平行四边形的存在性
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平行四边形存在性问题以函数为背景的平行四边形存在性问题是近年来各地中考的热点,其图形复杂,不确定因素较多,解题有一定的难度.因此对此类问题建立解题模型,则可以大大降低学生思维难度.模型原理对角线互相平分的四边形是平行四边形.模型工具是线段的中点坐标公式和平行四边型的顶点坐标公式,再利用方程建立等式求解。
1、线段的中点坐标公式平面直角坐标系中,点A的坐标为(x1,y1),点B的坐标为(x2,y2)则线段AB的中点坐标为2、平行四边形的顶点坐标公式平行四边形的对角线顶点的横坐标、纵坐标之和相等。
平行四边形ABCD的顶点分别为A(xA,yA)B(xB,yB)C(xC,yC)D(xD,yD)则有 xA+xC=xB+xD,yA+yC=yB+yD题型一:已知三点坐标求第四点坐标(三定一动)例1:已知A(-1,2),B(2,3),C(1,0)求点D的坐标,使点A、B、C、D为顶点的四边形是平行四边形。
设D的坐标为(x,y)题型二:已知两点坐标求其余两点坐标(二定二动)例2:已知A(1,2),B(2,-3),点C在x轴上,点D在直线y=2x-1的图象上,求点D的坐标,使点A、B、C、D为顶点的四边形是平行四边形。
设C的坐标为(m,0)D的坐标为(n,2n-1)思路点拨1.第(2)题求∠ABO的正切值,要构造包含锐角∠ABO的角直角三角形.2.第(3)题解方程MN=yM-yN=BC,并且检验x的值是否在对称轴左侧.满分解答(1)将A(0, 1)、B(4, 3)分别代入y=-x2+bx+c,得当四边形MNCB是平行四边形时,MN=BC=3.解方程-x2+4x=3,得x=1或x=3.因为x=3在对称轴的右侧,所以符合题意的点M的坐标为考点伸展第(3)题如果改为:点M是抛物线上的一个点,直线MN平行于y轴交直线AB于N,如果M、N、B、C为顶点的四边形是平行四边形,求点M的坐标.那么求点M的坐标要考虑两种情况:MN=yM-yN或MN=yN-yM.图5例题:在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,动点P从点A开始沿边AC向点C以每秒1个单位长度的速度运动,动点Q从点C开始沿边CB向点B以每秒2个单位长度的速度运动,过点P作PD//BC,交AB于点D,联结PQ.点P、Q分别从点A、C同时出发,当其中一点到达端点时,另一点也随之停止运动,设运动的时间为t秒(t≥0).(1)直接用含t的代数式分别表示:QB=_______,PD=_______;(2)是否存在t的值,使四边形PDBQ为菱形?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由,并探究如何改变点Q的速度(匀速运动),使四边形PDBQ在某一时刻为菱形,求点Q的速度;(3)在整个运动过程中,求出线段PQ的中点M所经过的路径长.思路点拨1.菱形PDBQ必须符合两个条件,点P在∠ABC的平分线上,PQ//AB.先求出点P运动的时间t,再根据PQ//AB,对应线段成比例求CQ的长,从而求出点Q的速度.2.探究点M的路径,可以先取两个极端值画线段,再验证这条线段是不是点M的路径.满分解答(1)QB=8-2t,.(2)作∠ABC的平分线交CA于P,过点P作PQ//AB交BC于Q,那么四边形PDBQ是菱形.过点P作PE⊥AB,垂足为E,那么BE=BC=8.在Rt△ABC中,AC=6,BC=8,所以AB=10.(3)以C为原点建立直角坐标系.当t=0时,PQ的中点就是AC的中点E(3,0).当t=4时,PQ的中点就是PB的中点F(1,4).考点伸展第(3)题求点M的运动路径还有一种通用的方法是设二次函数:当t=2时,PQ的中点为(2,2).设点M的运动路径的解析式为y=ax2+bx+c,代入E(3,0)、F(1,4)和(2,2),得解得a=0,b=-2,c=6.所以点M的运动路径的解析式为y=-2x+6.平行四边形的存在性问题解题策略1、根据题意设其中一个点或二个点的坐标2、先利用其中三个点构造一个三角形,分别以三角形的三边为对角线,用平行四边形顶点坐标公式表示第四个点的坐标,代入到经过第四个点的函数解析式中得到方程求解;或者利用平行四边形顶点坐标公式建立方程组求解。
平行四边形存在性问题【知识储备】①平行四边形是中心对称图形②中心对称图形的性质:对称中心平分中心对称图形内通过该点的任意线段,且使中心对称图形的面积被平分③中点公式: 类型一 几何背景下的平行四边形存在性问题【典题练习】1.(2023•河北二模)如图,在四边形ABCD 中,∠A =∠B =90°,AD =8cm ,BC =6cm ,点P 从点D 出发,以1cm /s 的速度向点A 运动,点M 从点B 同时出发,以相同的速度向点C 运动,当其中一个动点到达端点时,两个动点同时停止运动.设点P 的运动时间为t (单位:s ),下列结论正确的是( )A .当t =3s 时,四边形ABMP 为矩形B .当t =4s 时,四边形CDPM 为平行四边形C .当CD =PM 时,t =3sD .当CD =PM 时,t =3s 或5s【分析】根据题意,表示出DP ,BM ,AP 和CM 的长,当四边形ABMP 为矩形时,根据AP =BM ,列方程求解即可;当四边形CDPM 为平行四边形,根据DP =CM ,列方程求解即可;当CD =PM 时,分两种情况:①四边形CDPM 是平行四边形,②四边形CDPM 是等腰梯形,分别列方程求解即可.【解答】解:根据题意,可得DP =t cm ,BM =t cm ,∵AD =8cm ,BC =6cm ,∴AP =(8﹣t )cm ,CM =(6﹣t )cm ,当四边形ABMP 为矩形时,AP =BM ,即8﹣t =t ,解得t =4,故A 选项不符合题意;当四边形CDPM 为平行四边形,DP =CM ,)2,2),(),,(21212211y y x x P y x B y x A ++坐标为(,则其中点若即t=6﹣t,解得t=3,故B选项不符合题意;当CD=PM时,分两种情况:①四边形CDPM是平行四边形,此时CM=PD,即6﹣t=t,解得t=3,②四边形CDPM是等腰梯形,过点M作MG⊥AD于点G,过点C作CH⊥AD于点H,如图所示:则∠MGP=∠CHD=90°,∵PM=CD,GM=HC,∴△MGP≌△CHD(HL),∴GP=HD,∵AG=AP+GP=8﹣t+,又∵BM=t,∴8﹣t+=t,解得t=5,综上,当CD=PM时,t=3s或5s,故C选项不符合题意,D选项符合题意,故选:D.2.(2023春•盱眙县期末)如图,在▱ABCD中,AB=6cm,AD=10cm,点P在AD边上以每秒1cm的速度从点A向点D运动.点Q在BC边上以每秒4cm的速度从点C出发,在CB之间往返运动.两个点同时出发,当点P到达点D时停止(同时点Q也停止运动),设运动时间为t秒.当5<t<10时,运动时间t为何值时,以P、D、Q、B为顶点的四边形是平行四边形()A.B.8C.4或D.或8【分析】根据P的速度为每秒1cm,可得AP=t cm,从而得到PD=(10﹣t)cm,由四边形ABCD为平行四边形可得出PD∥BQ,结合平行四边形的判定定理可得出当PD=BQ时以P、D、Q、B四点组成的四边形为平行四边形,当5<t<10时,分两种情况考虑,在每种情况中由PD=BQ即可列出关于t的一元一次方程,解之即可得出结论.【解答】解:∵四边形ABCD为平行四边形,∴PD∥BQ.若要以P、D、Q、B四点组成的四边形为平行四边形,则PD=BQ.当5<t≤时,AP=t cm,PD=(10﹣t)cm,CQ=(4t﹣20)cm,BQ=(30﹣4t)cm,∴10﹣t=30﹣4t,解得:t=;当<t≤10时,AP=t cm,PD=(10﹣t)cm,BQ=(4t﹣30)cm,∴10﹣t=4t﹣30,解得:t=8综上所述:当运动时间为秒或8秒时,以P、D、Q、B四点组成的四边形为平行四边形.故选:D.3.(2022春•曹县期中)如图,在平行四边形ABCD中,AC与BD交于点M,点F在AD上,AF=6cm,BF=12cm,∠FBM=∠CBM,点E是BC的中点,若点P以1cm/秒的速度从点A出发,沿AD向点F 运动:点Q同时以2cm/秒的速度从点C出发,沿CB向点B运动,点P运动到F点时停止运动,点Q 也同时停止运动,当点P运动()秒时,以点P、Q、E、F为顶点的四边形是平行四边形.A.2B.3C.3或5D.4或5【分析】由平行四边形的性质可得AD∥BC,AD=BC,由平行线的性质可得BF=DF=12cm,可得AD =AF+DF=18cm=BC,由平行四边形的性质可得PF=EQ,列出方程可求解.