,
故;
故存在点Q,使得A,C,P,Q为顶点的四边形是矩形且坐标为或或或.
【题型07:二次函数与等腰三角形存在性问题】
25.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于,两点,与轴交于点.点为线段上的一个动点(不与,重合),过点作轴的垂线,垂足为,与抛物线交于点.
(1)求直线的解析式;
(2)求线段长度的最大值;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点,使是等腰三角形?若存在,直接写出所有满足条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)
(3)存在,
【分析】(1)先求出点C的坐标,再根据待定系数法求解即可;
(2)设,则表示出,再根据二次函数的性质即可求解;
(3)设,则有,,,分三种情况求解即可.
【详解】(1)解:令,得,
即,
设直线的解析式为,
将、代入解析式得:,
解得:
∴;
(2)解:设,则,
∴,
∴当时,最大,最大值为;
(3)解:∵抛物线的表达式为,
∴对称轴为直线,
∵点在对称轴上,
∴设,
∵,,
∴,,,
分三种等腰情况讨论:
当时:,
解得,得;
当时:,
解得,得、;
当时:,
解得,得、.
综上,所有满足条件的坐标为:.
26.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
【分析】本题考查了待定系数法求二次函数的解析式,二次函数综合—特殊三角形问题,熟练掌握以上知识点并灵活运用,采用分类讨论的思想是解此题的关键.
(1)利用待定系数法计算即可得出结果;
(2)先求出点的坐标为,点的坐标为,再分两种情况:当时,点位于点位置,过点作于点;当时,点位于点和点位置;分别计算即可得出结果.
【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.
27.如图,抛物线经过,,三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是线段上方抛物线上一动点,过点P作x轴的垂线,交直线于点D,设点P的横坐标为m,当m为何值时,线段的长度最大?最大值是多少?
(3)在(2)的条件下,当线段的长度最大时,在抛物线的对称轴上是否存在点Q,使得以P,D,Q为顶点的三角形是等腰三角形?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)当时,线段的长度最大,最大值是
(3)或或或或.
【分析】(1)利用待定系数法解答即可;
(2)求出直线的解析式为,可得点,从而得到,即可求解;
(3)根据等腰三角形的定义,分五种情况讨论,即可求解.
【详解】(1)解:∵抛物线经过,,三点,
∴,解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:如图,
设直线的解析式为,
把点,代入得:
,解得:,
∴直线的解析式为,
∵点P的横坐标为m,轴,
∴点,
∴,
∵,
∴当时,线段的长度最大,最大值是,
(3)解:由(1)得:点,
设抛物线的对称轴为直线l,
∵,
∴抛物线的对称轴为直线,
∴可设点,
当时,如图,过点P作于点E,则,
在中,,
∴点;
当时,如图,过点P作于点E,则,
在中,,
∴点;
当时,如图,过点D作于点F,则,
在中,,
∴点;
当时,如图,过点D作于点F,则,
在中,,
∴点;
当时,如图,
此时点Q在的垂直平分线上,
∴点Q的纵坐标为,
∴点;
综上所述,点Q的坐标为或或或或.
【点睛】本题主要考查了二次函数的综合题,涉及了求二次函数的解析式,求一次函数的解析式,等腰三角形的定义,勾股定理等知识,利用数形结合思想和分类讨论思想解答是解题的关键.
28.如图,直线分别与轴,轴交于,两点,点为的中点,抛物线经过,两点.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)点是直线下方的抛物线上的一点,且的面积为,求点的坐标;
(3)为抛物线的对称轴上一点,若是以为腰的等腰三角形,直接写出点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或或或.
【分析】(1)由直线解析式求出A、B坐标,然后确定C点的坐标,再用待定系数法求出抛物线解析式;
(2)设,如图:过点D作轴,交直线于点E,再求得得出方程,解出m值即可解答
(3)先求得抛物线的对称轴直线为,如图:设结合,分和两种情况,分别利用两点间距离公式列方程求得e的值即可解答.
【详解】(1)解:直线中,当,则;当,则,
∴,
∵点为的中点,
∴,将A和C代入抛物线中,
,解得:,
∴抛物线表达式为:.
(2)解:联立:,解得:或,
∴直线与抛物线交于点和,
∵点D是直线下方抛物线上的一点, 设,
∴,
如图:过点D作轴,交直线于点E,
∴,
∴,
∴,解得:,
∴点D的坐标为.
