二次函数中的三角形问题
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二次函数中三角形面积最大值问题的处理方法二次函数是高中数学中一个经常出现的重要知识点,它在数学中有着广泛的应用,其中一个重要的应用就是处理三角形面积最大值问题。
在本文中,我们将介绍二次函数在处理三角形面积最大值问题中的基本方法和应用技巧。
1. 三角形面积最大值问题的基本原理三角形面积最大值问题指的是给定三边长度为a、b、c,求出以这三条边为边长的三角形的面积最大值。
根据海伦公式,三角形面积公式为:S = √[p(p-a)(p-b)(p-c)]其中p=(a+b+c)/2,是三角形半周长。
我们可以通过求解出上式的最大值来得到三角形的最大面积。
2. 二次函数相关知识介绍二次函数是形如y=ax^2+bx+c的函数,其中a、b、c 是常数,而x是自变量。
二次函数在数学中有着广泛的应用,其标准形式为:y=ax^2+bx+c(a≠0)其中a表示二次函数的开口方向和大小,常被称为二次函数的开口因子;b表示二次函数的对称轴的位置,常被称为二次函数的对称轴;c表示二次函数在y轴上的截距,即当x=0时,二次函数的函数值。
3. 二次函数求解三角形面积最大值的应用在二次函数求解三角形面积最大值的应用中,我们可以将三角形面积公式中的p表示为:p=(a+b+c)/2 = (x+y+z)/2然后使用二次函数y=f(x)表示√[p(p-a)(p-b)(p-c)],其中x、y、z分别表示三角形的三边长度a、b、c。
由于p=(x+y+z)/2是一个常数,因此我们可以将其视为一个固定值,从而将y=f(x)表示为:y=√[(x+y+z)/2(x+y+z)/2-x(x+y+z)/2-y(x+y+z)/2+z(x+y+z)/2]化简得:y=√[xyz(x+y+z)]这就是一个二次函数的标准形式。
通过求解这个二次函数的最大值,我们就可以得到三角形的最大面积。
4. 二次函数求解三角形面积最大值的具体方法为了求解上述的二次函数的最大值,我们需要使用二次函数y=f(x)的顶点公式:x=-b/2a,y=f(-b/2a)其中x=-b/2a即为二次函数的对称轴坐标,f(-b/2a)即为二次函数的顶点坐标。
二次函数中三角形面积问题【典型例题】:如图,二次函数y=-x²+2x+3与y轴,x轴交于点A ,B,点C是直线AB上方抛物线上的一个动点(不与点A ,B重合),求△ABC面积的最大值.【方法一】竖割法:过点C作CD⊥x轴,垂足为D,交AB于点E,S△ABC=S△ACE +S△BCE =1/2CE·(xc--xA)+1/2CE·(xB-xC)=1/2OB·CE解:令x=0, y=3 点C的坐标为(0,3);令y=0, 则-x²+2x+3=0 ,解得:x1=-1 x2=3 点B的坐标为(3,0),设AB所在直线的解析式为y=kx+b.求出直线AB所在直线的解析式为y=-x+3.设点E的坐标为(m,-m+3) ,则点C的坐标为(m, -m2+2m+3)CE=y C-y E= -m2+2m+3-(-m+3)= -m2+3mS△ABC=S△ACE +S△BCE =1/2CE·(xc--xA)+1/2CE·(xB-xC)=1/2OB·CE=1/2×3( -m2+3m)=--3m2/2+9m/2S△ABC最大值=4ac-b2/4a=27/8【方法二】割补法:连接OC,S△ABC=S△OAC +S△OBC-S△OAB解:S△ABC=S△OAC+S△OBC-S△OAB=1/2×OA·X C+1/2×OB·Y C-1/2×OA×OB=1/2×3×m+1/2×3×(-m2+2m+3)-1/2×3×3=-3m2/2+9m/2S△ABC最大值=4ac-b2/4a=27/8【方法三】平移法:平移直线AB,当直线AB与抛物线只有一个交点时,此时三角形ABC的面积最大。
解:设和y=-x+3平行的动直线的解析式为y=-x+b,用y=-x+b和y=-x²+2x+3联立方程组得:-x+b=-x²+2x+3,整理得:x²-3x+b-3=0当Δ=0时,b=21/4,此时的点C的坐标为(3/2,9/2)。