【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形∴AD∥BC,AD=BC∴∠ADB=∠MBC,且∠FBM=∠MBC∠ADB=∠FBM∴BF=DF=12cm∴AD=AF+DF=18cm=BC,∵点E是BC的中点∴EC=BC=9cm,∵以点P、Q、E、F为顶点的四边形是平行四边形∴PF=EQ∴6﹣t=9﹣2t,或6﹣t=2t﹣9∴t=3或5故选:C.4.(2023春•大竹县校级期末)如图,平行四边形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,BD=12cm,AC=6cm,点E在线段BO上从点B以1cm/s的速度运动,点F在线段OD上从点O以2cm/s的速度运动.若点E,F同时运动,设运动时间为t秒,当t=时,四边形AECF是平行四边形.【分析】先根据平行四边形的性质求出OB的长,从而得到OE的长,再由平行四边形的性质得到OE=OF进而得到关于t的方程,解方程即可.【解答】解:由题意得OE=OB﹣BE=OB﹣t,OF=2t,∵四边形ABCD是平行四边形,BD=12cm,∴OB=OD=6cm,∴OE=6﹣t,∵四边形AECF是平行四边形,∴OE=OF,∴6﹣t=2t,∴t=2,∴当t=2时,四边形AECF是平行四边形,故答案为:2.5.(2023秋•红山区校级月考)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠B=90°,AD=16cm,AB=12cm,BC=21cm,动点P从点B出发,沿射线BC的方向以每秒2cm的速度向点C运动,动点Q从点A出发,在线段AD上以每秒1cm的速度向点D运动,点P,Q分别从点B,A同时出发,当点P运动到点C时,点Q随之停止运动,设运动的时间t(秒).(1)求DQ、PC的代数表达式;(2)当t为何值时,四边形PQDC是平行四边形;(3)是否存在点P,使△PQD是等腰三角形?若存在,请求出所有满足要求的t的值;若不存在,请说明理由.【分析】(1)根据题意,写出代数表达式即可;(2)根据平行四边形的性质知DQ=CP,分当P从B运动到C时,当P从C运动到B时,两种情况进行求解即可;(3)分PQ=QD、PQ=PD、QD=PD三种情况讨论求出t值即可.【解答】解:(1)根据题意,DQ=(16﹣t)cm,PC=(21﹣2t)cm;(2)∵四边形PQDC是平行四边形,∴DQ=CP,当P从B运动到C时,∵DQ=AD﹣AQ=16﹣t,CP=21﹣2t,∴16﹣t=21﹣2t,解得:t=5,∴当t=5秒时,四边形PQDC是平行四边形;(3)当PQ=PD时,作PH⊥AD于H,则HQ=HD,∵cm,AH=BP,∴,∴.当PQ=QD时,QH=AH﹣AQ=BP﹣AQ=2t﹣t=t cm,QD=(16﹣t)cm,∵QD2=PQ2=t2+122,∴(16﹣t)2=122+t2,解得.当QD=PD时,DH=AD﹣AH=AD﹣BP=16﹣2t,∵QD2=PD2=PH2+HD2=122+16﹣2t)2,∴(16﹣t)2=122+(16﹣2t)2,即3t2﹣32t+144=0,∵Δ=(﹣32)2﹣4×3×144=﹣704<0,∴方程无实根,综上可知,当秒或秒时,△PQD是等腰三角形.6.(2023春•和平区校级月考)已知▱ABCD中,一动点P在AD边上,以每秒1cm的速度从点A向点D 运动.(1)如图1,运动过程中,若BP平分∠ABC,且满足AB=BP,求∠ABC的度数.(2)如图2,在(1)的条件下,连结CP并延长,与AB的延长线交于点F,连结DF,若CD=2cm,直接写出:△DPF的面积为cm2.(3)如图3,另一动点Q在BC边上,以每秒4cm的速度从点C出发,在BC间往返运动,两个点同时出发,当点P停止运动时Q点也停止,设运动时间为t(t>0),若AD=12cm,则t=秒时,以P、D、Q、B为顶点的四边形是平行四边形.【分析】(1)可证AB=AP,从而可证AB=BP=AP,即可求解;(2)设边CD上的高为h1,边BC上的高为h2,,可得S△DPF=S△P AB,即可求解;(3)当PD=BQ时,四边形PDBQ是平行四边形,进行分类讨论:①当12﹣t=12﹣4t时,②当12﹣t =24﹣4t时,③当12﹣t=4t﹣12时,④当12﹣t=4t﹣24时,⑤当12﹣t=36﹣4t时,⑥当12﹣t=4t﹣36时,即可求解.【解答】解:(1)∵四边形ABCD是平行四边形,∴AD∥BC,∴∠APB=∠CBP,∵BP平分∠ABC,∴∠ABP=∠CBP,∴∠ABP=∠APB,∴AB=AP,∵AB=BP,∴AB=BP=AP,∴△ABP是等边三角形,∴∠ABP=60°,∴∠ABC=120°.(2)如图,设边CD上的高为h1,边BC上的高为h2,,∵四边形ABCD是平行四边形,∴S△CDF=•CD=S▱ABCD,S△PBC=h2•BC=S▱ABCD,∴S△PBC=S△CDF=S▱ABCD,∴S△PCD+S△DPF=S▱ABCD,∴S△P AB+S△PCD=S▱ABCD,∴S△PCD+S△DPF=S△P AB+S△PCD,∴S△DPF=S△P AB,∵△ABP是等边三角形,∴S△DPF=S△P AB==3,故答案为:;(3)∵PD∥BQ,∴当PD=BQ时,四边形PDBQ是平行四边形,∵(s),∴0≤t<12,①当12﹣t=12﹣4t时,解得:t=0(不合题意,舍去);此时当P与A重合,Q与C重合;②当12﹣t=24﹣4t时,解得:t=4;③当12﹣t=4t﹣12时,解得:t=4.8;④当12﹣t=4t﹣24时,解得:t=7.2;⑤当12﹣t=36﹣4t时,解得:t=8;⑥当12﹣t=4t﹣36时,解得:t=9.6;综上所述:t为4秒或4.8秒或7.2秒或8秒或9.6秒.类型二“三定一动”求平行四边形的顶点坐标当平面直角坐标系中有3个定点,找第4个点形成平行四边形时:①设第4个点的坐标②以3个定点组成的3条线段为对角线分类讨论③以中心对称图形的性质为等量关系列式求解例,如图所示,平面直角坐标系内有A、B、C三点,在平面内找第4个点,构成平行四边形;【典题练习】7.(2022春•西双版纳期末)在平面直角坐标系中,点A、B、C的坐标分别是A(0,1),B(1,0),C(3,1),若以A,B,C,D为顶点的四边形是平行四边形,那么点D的坐标是.【分析】分三种情况:①BC为对角线时,②AB为对角线时,③AC为对角线时;由平行四边形的性质容易得出点D的坐标.【解答】解:分三种情况:①BC为对角线时,点D的坐标为(4,0);②AB为对角线时,点D的坐标为(﹣2,0)③AC为对角线时,点D的坐标为(2,2)综上所述,点D的坐标是(﹣2,0)或(4,0)或(2,2);故答案为:(4,0)或(﹣2,0)或(2,2).8.(2018春•大邑县期末)如图,在平面直角坐标系中,A(﹣2,3),B(﹣5,1),C(﹣1,0).(1)在图中作出△ABC关于x轴的对称图形△A1B1C1;(2)在图中作出△ABC关于y轴的对称图形△A2B2C2;(3)若以点A,B,C,D为顶点的四边形为平行四边形时,请直接写出满足条件的点D的坐标.【分析】(1)根据关于x轴对称的点的坐标特征写出A1、B1、C1的坐标,然后描点即可得到△A1B1C1;(2)根据关于y轴对称的点的坐标特征写出A2、B2、C2的坐标,然后描点即可得到△A2B2C2;(3)分别以AB、BC、AC为对角线画平行四边形可得到D点坐标.【解答】解:(1)如图,△A11C1为所作;(2如图,△A2B2C2为所作;(3)满足条件的点D的坐标为(2,2)或(﹣4,﹣2)或(﹣6,4).9.(2023春•凤山县期末)如图,在平面直角坐标系中,已知Rt△AOB的两直角边OA,OB分别在x轴的负半轴和y轴的正半轴上,且OA,OB的长满足|OA﹣8|+(OB﹣6)2=0,∠ABO的平分线交x轴于点C,过点C作AB的垂线,垂足为点D,交y轴于点E.(1)求直线AB的解析式;(2)若△ABC的面积为15,求点C的坐标;(3)在(2)的条件下,在坐标平面内是否存在点P,使以O,C,E,P为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)根据绝对值和完全平方式的非负性得出OA和OB的值,然后确定A点和B点的坐标,用待定系数法求出直线AB的解析式即可;(2)根据△ABC的面积为15,得出AC的长,确定C点的坐标即可;(3)分情况根据平行四边形的性质分别求出P点的坐标即可.【解答】解:(1)∵|OA﹣8|+(OB﹣6)2=0,∴OA=8,OB=6,∴A(﹣8,0),B(0,6),设直线AB的解析式为y=kx+b,代入A点和B点的坐标得,解得,∴直线AB的解析式为y=;(2)∵△ABC的面积为15,∴AC•OB=15,即AC×6=15,∴AC=5,∵OA=8,∴OC=OA﹣AC=8﹣5=3,即C(﹣3,0);(3)存在,∵D点在直线AB上,设D(a,a+6),∵BC平分∠ABO,∴CD=OC,即=3,解得a=﹣,∴D(﹣,),设直线DE的解析式为y=sx+t,∴,解得,∴直线DE的解析式为y=﹣x﹣4,∴E(0,﹣4),设点P的坐标为(m,n),①以CE为对角线时,此时以O,C,E,P为顶点的四边形是矩形,∵O(0,0),C(﹣3,0),E(0,﹣4),∴P(﹣3,﹣4);②以OE为对角线时,由平行四边形对角线互相平分可知,,解得,即P'(3,﹣4);③以OC为对角线时,由平行四边形对角线互相平分可知,,解得,即P''(﹣3,4);综上所述,符合条件的P点坐标为(﹣3,﹣4)或(3,﹣4)或(﹣3,4).类型三“两定两动”求平行四边形的顶点坐标当坐标系中有2个定点,且另外两个动点均在特殊的位置上时,方法策略同类型二。