(3)解:∵抛物线,
∴抛物线的对称轴直线为,
设,,
∵是以为腰的等腰三角形,
∴如图:当,
∴,解得:或,
∴点E的坐标为或;
如图:当,
∴,解得:或,
∴点E的坐标为或.
综上,点E的坐标为或或或.
【题型08:二次函数与直角三角形存在性问题】
29.如图,已知抛物线与轴交于点和点,直线过点且与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点为直线上一点(不与重合),作点关于轴的对称点,连接,当是直角三角形时,求出点的坐标.
【答案】(1)
(2)点的坐标为或
【分析】本题主要考查了一次函数与二次函数综合,勾股定理,坐标与图形变化—轴对称:
(1)先求出点B的坐标,再把A、B坐标代入二次函数解析式中求出二次函数解析式即可;
(2)设,先求出C、D坐标,进而利用勾股定理求出,再分当, 当,两种情况利用勾股定理建立方程求解即可.
【详解】(1)解:在中,当时,
,
将点代入拋物线中,得:,
解得
抛物线的解析式为;
(2)解:设,
在中,当时,,
∴;
∵点关于轴的对称点为,
∴.
∴,
,
如图知,,
故可知为直角三角形有两种情况:
当,有,即.
解得:
点的坐标为;
当,有,即,
解得:,
点的坐标为
综上所述,点的坐标为或
30.如图,抛物线与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,且对称轴l为直线.
(1)求该抛物线的表达式.
(2)在对称轴l上是否存在点P,使为直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)或或或
【分析】(1)根据抛物线的对称轴l为直线,即可求得答案;
(2)设,根据题意分别表示出,,,然后分三种情况:①当BC为斜边时;②当PB为斜边时;③当PC为斜边时;即可求得答案.
【详解】(1)解:∵对称轴为直线,
∴,
解得,
∴该抛物线的表达式为.
(2)解:存在点P,使为直角三角形.
设,令,
解得,.
∴B点坐标为,,
则,,,
在中,
①当BC为斜边时,有,,
解得:或;
②当PB为斜边时,有,,
解得:;
③当PC为斜边时,有,,
解得:;
∴或或或.
【点睛】本题主要考查了求二次函数解析式、二次函数的性质和直角三角形的性质,解题的关键是熟练掌握二次函数的性质、会用代数思想和勾股定理解决直角三角形的存在性问题.
31.如图,在平面直角坐标系中,一次函数的图象与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线关于直线对称,且经过A,C两点,与x轴交于另一点为B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P为直线上方的抛物线上的一点,过点P作轴于M,交于Q,求的最大值,并求此时P点的坐标;
(3)在抛物线的对称轴上找一点D,使是以为直角边的直角三角形,请求出点D的坐标.
【答案】(1)
(2),此时点
(3)在抛物线的对称轴上存在点D,使为直角三角形,点D的坐标为或
【分析】(1)先求得A,B,C的坐标,再利用待定系数法即可求解;
(2)设点坐标为,则点的坐标为,由,即可求解;
(3)分、,两种情况,分别求解即可.
【详解】(1)解:令,
解得:,
即点A的坐标为.
∵A、B关于直线对称,
∴点B的坐标为.
令,则,
∴点C的坐标为,
∵抛物线经过点A、B、C,
∴有,解得:.
故抛物线解析式为;
(2)∵轴,设点坐标为,
∴点的坐标为,
∴,
∴当时,,此时点;
(3)假设存在,设D点的坐标为.
由两点间的距离公式可知:,,,
为直角三角形分两种情况:①,
此时有,即:,
解得:,
此时点D的坐标为;
②,
此时有,即:,
解得:,
此时点D的坐标为;
综上可知:在抛物线的对称轴上存在点D,使为直角三角形,点D的坐标为或.
【点睛】本题为二次函数综合题,主要考查了待定系数法求解析式、直角三角形的性质、线段长度的计算方法等,分类求解是本题解题的关键.
32.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C,直线经过B,C两点,已知,,且.
(1)试求出点B的坐标.
(2)分别求出直线和抛物线的解析式.
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得以三点为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2),
(3)存在,或或或
【分析】(1)由,,可由勾股定理求,进而得点B坐标;
(2)用待定系数法即可求解函数解析式;
(3)设点P坐标为,分三类讨论:①当时;②当时;③当时,分别建立勾股定理方程求解点P坐标即可.