特殊图形存在性问题一、等腰三角形1、情景:平面内有点A、B,要找到点P使得△ABP为等腰三角形。
2、思想:分类讨论(1)A为顶点:AB=AP(以A为圆心、AB长为半径画圆)(2)B为顶点:AB=BP(以B为圆心、AB长为半径画圆)(3)P为顶点:PA=PB(AB中垂线)【注】:1.利用两圆一线,找到符合要求的点,如P在抛物线对称轴上,在x轴上等;然后将问题转化为,求线段等长。
2.求线段等长:两点间距离(最笨的方法);向坐标轴做垂线,构造一线三等角例1.如图,抛物线y=−x2+2x+3y=−x2+2x+3与y轴交于点C,点D(0,1),点P是抛物线上的动点.若△PCD是以CD为底的等腰三角形,则点P的坐标为______.练习1.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 两点,A点在原点的左侧,B点的坐标为(3,0),与y轴交于C(0,−3)点,点P是直线BC下方的抛物线上一动点.(1)求这个二次函数的表达式;(2)在直线BC找一点Q,使得△QOC为等腰三角形,写出Q点坐标.练习2、已知抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3)三点,直线l 是抛物线的对称轴.(1)求抛物线的函数关系式;(2)设点P是直线l上的一个动点,当△PAC的周长最小时,求点P的坐标;(3)在直线l上是否存在点M,使△MAC为等腰三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.练习3.如图,抛物线y=ax2+bx﹣3(a≠0)的顶点为E,该抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,且BO=OC=3AO,直线y=﹣x+1与y轴交于点D.(1)求抛物线的解析式;(2)证明:△DBO∽△EBC;(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△PBC是等腰三角形?若存在,请直接写出符合条件的P点坐标,若不存在,请说明理由.练习4.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交A(−1,0),B(−3,0)两点,与y轴交于点C(0,−3),其顶点为D.(1)求该抛物线的解析式,并用配方法把解析式化为y=a(x−h)2+k的形式;(2)动点M从点D出发,沿抛物线对称轴方向向上以每秒1个单位的速度运动,运动时间为t,连接OM,BM,当t为何值时,△OMB为等腰三角形?练习5.如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标为(m,m),点B的坐标为(n,﹣n),抛物线经过A、O、B三点,连接OA、OB、AB,线段AB交y轴于点C.已知实数m、n (m<n)分别是方程x2﹣2x﹣3=0的两根.(1)求抛物线的解析式;(2)若点P为线段OB上的一个动点(不与点O、B重合),直线PC与抛物线交于D、E 两点(点D在y轴右侧),连接OD、BD.①当△OPC为等腰三角形时,求点P的坐标;②求△BOD 面积的最大值,并写出此时点D的坐标.25.(10分)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c经过原点O,与x轴交于点A(5,0),第一象限的点C(m,4)在抛物线上,y轴上有一点B(0,10).(Ⅰ)求抛物线的解析式及它的对称轴;(Ⅱ)点P(0,n)在线段OB上,点Q在线段BC上,若OP=2BQ,且P A=QA.求n 的值;(Ⅲ)在抛物线的对称轴上,是否存在点M,使以A,B,M为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.19-红桥一模25.(10分)如图,抛物线y=x2+bx+c与y轴交于点C(0,﹣4),与x轴交于点A,B,且B点的坐标为(2,0).(1)求该抛物线的解析式.(2)若点P是AB上的一动点,过点P作PE∥AC,交BC于E,连接CP,求△PCE面积的最大值.