二次函数专题提优》。
特殊四边形存在性问题二次函数专题提优:特殊四边形存在性问题一、平行四边形存在性原理:1.实验与探究:给出平行四边形ABCD的顶点A、B、C、D的坐标,并归纳发现:无论平行四边形ABCD处于直角坐标系中哪个位置,当其顶点坐标为A(a,b),B(c,d),C(m,n),D(e,f)时,则四个顶点的横坐标a,c,m,e之间的等量关系为;纵坐标b,d,n,f之间的等量关系为(不必证明)。
2.运用与推广:在同一直角坐标系中有抛物线和三个点G,S,H,且c>0.求当c为何值时,该抛物线上存在点P,使得以G,S,H,P为顶点的四边形是平行四边形,并求出所有符合条件的P点坐标。
二、平行四边形的存在性问题:1.已知抛物线y=ax²+bx+c的对称轴是x=1,经过(-2,-5)和(5,-12)两点。
1)求此抛物线的解析式。
2)设此抛物线与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于C点,D是线段BC上一点(不与点B、C 重合)。
若以B、O、D为顶点的三角形与△BAC相似,求点D的坐标。
3)点P在y轴上,点M在此抛物线上,若要使以点P、M、A、B为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出点M的坐标。
2.如图,抛物线y=ax²+bx+c交x轴于点A(-3,0)、点B(1,0),交y轴于点E(0,-3),点C是点A关于点B的对称点,点F是线段BC的中点,直线l过点F且与y轴平行,直线y=-x+m过点C,交y轴于点D。
1)求抛物线的函数表达式。
2)点K为线段AB上一动点,过点K作x轴的垂线与直线CD交于点H,与抛物线交于点G,求线段HG长度的最大值。
3、在直线l上取点M,在抛物线上取点N,使得以点A、C、M、N为顶点的四边形是平行四边形。
求点N的坐标。
解析:根据题意,可以得到以下条件:1.点A在抛物线上,坐标为(0,c);2.点C在直线l上,坐标为(0,b);3.点M在直线l上,坐标为(x,kx+b);4.点N在抛物线上,坐标为(y,ay^2+by+c)。
【存在性系列】平⾏四边形存在性问题平⾏四边形存在性问题,主要考察⼀个四边形为平⾏四边形需要满⾜的判定条件。
这部分考察的较多的主要分为“三定⼀动”,“两定两动”类型。
今天来详细讨论下平⾏四边形的存在性问题。
理论准备知识储备:1.点在平⾯直⾓坐标系中的平移2.左右平移横变纵不变,上下平移纵变横不变坐标平移⼝诀:上加下减,左减右加3. 平⾏四边形平⾏且相等4. 平⾏四边形对⾓线互相平分【处理策略⼀】利⽤对⾓新互相平分【⽅法运⽤】该⽅法适⽤于“三定⼀动”、“两定两动”类型的动点问题【处理策略⼆】利⽤对边平⾏且相等,构造全等【⽅法运⽤】该⽅法适⽤于“三定⼀动”、“两定两动”类型的动点问题常见类型以下主要讲解按照对⾓线讨论的处理⽅法类型⼀:三定⼀动【引例】如图,A(1,2),B(6,3),C(3,5)为坐标系中三个定点,问平⾯内是否存在点D,使得四边形ABCD为平⾏四边形.【处理⽅法】⼀般我们习惯分对⾓线进⾏讨论我们设D的坐标为(m,n)1.当AC为对⾓线时可以得到平⾏四边形D1ABC ∴ 1+3=6+m ,m=-2, 2+5=3+n, n=4∴D1的坐标为(-2,4)2.当BC为对⾓线时可以得到平⾏四边形ACD2B ∴ 1+m=6+3,m=8,2+n=3+5,n=6∴D2的坐标为(8,6)3.当AB为对⾓线时可以的到平⾏四边形ACBD3 ∴ 1+6=3+m,m=4,2+3=5+n,n=0∴D3的坐标为(4,0)类型⼆:两定两动【引例1】已知A(2,1)、B(4,2),点C在x轴上,点D在y轴上,且以A、B、C、D为顶点的四边形是平⾏四边形,求C、D坐标.【处理⽅法】对于两个动点的问题我们也是采取分对⾓线进⾏讨论即可设C的坐标为(m,0),D的坐标我(0,n)1.当AB为对⾓线时2+4=m+0,m=61+2=n+0,n=3∴C的坐标为(6,0),D的坐标为(0,3)2.当AC为对⾓线时2+m=4,m=21+0=2+n,n=-1∴此时C的坐标为(2,0),D的坐标为(0,-1)3.当AD为对⾓线时2+0=m+4,m=-21+n=0+2,n=1∴C的坐标为(-2,0),D的坐标为(0,1)【引例2】如图,在平⾯直⾓坐标系中,有两点A(1,3),B(3,6),C为x轴上的⼀个动点。
平行四边形的存在性东台卞进宇——部分参考广猛说题存在性问题一直是中考的热点题型,比如角的存在性、等腰三角形的存在性、全等三角形的存在性、相似三角形的存在性问题等等,而这类问题也是常常作为压轴题出现的。
平行四边形存在性问题是有两种说法的:一类是有序的,存在平行四边形ABCD,那么A、B、C、D四点的一定是按照顺时针或逆时针排布的;二类是无序的,以A、B、C、D为顶点的四边形是平行四边形,那么这四个点是没有固定顺序的。
本文主要讨论的就是第二类情况,无序状态下的平行四边形的存在性问题,并且从两个方面对这个问题进行讨论分析。
几何分析法三定点问题如图1,平面内存在三个定点A、B、C,在平面内找一点D,使得以A、B、C、D为顶点的四边形是平行四边形.对于三定点的问题,我们只需分三种情形讨论(如图2):①当AB为对角线时,D点所在位置为D1,采用斜化直思想,如图3构造全等三角形,从而求出D1坐标.②当AC为对角线时,D点所在位置为D2,同理可求出D2坐标.③当BC为对角线时,D点所在位置为D3,同理可求出D3坐标.两定点问题对于两个定点,两个动点的问题,其中一个动点基本是在直线上动的,还有一个动点可以在直线上动,也可以在双曲线上动,甚至在抛物线上动,我们把在直线上的那个动点称为主动点,另一个动点称为从动点(特殊的如果两个动点都在直线上,那么主动点和从动点随意).对于此类问题我们步骤如下:第一步:以定线段为边还是为对角线,分两类情况讨论;第二步:以主动点的直线轨迹去分析从动点的直线轨迹,并画出;第三步:找出从动点的直线轨迹与从动点一开始所在轨迹的所有交点,此点为最终的从动点位置,并反过来确定主动点最终位置;第四步:利用上述全等三角形的构造法确定两个动点的坐标.举例:如图4,平面内存在两定点A 、B ,动点C 在x 轴上,动点D 在y 轴上,使得以A 、B 、C 、D 为顶点的四边形是平行四边形.分析:以定线段AB 为平行四边形的边还是对角线分两种情况讨论:① 以定线段AB 为平行四边形的边,则AB CD ∥.由主动点C 点的直线轨迹,确定从动点D 点的直线轨迹,如图5所示的a 、b 两条直线为D 点的轨迹,则最终D 点位置为a 、b 两条直线与双曲线的交点D 1 、D 2,并反向确定最终C 点的位置,如图6.② 以定线段AB 为平行四边形的对角线,则AB 与CD 互相平分. 由主动点C 点的直线轨迹,确定从动点D 点的直线轨迹,如图7所示的直线c 为D 点的轨迹,则最终D 点位置为直线c 与双曲线的交点D 3,并反向确定最终C 点的位置,如图8.坐标通法要用坐标通法解决平行四边形存在性问题,我们首要前提是需要了解中点公式.如图9,在平面直角坐标系中,若已知点(,)A A A x y 、点(,)B B B x y 和点(,)C C C x y ,且点C 为线段AB 的中点,则有22A B C AB C x x x y y y . 