【详解】(1)
解:∵点,即.
∵,
在中,根据勾股定理得 ,
即点B坐标为.
(2)
把分别代入中,
得,解得.
∴直线解析式为;
把、、分别代入得
,解得.
∴抛物线的解析式是.
(3)
在抛物线的对称轴上存在点P,使得以三点为顶点的三角形是直角三角形,理由如下:
∵抛物线的解析式是,
∴抛物线对称轴为直线.
设点P坐标为.
①当时,有.
∵,,,
∴,
解得:,
故点;
②当时,有.
∵,,,
∴,
解得:,
故点;
③当时,有.
∵,,,
∴.
解得:,,
∴, .
综上所述,使得为直角三角形的点P的坐标为或或或.
【点睛】本题以二次函数为背景,考查了勾股定理及其逆定理,待定系数法求解析式,分类讨论的数学思想,难度不大.第(3)问特别注意分类讨论思想的运用.做到不重不漏.
【题型09:二次函数的其他问题】
33.已知抛物线L:的系数满足等式.
(1)若抛物线L经过点,求的值.
(2)若,抛物线还经过另一点,且.
①求b的取值范围.
②记抛物线的顶点纵坐标为,求的最小值.
【答案】(1)
(2)①;②
【分析】本题考查了求二次函数的最值,求抛物线的对称轴,根据二次函数的性质求字母参数的范围,解题关键是掌握二次函数的性质的进行求解.
(1)先抛物线L经过点,得到关于待定系数的关系式,再结合系数满足等式,求出的值;
(2)①先求出点的坐标,再求出抛物线的对称轴,根据,求得的取值范围.
②先根据抛物线的顶点纵标为,得出,根据,得到,再根据,得到,从而可用表示出,然后可得当时,取最小值,求出的最小值即可.
【详解】解:(1)∵抛物线L经过点,
∴当时,,
,
,
.
(2)①∵,
∴,
∴抛物线经过,
抛物线经过,
∴抛物线的对称轴为.
.
的取值范围为.
②.
.
.
由①知,
∴当时,取最小值.
的最小值为.
34.在平面直角坐标系中,抛物线,与y轴交于点且.
(1)求b的值;
(2)若该抛物线的顶点在直线上,求此时抛物线的解析式;
(3)当抛物线经过时,对于抛物线在A、B之间的部分图象上的任意一点(包含A、B两点),都有.求a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)且
【分析】(1)利用轴上点横坐标为0,代入抛物线解析式建立方程求解,再结合舍去不符合的解.
(2)将求得的代入解析式,写出对称轴并求出顶点纵坐标,根据顶点在直线上列方程求出,进而得到抛物线解析式.
(3)先写出含参数的抛物线解析式,结合开口方向、对称轴与自变量范围的位置分类讨论,保证到之间图象上所有点纵坐标大于或等于,确定的取值范围.
【详解】(1)解: 抛物线交轴于,
将,代入解析式,得
,
,
解得或.
又,
.
(2)解:把代入抛物线解析式,得
.
对称轴为直线.
把代入解析式,
顶点纵坐标.
顶点在直线上,
,
解得.
抛物线解析式为.
(3)解:由(1)得,抛物线解析式为,对称轴是直线.
由题意:当时,恒成立.
点已经满足,只需保证区间内其余点函数值不小于.
① 当,开口向上,,对称轴在轴左侧;
在范围内,随增大而增大,最小值在处,,满足条件,故都符合.
② 当,开口向下,对称轴;
若对称轴落在区间内,顶点是最高点,两端更低,只要处的函数值;
若对称轴在,在上随增大而增大,最小值依然是处的,同样满足.
将代入,
,
,
.
结合,得.
综上,的取值范围是且.
35.如图,点在抛物线上,且在的对称轴右侧.
(1)写出的对称轴和的最大值,并求的值;
(2)坐标平面上放置一透明胶片,并在胶片上描画出点及的一段,分别记为,.平移该胶片,使所在抛物线对应的函数恰为.求点移动的最短路程.
【答案】(1)抛物线的对称轴为直线,的最大值为,的值为;
(2)点移动的最短路程为.