如图10,在平面直角坐标系中,若四边形ABCD 是平行四边形,根据中点公式有22A C P A C P x x x y y y 和22B D P B D P x x x y y y ,所以A C B D AC BD x x x x y y y y .对于大多数平行四边形存在性问题,我们基本上都可以用坐标通法来解决,具体步骤如下: 第一步:写出或设出三个顶点坐标;第二步:以“哪两个顶点相对”为分类标准,分三类情况讨论,列出方程,求出第四个顶点坐标;第三步:将第四个顶点坐标带入相应的函数关系式即可.例题演练:例1:已知反比例6y x上有两点(2,3)A 和(6,1)B ,点C 在x 轴上,点D 在反比例图像上,若以A 、B 、C 、D 为顶点的四边形是平行四边形,求出点C 和点D 的坐标.方法一:几何分析法第一种情况:AB CD ∥构造D 点直线轨迹,找出点D ,并反向找出点C ,并构造如图直角三角形,则212D N D M AP ,214NC MC BP ,所以11(3,2)(7,0)D C 、22(3,2)(7,0)D C . 第二种情况:AB 与CD 互相平分构造D 点直线轨迹,找出点D ,并反向找出点C ,中点(4,2)P ,则点33(,4)2D ,所以点313(,0)2C 综上所述:11(3,2)(7,0)D C 、22(3,2)(7,0)D C 、333(,4)213(,0)2D C方法二:坐标通法已知(2,3)A 、(6,1)B ,设(,0)C m第一种情况:BC 作为对角线有B C A D B C A D x x x x y y y y ,即62103D Dm x y ,得(4,2)D m 将(4,2)D m 带入6y x ,解得7m ,所以11(3,2)(7,0)D C 第二种情况:AC 作为对角线有A C B D A C B D x x x x y y y y ,即26301D D m x y ,得42D D x m y 将(4,2)D m 带入6y x ,解得7m ,所以22(3,2)(7,0)D C 第三种情况:AB 作为对角线有A B C D A B C D x x x x y y y y ,即26310D D m x y ,得84D Dx m y 将(8,4)D m 带入6y x ,解得132m ,所以333(,4)213(,0)2D C 综上所述:11(3,2)(7,0)D C 、22(3,2)(7,0)D C 、333(,4)213(,0)2D C。
平行四边形的存在性一、已知两个定点,再找两个点构成平行四边形例1、在平面直角坐标系中,已知抛物线经过A )0,4(-,B )4,0(-,C )0,2(三点.(1)求抛物线的解析式;(2)若点M 为第三象限内抛物线上一动点,点M 的横坐标为m ,△AMB 的面积为S .求S 关于m 的函数关系式,并求出S 的最大值.(3)若点P 是抛物线上的动点,点Q 是直线x y -=上的动点,判断有几个位置能够使得点P 、Q 、B 、O 为顶点的四边形为平行四边形,直接写出相应的点Q 的坐标.练习:1、如图8,在平面直角坐标系xOy 中,半径为的C 与x 轴交于()1,0A -、()3,0B 两点,且点C 在x 轴的上方.(1)求圆心C 的坐标;(2)已知一个二次函数的图像经过点A 、B 、C ,求这二次函数的解析式;(3)设点P 在y 轴上,点M 在(2)的二次函数图像上,如果以点P 、M 、A 、B 为顶点的四边形是平行四边形,请你直接写出点M 的坐标.2、【09福建莆田】已知,如图抛物线23(0)=++>与y轴交于C点,与x轴y ax ax c a交于A、B两点,A点在B点左侧。
点B的坐标为(1,0),OC=30B.(1)求抛物线的解析式;(2)若点D是线段AC下方抛物线上的动点,求四边形ABCD面积的最大值:(3)若点E在x轴上,点P在抛物线上。
是否存在以A、C、E、P为顶点且以AC为一边的平行四边形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.3、【07浙江义乌】如图,抛物线223y x x=--与x轴交A、B两点(A点在B点左侧),直线l与抛物线交于A、C两点,其中C点的横坐标为2.(1)求A、B 两点的坐标及直线AC的函数表达式;(2)P是线段AC上的一个动点,过P点作y轴的平行线交抛物线于E点,求线段PE长度的最大值;(3)点G抛物线上的动点,在x轴上是否存在点F,使A、C、F、G这样的四个点为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,求出所有满足条件的F点坐标;如果不存在,请说明理由.4、【09辽宁抚顺】已知:如图所示,关于x的抛物线2(0)=++≠与x轴交于点y ax x c aB,,与y轴交于点C.(20)A-,、点(60)(1)求出此抛物线的解析式,并写出顶点坐标;(2)在抛物线上有一点D,使四边形A B D C为等腰梯形,写出点D的坐标,并求出直线A D的解析式;(3)在(2)中的直线A D交抛物线的对称轴于点M,抛物线上有一动点P,x轴上有一动点Q.是否存在以A M P Q、、、为顶点的平行四边形?如果存在,请直接写出点Q的Array坐标;如果不存在,请说明理由.二、已知三个定点,再找一个定点构成平行四边形(平面内有三个点满足)例2、已知抛物线c=2)0+bxy+axA,)0,1(B,)3,0(C三点(-a过点)0,3(≠(1)求抛物线的解析式;(2) 若抛物线的顶点为P,求PAC∠正切值;(3)若以A、P、C、M为顶点的四边形是平行四边形,求点M的坐标.练习:1、【08湖北十堰】已知抛物线b ax ax y ++-=22与x 轴的一个交点为A (-1,0),与y 轴的正半轴交于点C .⑴直接写出抛物线的对称轴,及抛物线与x 轴的另一个交点B 的坐标; ⑵当点C 在以AB 为直径的⊙P 上时,求抛物线的解析式; ⑶坐标平面内是否存在点M ,使得以点M 和⑵中抛物线上的三点A 、B 、C 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.2、【09浙江湖州】已知抛物线22y x x a =-+(0a <)与y 轴相交于点A ,顶点为M .直线12y x a =-分别与x 轴,y 轴相交于B C ,两点,并且与直线A M 相交于点N .(1)填空:试用含a 的代数式分别表示点M 与N 的坐标,则()()M N , , , ;(2)如图,将N AC △沿y 轴翻折,若点N 的对应点N ′恰好落在抛物线上,A N ′与x 轴交于点D ,连结C D ,求a 的值和四边形A D C N 的面积;(3)在抛物线22y x x a =-+(0a <)上是否存在一点P ,使得以P A C N ,,,为顶点的. 第(2)题备用图。
平行四边形存在性问题的解题策略
平行四边形存在性问题是一个常见的几何问题,即给定4条线段,判断它们是否可以构成一个平行四边形。
虽然这个问题看起来很简单,但是解决起来却并不容易。
解决平行四边形存在性问题的第一步是要判断这四条线段是否为平行线段。
根据对称性,可以把这四条线段分成两组,分别是AB和CD,那么AB两条线段是否平行,与CD两条线段是否平行,就可以用一般平行线段的性质来判断,即两条平行线段之间的角度是180°。
若AB和CD两组线段都是平行线段,则说明这四条线段可能构成平行四边形,接下来就要判断对角线的关系。
可以用向量的性质来判断,即对角线的夹角是90°,判断时要将AB和CD两组线段的终点向量相加,若其夹角为90°,则说明这四条线段可以构成平行四边形。
另外,若AB两条线段不是平行线段,则这四条线段一定不能构成平行四边形。
因为平行四边形的4条边都是平行线段,而AB两条线段不是平行线段,则说明这四条线段不可能构成平行四边形。
总之,解决平行四边形存在性问题的关键是要判断四条线段之间的关系,即AB两条线段是否平行,以及AB两条线段的终点向量之和的夹角是否为90°。
只有当这两个条件都满足时,这四条线段才能构成平行四边形。
专题17 函数动点问题中平行四边形存在性类型一、平行四边形存在性结论:A C B DA CB Dx x x xy y y y+=+⎧⎨+=+⎩类型二、特殊平行四边形存在性1. 矩形存在性常用解题思路:构造一线三直角(借助相似或三角函数求解);利用矩形对角线相等(直角三角形斜边的中线等于斜边的一半)借助勾股定理求解等.2. 菱形存在性常用解题思路:利用菱形四条边相等,对角线互相垂直,借助勾股定理等求解.3. 正方形存在性常用解题思路:兼具矩形和菱形二者.【例1】(2018·郑州预测卷)如图,直线y=334x-+与x轴交于点C,与y轴交于点B,抛物线y= 234ax x c++经过B、C两点.(1)求抛物线的解析式;(2)如图,点E是直线BC上方抛物线上的一个动点,当△BEC的面积最大时,求出点E的坐标和最大值;(3)在(2)条件下,过点E作y轴的平行线交直线BC于点M,连接AM,点Q是抛物线对称轴上的动点,在抛物线上是否存在点P,使以点P、Q、A、M为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】见解析.【解析】解:(1)∵直线y =334x -+与x 轴交于点C ,与y 轴交于点B ,∴B (0,3),C (4,0),将B (0,3),C (4,0)代入y = 234ax x c ++得: 16303a c c ++=⎧⎨=⎩,解得:383a c ⎧=-⎪⎨⎪=⎩, ∴抛物线的解析式为:233384y x x =-++.(2)过点E 作EF ⊥x 轴于F ,交BC 于M ,设E (x ,233384x x -++),则M (x ,334x -+),∴ME =233384x x -++-(334x -+)=23382x x -+∴S △BEC =12×EM ×OC =2EM=2(23382x x -+)=()23234x --+,∴当x =2时,△BEC 的面积取最大值3,此时E (2,3).(3)由题意得:M (2,32),抛物线对称轴为:x =1,A (-2,0),设P (m ,y ),y =233384m m -++,Q (1,n )①当四边形APQM 为平行四边形时,有:212m -+=+,解得:m =-3, 即P (-3,218-); ②当四边形AMPQ 为平行四边形时,有:-2+m =2+1,即m =5 即P (5, 218-); ③当四边形AQMP 为平行四边形时,有:2-2=1+m ,得:m =-1, 即P (-1,158); 综上所述,抛物线上存在点P ,使以点P 、Q 、A 、M 为顶点的四边形是平行四边形,点P 的坐标为:(-3,218-),(5, 218-),(-1,158).【变式1-1】(2018·河师大附中模拟)如图,抛物线y =ax 2+bx +c (a ≠0)与x 轴交于点A (-1,0)、B (3,0)两点,与y 轴交于点C (0,-3).(1)求抛物线的解析式与顶点M 的坐标; (2)求△BCM 的面积与△ABC 面积的比;(3)若P 是x 轴上一个动点,过P 作射线PQ ∥AC 交抛物线于点Q ,随着P 点的运动,在x 轴上是否存在这样的点P ,使以点A 、P 、Q 、C 为顶点的四边形为平行四边形?若存在请直接写出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】见解析.【解析】解:(1)将A (-1,0),B (3,0), C (0,-3)代入y =ax 2+bx +c ,得:9303a b c a b c c -+=⎧⎪++=⎨⎪=-⎩, 解得:a =1,b =-2,c =-3,即抛物线的解析式为:y=x2-2x-3,顶点M的坐标为:(1,-4);(2)连接BC,BM,CM,过M作MD⊥x轴于D,如图所示,S△BCM=S梯形ODMC+S△BDM-S△BOC=3,S△ACB=6,∴S△BCM:S△ACB=1:2;(3)存在.①当点Q在x轴上方时,过Q作QF⊥x轴于F,如图所示,∵四边形ACPQ为平行四边形,∴QP∥AC,QP=AC∴△PFQ≌△AOC,∴FQ=OC=3,∴3=x2﹣2x﹣3,解得x或x=1,∴Q,3)或(1,3);②当点Q在x轴下方时,过Q作QE⊥x轴于E,如图所示,同理,得:△PEQ≌△AOC,∴EQ=OC=3,∴﹣3=x2﹣2x﹣3,解得:x=2或x=0(与C点重合,舍去),∴Q(2,﹣3);综上所述,点Q的坐标为:,3)或(1,3)或(2,﹣3).【例2】(2018·郑州三模)如图所示,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx-5与x轴交于A(-1,0),B(5,0)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)如图2所示,CE∥x轴与抛物线相交于点E,点H是直线CE下方抛物线上的动点,过点H且与y轴平行的直线与BC、CE分别交于点F、G,试探究当点H运动到何处时,四边形CHEF的面积最大,求点H的坐标及最大面积;(3)点M是(1)中所求抛物线对称轴上一动点,点N是反比例函数y=kx图象上一点,若以点B、C、M、N为动点的四边形是矩形,请直接写出满足条件的k的值.【答案】见解析.【解析】解:(1)将A (-1,0),B (5,0)代入y =ax 2+bx -5得:5025550a b a b --=⎧⎨+-=⎩,解得:14a b =⎧⎨=-⎩, 即抛物线的解析式为:y =x 2-4x -5.(2)在y =x 2-4x -5中,当x =0时,y =-5,即C (0,-5), ∵CE ∥x 轴,则C 、E 关于直线x =2对称, ∴E (4,-5), CE =4,由B (5,0), C (0,-5)得直线BC 的解析式为:y =x -5, 设H (m ,m 2-4m -5), ∵FH ⊥CE , ∴F (m ,m -5),∴FH = m -5-(m 2-4m -5)= -m 2+5m , S 四边形CHEF =12·FH ·CE =12(-m 2+5m )×4 =-2(m -52)2+252,当m =52时,四边形CHEF 的面积取最大值252,此时H (52,354-).(3)设M (2,m ),N (n ,kn),B (5,0),C (0,-5), ①当BC 为矩形对角线时,此时:2+n =5+0,m +kn=0-5,即n =3,设BC 与MN 交于点H ,则H (52,52-),MH =12BC =2,∴222552222m ⎛⎛⎫⎛⎫-++= ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 解得:m =1或m =-6,当m =1时,k =-18;m =-6时,k =3, ②当BC 为矩形边时,分两种情况讨论:(i )当点M 在直线BC 下方时,即四边形BCMN 为矩形,则∠BCM=90°,2+5=n+0,m=kn-5,过M作MH⊥y轴于H,则由OB=OC知,∠OCB=45°,∴∠MCH=∠CMH=45°,即CH=MH,∴-5-m=2,解得:m=-7,n=7,k=-14;(ii)当点M在直线BC上方时,即四边形BCNM为矩形,则∠CBM=90°,n+5=2,kn=m-5,设对称轴与x轴交于点H,同理可得:BH=MH,∴3=m,n=-3,k=6;综上所述,k的值为:-18,3,-14或6.【变式2-1】(2019·驻马店二模)如图,抛物线y=-x2+bx+c经过A(-1,0),B(3,0)两点,且与y轴交于点C,点D是抛物线的顶点,抛物线的对称轴DE交x轴于点E,连接BD.(1)求经过A,B,C三点的抛物线的函数表达式.(2)点P是线段BD上一点,当PE=PC时,求点P的坐标.(3)在(2)的条件下,过点P作PF⊥x轴于点F,G为抛物线上一动点,M为x轴上一动点,N 为直线 PF 上一动点,当以 F ,M ,G ,N 为顶点的四边形是正方形时,请求出点 M 的坐标.【答案】见解析.【解析】解:(1)∵抛物线 y =-x 2+bx +c 经过 A (-1,0),B (3,0)两点,∴10930b c b c --+=⎧⎨-++=⎩,解得:23b c =⎧⎨=⎩,即抛物线的解析式为:y =-x 2+2x +3.(2)由y =-x 2+2x +3知,C (0,3),E (1,0),D (1,4), 可得直线BD 的解析式为:y =-2x +6,设P (m ,-2m +6),由勾股定理得:PE 2=()()22126m m -+-+,PC 2=()22263m m +-+-, 由PE =PC ,得:()()22126m m -+-+=()22263m m +-+-, 解得:m =2,即P (2,2).(3)∵M 在x 轴上,N 在直线PF 上, ∴∠NFM =90°,由四边形MFNG 是正方形,知MF =MG , 设M (n ,0),则G (n ,-n 2+2n +3), MG =|-n 2+2n +3|,MF =|n -2|, ∴|-n 2+2n +3|=|n -2|,解得:n n n n ,故点M 的坐标为:0),0),(12,0),(12-,0).