【分析】由抛物线,从而求得抛物线的对称轴为直线,的最大值为,再把点代入解析式即可求出的值;
由得,抛物线,又所在抛物线对应的函数为,则抛物线先向左平移个单位,再向下平移个单位得到抛物线,从而得出点的对应点坐标为,再由两点之间线段最短即可求出点移动的最短路程.
【详解】(1)解:由抛物线,
∴抛物线的对称轴为直线,
∵,
∴当时,有最大值,最大值为,
∵点在抛物线上,
∴,
∴或,
∵在抛物线的对称轴右侧,
∴,
∴,
综上可得:抛物线的对称轴为直线,的最大值为,的值为;
(2)解:由得,抛物线,又所在抛物线对应的函数为,
∴抛物线先向左平移个单位,再向下平移个单位得到抛物线,如图,
由得,
∴,
∴点的对应点坐标为,
∴点移动的最短路程为.
36.将二次函数的图象在x轴上方的部分沿x轴翻折后,所得新函数的图象如图实线所示.
(1)函数图象与x轴的交点坐标为______、______.
(2)当时,则y的取值范围为______.
(3)若直线与函数图象有4个不同的交点,则t的取值范围为______.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)解方程,求解即可.
(2)根据题意,确定新抛物线的对称轴为直线,函数的最小值为,然后根据函数的增减性解答即可.
(3)根据函数的最小值,结合数形结合思想,解答即可.
【详解】(1)解:令,得,
解方程,得,
故函数图象与x轴的交点坐标为.
(2)解:根据题意,得,
抛物线的对称轴为直线,函数的顶点坐标为,
二次函数的图象在x轴上方的部分沿x轴翻折后的顶点坐标为,
新抛物线的解析式为,
抛物线的对称轴为直线,函数的最小值为,且离对称轴的距离越大,函数值就越大;
在的范围内,
函数有最小值,且最小值为,
,
当时,函数取得最大值,且最大值为,
y的取值范围为.
(3)解:根据题意,新抛物线的解析式为,
当时,直线与函数有三个交点;
当时,直线与函数有四个交点;
故直线与函数图象有4个不同的交点,则t的取值范围为.
【题型10:二次函数种的新定义问题】
37.新定义:我们把二次函数与二次函数(其中,且a,b,c均为常数)称之为“相关二次函数”.已知二次函数的图像与轴交于点.二次函数的“相关二次函数”为.
(1)的值为___________,的解析式为___________;
(2)当时,二次函数上的点与二次函数上的点之间的距离为5,求的值.
【答案】(1),
(2)或
【分析】(1)将代入得到关于m的方程求解即可;根据“相关二次函数”的定义写出的解析式即可;
(2)先分别用t表示点P、点Q的坐标,再根据两点间距离为5列绝对值方程求解即可.
【详解】(1)解:∵二次函数的图像与轴交于点,
∴,即,解得:;
∴二次函数,
∴二次函数的“相关二次函数”为.
(2)解:由(1)可得,,
∴当时,,,
∵点与点之间的距离为5,
∴,即,解得:或.
38.在平面直角坐标系中,将抛物线先向右平移2个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到新抛物线.
(1)直接写出新抛物线的解析式: .
(2)直线()与新抛物线交于点,与原抛物线交于点,当线段时,求的值.
(3)点在原抛物线上,点在新抛物线上,若且,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据平移的性质解答即可;
(2)根据题意可得点,点,从而得到,再由,即可求出m的值;
(3)根据题意可得,,从而得到,再由二次函数的性质解答即可.
【详解】(1)解:∵将抛物线先向右平移2个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到新抛物线,
∴新抛物线的解析式为;
(2)解:直线()与新抛物线交于点,与原抛物线交于点,
∴点,点,
∴,
∵,
∴,
解得:或(舍去);
(3)解:∵点在原抛物线上,,
∴,
∵点在新抛物线上,
∴,
∴,
即,
∵,
∴时,h取得最小值,最小值为,
∵,且,
∴当时,此时h取得最大值,最大值为17,
∴h的取值范围为.
39.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点和点B,且点A在B点左侧,与y轴交于点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)如图1,直线与x轴交于点D,与y轴交于点E,点P是第一象限内抛物线上的一个动点,设射线与直线交于点N,求的最大值,及此时点P的坐标;
(3)如图2,将原抛物线沿射线方向平移得到新抛物线,使平移后的新抛物线经过点B,请直接写出新抛物线的函数表达式.
【答案】(1)
(2)的最大值为,点P的坐标为
(3)
【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是解题的关键.