【变式2-2】(2019·大联考)如图1,抛物线y =ax 2+bx +c 经过点A (-4,0),B (1,0),C (0,3),点P 在抛物线上,且在x 轴的上方,点P 的横坐标记为t .(1)求抛物线的解析式;(2)如图2,过点P 作y 轴的平行线交直线AC 于点M ,交x 轴于点N ,若MC 平分∠PMO ,求t 的值.(3)点D 在直线AC 上,点E 在y 轴上,且位于点C 的上方,那么在抛物线上是否存在点P ,使得以点C 、D 、E 、P 为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出菱形的面积.图1 图2【答案】见解析.【解析】解:(1)∵抛物线y =ax 2+bx +c 经过点A (-4,0),B (1,0),C (0,3),∴301640c a b c a b c =⎧⎪++=⎨⎪-+=⎩,解得:39434c b a ⎧⎪=⎪⎪=-⎨⎪⎪=-⎪⎩,即抛物线的解析式为:y =34-x 294-x +3. (2)由A (-4,0),C (0,3)得直线AC 的解析式为:y =334x +, ∵点P 的横坐标为t , ∴M (t ,334t +), ∵PN ∥y 轴, ∴∠PMC =∠MCO , ∵MC 平分∠PMO , ∴∠PMC =∠OMC , ∴∠MCO =∠OMC , 即OM =OC =3,∴OM 2=9,即223394t t ⎛⎫++= ⎪⎝⎭,解得:t =0(舍)或t =7225,∴当MC 平分∠PMO 时,t =7225. (3)设P (t , 34-t 294-t +3), ①当CE 为菱形的边时,四边形CEPD 为菱形,则PD ∥y 轴,CD =PD ,则D (t ,334t +),∴PD =34-t 294-t +3-(334t +)=34-t 23-t , 由勾股定理得:CD =54t -,∴34-t 23-t =54t -,解得:t =0(舍)或t =73-, 即PD =3512,菱形面积为:3512×73=24536; ②当CE 为菱形的对角线时,此时P 与D 点关于y 轴对称,则D (-t , 34-t 294-t +3),将D 点坐标代入y =334x +,得: 34-t 294-t +3=()334t -+,解得:t =0(舍)或t =-2, PD =4,CE =3,菱形的面积为:12×4×3=6;综上所述,菱形的面积为:24536或6.1.(2019·南阳毕业测试)如图1,抛物线y =ax 2+bx +2与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于点C ,AB =4,矩形OBDC 的边CD =1,延长DC 交抛物线于点E .(1)求抛物线的解析式;(2)如果点N 是抛物线对称轴上的一点,抛物线上是否存在点M ,使得以M ,A ,C ,N 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出所有满足条件的点M 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】见解析.【解析】解:(1)∵矩形OBDC 的边CD =1, ∴OB =1,由AB =4,得OA =3, ∴A (﹣3,0),B (1,0),∵抛物线y =ax 2+bx +2与x 轴交于A ,B 两点, ∴a +b +2=0,9a -3b +2=0, 解得:a =23-,b =43-, ∴抛物线解析式为y =23-x 243-x +2; (2)以AC 为边或对角线分类讨论: A (﹣3,0),C (0,2),抛物线y =23-x 243-x +2的对称轴为x =﹣1, 设M (m , y M ),N (-1,n ),y M =23-m 243-m +2 ①当四边形ACMN 为平行四边形时,有:312Mm y n -+=-⎧⎨=+⎩,解得:m =2,y M =103-,即M (2,103-); ②当四边形ACNM 为平行四边形时,有:312Mmy n --=⎧⎨+=⎩,解得:m =-4,y M =103-,即M (-4,103-); ③当四边形AMCN 为平行四边形时,有:312Mm y n -=-⎧⎨=+⎩,解得:m =-2,y M =2,即M (-2,2); 综上所述,点M 的坐标为(2,103-)或(﹣4,103-)或(﹣2,2). 2.(2019·开封模拟)如图,直线y =﹣x +4与抛物线y =﹣12x 2+bx +c 交于A ,B 两点,点A 在y 轴上,点B 在x 轴上.(1)求抛物线的解析式;(2)在x 轴下方的抛物线上存在一点P ,使得∠ABP =90°,求出点P 坐标;(3)点E 是抛物线对称轴上一点,点F 是抛物线上一点,是否存在点E 和点F 使得以点E ,F ,B ,O 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点F 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】见解析.【解析】解:(1)在y=﹣x+4中,当x=0时,y=4,当y=0时,x=4,即点A、B的坐标分别为(0,4)、(4,0),将(0,4)、(4,0),代入二次函数表达式,并解得:b=1,c=4,抛物线的解析式为:y=﹣12x2+x+4;(2)∵OA=OB=4,∴∠ABO=45°,∵∠ABP=90°,则∠PBO=45°,若直线PB交y轴于点M,则OM=OB=4,可得直线BP的解析式为:y=x-4,联立:y=x-4,y=﹣12x2+x+4,得:x=4,y=0(即B点);x=-4,y=-8,即P(-4,-8).(3)存在;由y=﹣12x2+x+4知抛物线的对称轴为:x=1,设E(1,m),F(n,﹣12n2+n+4),O(0,0),B(4,0),①当四边形OBEF是平行四边形时,有:EF=4,∴n-1=-4,即n=-3,F点坐标为(-3,72 -);②当四边形OBFE是平行四边形时,有:EF=4,n-1=4,即n=5,F点坐标为(5,72 -);③当四边形OFBE 是平行四边形时,有:410Fn m y =+⎧⎨=+⎩,即n =3,F 点坐标为(3,52);综上所述:点F 的坐标为(5,72-),(﹣3,72-),(3,52). 3.(2019·开封二模)如图,抛物线y =ax 2+bx +2与直线y =﹣x 交第二象限于点E ,与x 轴交于A (﹣3,0),B 两点,与y 轴交于点C ,EC ∥x 轴.(1)求抛物线的解析式;(2)如果点N 是抛物线对称轴上的一个动点,抛物线上存在一动点M ,若以M ,A ,C ,N 为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出所有满足条件的点M 的坐标.【答案】见解析.【解析】解:(1)由题意知:A (﹣3,0),C (0,2),EC ∥x 轴 ∴点E 的纵坐标为2, ∵点E 在直线y =﹣x 上, ∴点E (﹣2,2),∵将A (﹣3,0)、E (﹣2,2)代入y =ax 2+bx +2,得:93204222a b a b -+=⎧⎨-+=⎩,解得:2343a b ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩抛物线的解析式为:224233y x x =--+;(2)由224233y x x =--+知,抛物线的对称轴为x =-1,设N (-1,n ),M (m ,224233m m --+),∵A (﹣3,0),C (0,2),(1)当四边形ACNM 是平行四边形时,有:312Mm n y --=⎧⎨=+⎩,得:m =-4,y M = 103-; 即M (-4,103-). (2)当四边形ACMN 是平行四边形时,有:312Mm n y -+=-⎧⎨+=⎩,得:m =2,y M = 103-; 即M (2,103-). (3)当四边形ANCM 是平行四边形时,有:312Mmn y -=-+⎧⎨=+⎩,得:m =-2,y M = 2; 即M (-2,2).综上所述,M 点的坐标是(-4,103-),(2,103-),(-2,2). 4.(2019·名校模考)如图,抛物线y =ax 2+bx ﹣1(a ≠0)交x 轴于A ,B (1,0)两点,交y 轴于点C ,一次函数y =x +3的图象交坐标轴于A ,D 两点,E 为直线AD 上一点,作EF ⊥x 轴,交抛物线于点F(1)求抛物线的解析式;(2)在平面直角坐标系内存在点G ,使得G ,E ,D ,C 为顶点的四边形为菱形,请直接写出点G 的坐标.【答案】见解析.【解析】解:(1)将y =0代入y =x +3,得x =﹣3.