(1)根据抛物线,经过点,,后利用待定系数法确定解析式即可.
(2)过点P作交直线于点Q.设点,则点.根据平行线证明,列出比例式解答即可.
(3)设平移的距离为n个单位长度,得到,待定系数法求出函数解析式即可.
【详解】(1)解:∵抛物线,经过点,,
∴,
解得
故抛物线的解析式为.
(2)解:过点P作交直线于点Q.
设点,则点.
∵直线与轴交于点D,
∴,
∴,
∵,
∴,
.
∵,且,
∴时,的值最大,最大值为.
把代入,得.
∴点P的坐标为.
(3)解:∵直线与轴交于点D,与轴交于点E,
∴,
∴,
∴沿着方向平移是一个先向下,再向右平移同样的单位长度的平移变换,设平移的距离为n个单位长度,
由,
∴设,把点代入得:,
解得(舍去)或,
∴.
40.已知二次函数的图像经过点.
(1)求m的值;
(2)当时,求y的取值范围;
(3)将该函数的图像沿着x轴向右平移得到一个新函数的图像,当时,新函数的最大值是12,请直接写出平移的距离.
【答案】(1)
(2)
(3)3
【分析】本题主要考查了二次函数图象与几何变换、二次函数的性质、二次函数图象上点的坐标特征、二次函数的最值等知识点,熟练掌握并能灵活运用二次函数的性质是解题的关键.
(1)将点代入求解即可;
(2)依据题意,由(1)可得二次函数为,从而当时,y取最小值为,结合当时,;当时,,然后判断即可解答;
(3)依据题意,由二次函数为,从而可设向右平移后得到的新函数为,故新抛物线的对称轴是直线,进而分当时和当时两种情形解答即可.
【详解】(1)解:由题意:将点代入可得:
,解得:.
(2)解:由(1)可得二次函数为,
∴当时,y取最小值为.
又∵当时,;当时,,
∴当时,y的取值范围为.
(3)解:由题意,∵二次函数为,
∴可设向右平移后得到的新函数为.
∴新抛物线的对称轴是直线,
①当时,即,
又∵若当时,,则或(不合题意,舍去);
若当时,,则(不合题意,舍去)或(不合题意,舍去),
∴.
②当时,即,
∵当时,y随x的增大而减小,
∴当时,,则或,均不合题意,舍去.
综上,.
答:平移的距离为3.
【题型11:二次函数与相似三角形存在性问题】
41.如图,以为顶点的抛物线交x轴于,两点,交轴于点,直线的解析式为.
(1)抛物线的解析式为______;
(2)在轴上是否存在一点,使得以,,为顶点的三角形与相似?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)点的坐标为或
【分析】(1)求出点坐标为,点坐标为利用待定系数法求抛物线解析式即可.
(2)分类讨论点的坐标,根据三角形相似对应边成比例计算边长,即可求出点坐标.
【详解】(1)解:∵直线的解析式为,
∴当时,,当时,,
∴点坐标为,点坐标为,
∵抛物线经过点和点,
∴
解得
∴抛物线的解析式为.
(2)解:存在点使得以,,为顶点的三角形与相似,
由(1)可知,
∴,
∴点的坐标为,
∵点坐标为,点坐标为,
∴,,,
,,,
∵,
∴,
∴是直角三角形,,
如解图,连接,
把代入,
解得或,
∴点的坐标为,
∴,
∵点坐标为,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴当点和点重合时,
∴点的坐标为.
过点作,交轴于点,如图,
则为直角三角形,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
,,,
∴,
解得,
∵点的坐标为,
∴点的坐标为.
综上所述,当点的坐标为或时,以,,为顶点的三角形与相似.
42.如图,抛物线交轴于,两点,与轴交于点.连接,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点为抛物线在第三象限的一个动点,轴于点.交于点,于点,求线段的最大值;
(3)如图2,若为抛物线上一点,直线与线段交于点,是否存在这样的点,使得以,,为顶点的三角形与相似.若存在,请求出此时点的横坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,点的横坐标为或
【分析】(1)把和的坐标代入抛物线解析求出a和b即可求解;
(2)求出直线的解析式为,设,则,进而求得的表达式,根据二次函数的性质,即可得出答案;
(3)分两种情况,①若,②若,由相似三角形的性质可求出的长,求出点坐标,联立直线和抛物线的解析式可求出答案.
【详解】(1)解:∵抛物线交轴于,两点,
∴ ,
解得,
∴该抛物线的解析式为;
(2)解:∵抛物线的解析式为,
∴时,,
∴,
∴.
∵,
∴.
∵,,
∴,
设直线的解析式为,
∴ ,
∴,
∴直线的解析式为,
设,
则,
则
∵,
∴时,有最大值,
∴的最大值为.
(3)解:∵,,,
∴,,,
若以为顶点的三角形与相似,可分两种情况:
①若,
∴,
∴,
∴,
过点作于点,
∴,
∴,
∴,
∴直线的解析式为,
∴ ,
∴,
②若,
∴,
∴,
∴,
∴,
同理的解析式为,
∴ ,
∴,
综上所述,点Q的坐标为点Q的横坐标为或.
【点睛】本题是二次函数压轴题,考查了二次函数的图象与性质、待定系数法、图形面积计算、相似三角形的判定与性质等知识点,熟练掌握二次函数图象和性质,相似三角形的性质等相关知识是解题关键.
43.抛物线分别与x轴、y轴交于点A、点、点,连接,P是抛物线上一点.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)如图,设点P的横坐标是.
①求四边形的面积;
②作直线,交于点D,求证:点D是线段的中点;
(3)若与互为余角,求点P的坐标.
【答案】(1)
(2)①15
②证明:过点C作轴,交直线于点E.
设直线的函数解析式为,由
题意得:,解得
∴直线的函数解析式为.
在中,当时,.
∴点.
∴.
∵轴,
∴.
∴.
∴,即点D是线段的中点.
(3)或
【分析】本题考查二次函数与几何图形 的综合,涉及待定系数法求函数解析式、坐标与图形、相似三角形的判定与性质、解一元二次方程等知识,利用相似三角形的性质和分类讨论思想求解是解答的关键.
(1)利用待定系数法求解即可;
(2)先求得点P和点A坐标,①连接,利用坐标与图形以及三角形的面积公式求解即可;②过点C作轴,交直线于点E,先利用待定系数法求得直线的函数解析式为,进而求得点.证明,利用相似三角形的性质得到,可得结论;
(3)过点B作于点F,先由题意求得,.过点P作轴于点G,设点,则,,根据余角性质得到,证明得到,即,然后分情况解方程即可求解.
【详解】(1)解:根据题意得:,解得:,
∴抛物线的函数解析式是;
(2)解:在中,当时,.
∴点.
由解得,.
∴点.
①连接,
则;
②略
(3)解:由题意知:,.过点B作于点F,则,.
过点P作轴于点G,则,
设点,则,,
当与互为余角时,则,又,
∴,又,
∴,
∴,即,
∴,即.
当时,解得:(舍去),.
这时点P的坐标是.
当时,解得:(舍去),.
这时点P的坐标是.
综上所述,点P的坐标是或.
44.如图所示,抛物线的图象与x轴交于点与点B,与y轴交于点,点D为抛物线的顶点,直线l为对称轴.
(1)求抛物线和直线的表达式,并求出点D的坐标;
(2)如图所示,若点M是直线上方抛物线上一动点,连接,交于点H,过点M作x轴的平行线,交直线于点G,设点M的横坐标为m.
①求用含m的代数式表示线段的长;
②求的最大值.
【答案】(1),,
(2)①,②
【分析】(1)用待定系数法即可求出抛物线解析式,将解析式转化为顶点式,可得顶点坐标,利用抛物线解析式求出点B的坐标,利用待定系数法即可求出直线的表达式;
(2)①设,代入直线:,求得,即点G的坐标为,即可求解②证明,利用二次函数的性质即可求解.
【详解】(1)解:∵抛物线经过点,,
∴,
解得.
∴抛物线的表达式为,即,
∴顶点D的坐标为,对称轴为直线.
∵A,B两点关于直线对称,
∴点B的坐标为.
设直线的表达式为,且,
∴,解得,
∴直线的表达式为;
(2)解:(2)①设,
把代入,
得,
∴点G的坐标为,
∴.
②∵,
∴,,
∴,
∴,
∵,
当时,有最大值,
的最大值为.
【点睛】本题考查二次函数的图象与性质,三角形相似的判定与性质,一次函数解析式,解题的关键是掌握待定系数法求解析式.
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