∴A(﹣3,0).∵抛物线y=ax2+bx﹣1交x轴于A(﹣3,0),B(1,0)两点,∴109310a ba b+-=⎧⎨--=⎩,解得:1323ab⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩抛物线的解析式为y=13x2+23x﹣1;(2)点G的坐标为(2,1),(﹣,﹣1),(﹣1),(﹣4,3).①当四边形DCEG是菱形时,CD=CE=EG=4,设E(m,m+3),则G(m,m+7),由C(0,-1),E(m,m+3),得:CE2=m2+(m+4)2=16,解得:m=0(舍)或m=-4,此时G(-4,3);②当四边形DCGE是菱形时,CG2=16,设E(m,m+3),则G(m,m-1),即m2+ m2=16,解得:m=m=-此时,G(1)或G(--1);③当四边形DGCE是菱形时,设E(m,m+3),则G(-m,-m-1),此时E在CD的垂直平分线上,即m+3=1,m=-2,此时G(2,1);综上所述,点G的坐标为:(-4,3)、(1)、(--1)、(2,1).5.(2019·枫杨外国语三模)(2019·枫杨外国语三模)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,点A的坐标为(-1,0),点C的坐标为(0,3),点D和点C关于抛物线的对称轴对称,直线AD与y轴交于点E.(1)求抛物线的解析式;(2)点M是抛物线的顶点,点P是y轴上一点,点Q是坐标平面内一点,以A,M,P,Q为顶点的四边形是以AM为边的矩形.若点T和点Q关于AM所在直线对称,求点T的坐标.【答案】见解析.【解析】解:(1)将(-1,0),(0,3)代入y=﹣x2+bx+c,得:-1-b+c=0,c=3,解得:b=2,c=3,即抛物线的解析式为:y=﹣x2+2x+3.(2)由y=﹣x2+2x+3知,点M(1,4),分两种情况讨论,①当四边形MAPQ是矩形时,过M作MH⊥x轴于H,则MH=4,AH=2,易证得:∠APO=∠MAH,∴tan∠APO= tan∠MAH,即OA MHOP AH=2,∴OP=12,即P(0,-12),由A(-1,0)、M(1,4),P(0,-12)得:点Q坐标为(2,72),∵点T和点Q关于AM所在直线对称,即点Q与点T关于点M(1,4)对称,∴T(0,92 );②当四边形AMPQ是矩形时,同理可得:T(0,12 -);综上所述,点T的坐标为(0,92),(0,12-).6.(2019·焦作二模)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=x+b的图象经过点A(-2,0),与反比例函数kyx=(x>0)的图象交于点B(a,4).(1)求一次函数和反比例函数的表达式;(2)设M是直线AB上一点,过M作MN∥x轴,交反比例函数kyx=(x>0)的图象于点N,若以A,O,M,N为顶点的四边形是平行四边形,求点M的横坐标.【答案】见解析.【解析】解:(1)将A(-2,0)代入y=x+b,得:b=2,即一次函数的解析式为:y=x+2,将B(a,4)代入y=x+2,得:a=2,即B(2,4),将B(2,4)代入kyx=得:x=8,即反比例函数的解析式为:8 yx =.(2)设M(m,m+2),则N(82m+,m+2),由题意知,MN∥OA,则需MN=OA=2时,以A,O,M,N为顶点的四边形是平行四边形,∴82mm-+=2,解得:m=2或m=-2(舍)或m=m=-(舍),∴点M的坐标为:(2,+2).7.(2019·许昌月考)如图1,二次函数y=43x2+bx+c的图象与x轴交于A(3,0),B(﹣1,0)两点,与y轴交于点C.(1)求该二次函数的解析式;(2)设该抛物线的顶点为D,求△ACD的面积(请在图1中探索);(3)若点P,Q同时从A点出发,都以每秒1个单位长度的速度分别沿AB,AC边运动,其中一点到达端点时,另一点也随之停止运动,当P,Q运动到t秒时,△APQ沿PQ所在的直线翻折,点A恰好落在抛物线上E点处,请直接判定此时四边形APEQ的形状,并求出E点坐标(请在图2中探索).图1 图2【答案】见解析.【解析】解:(1)∵二次函数y=43x2+bx+c的图象与x轴交于A(3,0),B(﹣1,0),∴493034103b cb c⎧⨯++=⎪⎪⎨⎪⨯-+=⎪⎩,解得:834bc⎧=-⎪⎨⎪=-⎩,即抛物线的解析式为:y=43x2﹣83x﹣4;(2)过点D作DM⊥y轴于点M,y =43x 2﹣83x ﹣4 =43(x ﹣1)2﹣163, ∴点D (1,﹣163)、点C (0,﹣4), S △ACD =S 梯形AOMD ﹣S △CDM ﹣S △AOC=12×(1+3)×163﹣12×(163﹣4)×1﹣12×3×4 =4;(3)四边形APEQ 为菱形,理由如下:E 点关于PQ 与A 点对称,过点Q 作QF ⊥AP 于F ,由折叠性质知: AP =EP ,AQ =EQ ∵AP =AQ =t , ∴AP =AQ =QE =EP , ∴四边形AQEP 为菱形, ∵FQ ∥OC ,∴AF FQ AQOA OC AC ==, ∴345AF FQ t ==∴AF =35t ,FQ =45t ,Q (3﹣35t ,﹣45t ),E (3﹣35t ﹣t ,﹣45t ),∵E 在二次函数y =43x 2﹣83x ﹣4上,∴﹣45t =43(3﹣85t )2﹣83(3﹣85t )﹣4,∴t =14564或t =0(舍去), ∴E (﹣58,﹣2916).8.(2018·新乡一模)如图,一次函数122y x =-+分别交y 、x 轴于A 、B 两点,抛物线2y x bx c=-++过A ,B 两点.(1)求这个抛物线的解析式;(2)作垂直于x 轴的直线x =t ,在第一象限交直线AB 于M ,交这个抛物线于N . 求当t 取何值时,MN 有最大值?最大值是多少?(3)在(2)的情况下,以A ,M 、N 、D 为顶点作平行四边形,直接写出第四个顶点D 的坐标.【答案】见解析【解析】解:(1)在122y x =-+得,当x =0时,y =2;y =0时,x =4,即A (0,2),B (4,0),把A (0,2),B (4,0)代入2y x bx c =-++,得: 21640c b c =⎧⎨++=⎩-,解得722b c ⎧=⎪⎨⎪=⎩, ∴抛物线解析式为2722y x x =-++. (2)由题意知,1(,2)2M t t -+,27(,2)2N t t t -++,∴MN =2712(2)22t t t -++--+=2(2)4t --+, ∴当t =2时,MN 有最大值4.(3)根据平行四边形的性质,得:D 点坐标为:(0,6),(0,-2)或(4,4).9.(2019·周口二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y =ax 2+bx +4与x 轴交于A (-1,0),B (4,0)两点,与y 轴交于点C .(1)求这个抛物线的解析式;(2)设E 是该抛物线上位于对称轴右侧的一个动点,过点E 作x 轴的平行线交抛物线于另一点F ,过点E 作EH ⊥x 轴于点H ,再过点F 作FG ⊥x 轴于点G ,得到矩形EFGH .在点E 的运动过程中,当矩形EFGH 为正方形时,直接写出该正方形的边长.【答案】见解析.【解析】解:(1)∵抛物线y =ax 2+bx +4与x 轴交于A (-1,0),B (4,0)两点,∴4016440a b a b -+=⎧⎨++=⎩,解得:13a b =-⎧⎨=⎩,即抛物线的解析式为:y =-x 2+3x +4. (2)∵四边形EFGH 是矩形,∴当EF =EH 时,四边形EFGH 是正方形,设E(m, -m2+3m+4),则F(3-m,-m2+3m+4),m>32,∴EF=2m-3,EH=|-m2+3m+4|,∴2m-3=|-m2+3m+4|,解得:m或m(舍)或m或m(舍)∴正方形的边长EF2,综上所述,正方形EFGH的边长为:2.10.(2019·郑州一中模拟)如图所示,平面直角坐标系中直线y=x+1交坐标轴于点A、D两点,抛物线y=ax2+bx-3经过A、C两点,点C坐标为(a,5). 点M为直线AC上一点,过点M作x轴的垂线,垂足为F,交抛物线于点N.(1)求抛物线解析式;(2)是否存在点M,使得以点D、E、M、N为顶点的四边形为平行四边形,如果有,求点M的坐标,如果没有,请说明理由.【解析】解:∵直线y =x +1交坐标轴于点A 、D 两点, ∴A (-1,0),D (0,1),∵点C (a ,5)在直线y =x +1上, ∴a =4,即C (4,5),将A (-1,0),C (4,5)代入y =ax 2+bx -3得:3016435a b a b --=⎧⎨+-=⎩,解得:12a b =⎧⎨=-⎩, ∴抛物线的解析式为:y =x 2-2x -3. (2)存在,E (0,-3),∴DE =4, 由题意知:DE ∥MN ,∴当DE =MN =4时,四边形DENM 是平行四边形, 设N (m , m 2-2m -3),则M (m , m +1), ∴| m +1-(m 2-2m -3)|=4,解得:m =0(舍)或m =3或m =或m = ,综上所述,点M 的坐标为:(3,4),,).11.(2019·郑州模拟)如图,已知二次函数23234y ax a x ⎛⎫=--+ ⎪⎝⎭的图象经过点A (4,0),与y 轴交于点B ,在x 轴上有一动点C (m ,0) (0<m <4),过点C 作x 轴的垂线交直线AB 于点E ,交该二次函数图象于点D .(1)求a 的值和直线AB 的解析式;(2)过点D 作DF ⊥AB 于点F ,设△ACE ,△DEF 的面积分别为S 1,S 2,若S 1=4S 2,求m 的值; (3)点H 是该二次函数图象上第一象限内的动点,点G 是线段AB 上的动点,当四边形DEGH 是平行四边形,且平行四边形DEGH 的周长取最大值时,求点G 的坐标.【答案】见解析.【解析】解:(1)将A (4,0)代入23234y ax a x ⎛⎫=--+ ⎪⎝⎭得:a =34-,∴抛物线的解析式为:239344y x x =-++,设直线AB 的解析式为:y =kx +b , ∴4k +b =0,b =3,即k =34-,b =3, ∴直线AB 的解析式为:y =34-x +3. (2)∵点C 的横坐标为m ,∴D (m , 239344m m -++),E (m , 34-m +3),AC =4-m ,DE =239344m m -++-(34-m +3)= 2334m m -+,∵BC ∥y 轴, ∴43AC OA CE OB ==,即443m CE -=, ∴CE =()344m -,AE =()544m -, ∵∠DF A =∠DCA =90°,∠DBF =∠AEC , ∴△DFE ∽△ACE , ∵S 1=4S 2, ∴AE =2DE , 即()544m -=2(2334m m -+),解得:m =4(舍)或m =56, 即m 的值为56.(3)如图,过点G 作GM ⊥DC 于M ,设G 、H 点横坐标为n ,由DE =2334m m -+,得GH =2334n n -+,2334m m -+=2334n n -+,得:m =n (舍)或n =4-m ,∴MG =4-2m ,由45MG EG =得:EG =()5424m -, ∴C 四边形DEGH =2()25342344m m m ⎡⎤--+⎢⎥⎣⎦=23102m m -++=23161236m ⎛⎫--+ ⎪⎝⎭,∴当m =13时,C 最大,此时n =113,即G (113,14),E (13,114), 由图象可知当E 、G 互换位置时满足题意,即G (13,114),E (113,14),综上所述,G 点坐标为:(13,114),(113,14).13.(2018·郑州模拟)如图,抛物线y =﹣x 2+bx +c 与x 轴交于点A 和点B (3,0),与y 轴交于点C (0,3),点D 是抛物线的顶点,过点D 作x 轴的垂线,垂足为E ,连接DB .(1)求此抛物线的解析式及顶点D 的坐标;(2)点M 是抛物线上的动点,设点M 的横坐标为m . ①当∠MBA =∠BDE 时,求点M 的坐标;②过点M 作MN ∥x 轴,与抛物线交于点N ,P 为x 轴上一点,连接PM ,PN ,将△PMN 沿着MN 翻折,得△QMN ,若四边形MPNQ 恰好为正方形,直接写出m 的值.【答案】见解析.【解析】解:(1)将点B(3,0),C(0,3)代入y=﹣x2+bx+c,并解得:b=2,c=3,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3.顶点D(1,4).(2)①过点M作MG⊥x轴于G,连接BM.则∠MGB=90°,设M(m,﹣m2+2m+3),∴MG=|﹣m2+2m+3|,BG=3﹣m,∵DE⊥x轴,D(1,4),B(3,0),∴∠DEB=90°,DE=4,OE=1,BE=2,∵∠MBA=∠BDE,∴tan∠MBA=tan∠BDE=12,∴2233m mm-++-=12解得:m=12-或m=32-或m=3(舍)∴满足条件的点M坐标(12-,74)或(32-,94-);②∵MN∥x轴,∴点M、N关于抛物线的对称轴对称,∵四边形MPNQ是正方形,∴OP=1,由∠QPM=∠MPO=45°,得:GM=GP,即|﹣m2+2m+3|=|1﹣m|,解得:m或m或m或m即满足条件的m.14.(2017·信阳二模)如图,抛物线y=ax2+bx﹣4与x轴交于A(﹣2,0)、B(8,0)两点,与y轴交于点C,连接BC,以BC为一边,点O为对称中心做菱形BDEC,点P是x轴上的一个动点,设点P的坐标为(m,0),过点P作x轴的垂线l交抛物线于点Q.(1)求抛物线的解析式;(2)当点P在线段OB上运动时,直线l分别交BD、BC于点M、N,试探究m为何值时,四边形CQMD 是平行四边形,此时,请判断四边形CQBM的形状,并说明理由.【答案】见解析.【解析】解:(1)将A(﹣2,0)、B(8,0)代入y=ax2+bx﹣4并解得:a=14,b=32-,即抛物线的解析式为:y=14x232-x-4.(2)由y=14x232-x-4知,C(0,-4),由菱形的性质可知:D(0,4),设直线BD的解析式为:y=kx+n,将点B(8,0)、D(0,4)代入得:k=12-,n=4,即直线BD的解析式为:y=12-x+4,由M(m,12-m+4),Q(m,14m232-m-4).当MQ=DC时,四边形CQMD为平行四边形.∴12-m+4﹣(14m232-m-4)=8,解得m=4或m=0(舍去).∴MD∥CQ,MD=CQ,M(4,2),∴M为BD的中点,∴MD=MB.∴CQ=MB,又∵MB∥CQ,∴四边形CQBM为平行四边形.。
平行四边形的存在性问题的处理一、问题说明关于此类问题,其实已经不是考试的主流了,但是作业及期末考试偶有出现,同学们又不会进行处理,所以简单将解题思路讲解一下,同学们可以自己看看。
二、解题方法总结平行四边形的存在性问题中,已知两点,求双动点的存在性问题是比较经典的。
以这个问题为切入点,讲讲解决这类问题需要克服的两个难点:(1)分类的处理(如何找到所有存在的可能性)(2)计算技巧的处理(平移法)三、问题的演绎例1,(已知三点求一点)如图在坐标平面内再找一点D,使得点A,点B,点C,点D组成平行四边形。
(一)分类处理任意连接两个已知点,例如选择连接AC,对线段AC进行分类讨论(1)若AC是平行四边形的边,则BD一定会和AC平行,且长度等于AC,所以点D在点B的右上方或左下方(如下图)(3,0)(1,1)C1C2(3,0)C(2)若AC是平行四边形的对角线,则BD和AC相互平分,则点D位置如图综上所述存在3个点D满足要求(二)计算技巧的处理平行四边形的计算方法很多,从平移的角度去处理是非常简单的以D1为例:如红色箭头标注方向为例:∵点C(0,-1)往右平移1个单位往上平移2个单位得点A(1,1)∴点D1的坐标是点B以同样的方式平移得到,点D坐标为(4,2)同样类似的方法得到点D2的坐标为(2,-2)D3的坐标为(-2,0)D 3(3,0)2D 31例2,已知二次函数322--=x x y 上两点A(-1,0),C(2,-3),点M在X轴上运动,点N在抛物线上运动,求出所有的点M的坐标。
使得点A ,C,M,N组成平行四边形。
、解题分析:已知点A,点C,所以只需要对AC进行分类讨论,点M在X轴上运动,所以设成(a,0),点N通过点M平移得到,然后代入二次函数解析式求解即可。
设点M的坐标为(a,0)(1)若AC是边,则点N在M的左上方或者右下方当点N在左上方时,点N的坐标(a-3,3)将点N(a-3,3)代入322--=x x y 中解得724±=a 当点N在右上方时,点N的坐标(a+3,-3)将点N(a+3,-3)代入322--=x x y 中解得3-=a 或1-=a (舍)(2)若AC是对角线时,则点N的坐标为(1-a,-3)将点N(1-a,-3)代入322--=x x y 中解得1=a 或1-=a (舍)四、问题的拓展双动点的载体,可以是坐标轴,二次函数。