(3)若点D为OA的中点,点M是线段AC上一点,且△OMD为等腰三角形,求M点的坐标.(17河北一模)25(10分)如图,己知抛物线y=x2+bx+c图象经过点A(﹣1,0),B(0,﹣3),抛物线与x轴的另一个交点为C.(1)求这个抛物线的解析式:(2)若抛物线的对称轴上有一动点D,且△BCD为等腰三角形(CB≠CD),试求点D的坐标;二、直角三角形1.情景:平面内有点A、B,要找到点P使得△ABP为直角三角形2.思想:分类讨论(1)A为顶点:∠A(过A做垂线)(2)B为顶点:∠B(过B做垂线)(3)P为顶点:∠C(AB为直径的圆)【注】1.等腰直角三角形,只需在两直线上上下找与AB等长以及过O做AB垂线与圆交点即可例1.如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+c的图象经过矩形OABC的顶点A,B与x 轴交于点E,F且B,E两点的坐标分别为B(2,32)E(−1,0)(1)求二次函数的解析式;(2)在抛物线上是否存在点Q,使△QBF为直角三角形?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.练习1.如图,抛物线y=x2+bx+3顶点为P,且分别与x轴、y轴交于A、B两点,点A在点P的右侧,tan∠ABO=13(1)求抛物线的对称轴和PP的坐标.(2)在抛物线的对称轴上是否存在这样的点D,使△ABD为直角三角形?如果存在,求点D 的坐标;如果不存在,请说明理由.例2.如图,抛物线y=−x2+bx+c与x轴相交于AB两点,与y 轴相交与点C,且点B与点CC 的坐标分别为(3,0),C(0,3),点M是抛物线的顶点.(1)求二次函数的关系式(2)在MB上是否存在点P,过点P作PD⊥x轴于点D,OD=m,使△PCD为直角三角形?如果存在,请直接写出点P的坐标;如果不存在,请说明理由练习2.如图,在平面直角坐标系中,直线y=−13x+2交x轴点P,交y轴于点A.抛物线y=x2+bx+c的图象过点E(−1,0),并与直线相交于A、B两点.(1)求抛物线的解析式(关系式);(2)过点A作AC⊥AB交x轴于点C,求点C的坐标;(3)除点C外,在坐标轴上是否存在点M,使得△MAB是直角三角形?若存在,请求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.练习3.如图,抛物线y=x2+bx+c与直线y=x﹣3交于A、B两点,其中点A在y轴上,点B坐标为(﹣4,﹣5),点P为y轴左侧的抛物线上一动点,过点P作PC⊥x轴于点C,交AB于点D.(1)求抛物线的解析式;(2)以O,A,P,D为顶点的平行四边形是否存在?如存在,求点P的坐标;若不存在,说明理由.(3)当点P运动到直线AB下方某一处时,过点P作PM⊥AB,垂足为M,连接PA使△PAM为等腰直角三角形,请直接写出此时点P的坐标.(18东丽-一模)25.如图,在平面直角坐标系中,点A、B的坐标分别为(1,1)、(1,2),过点A、B分别作y轴的垂线,垂足为D、C,得到正方形ABCD,抛物线y=x2+bx+c经过A、C两点,点P为第一象限内抛物线上一点(不与点A重合),过点P分别作x轴y轴的垂线,垂足为E、F,设点P的横坐标为m,矩形PFOE与正方形ABCD重叠部分图形的周长为l.(1)直接写出抛物线所对应的函数表达式.(2)当矩形PFOE的面积被抛物线的对称轴平分时,求m的值.(3)当m<2时,求L与m之间的函数关系式.(4)设线段BD与矩形PFOE的边交于点Q,当△FDQ为等腰直角三角形时,直接写出m的取值范围.三、平行四边形存在性问题类型一:1.情景:一直平面内三点A、B、C,求一点P使四边形ABCP为平行四边形2.思想:分类讨论(1)以AC为对角线:ABCP1(2)以AB为对角线:ACBP3(3)以BC为对角线:ACP2B【注】找到P点后,用平行四边形的判定定理,求等长线段,或利用等角度、平行线求坐标即可。
模型介绍在坐标系中确定点,使得由该点及其他点构成的三角形与其他三角形相似,即为“相似三角形存在性问题”.【相似判定】判定1:三边对应成比例的两个三角形是相似三角形;判定2:两边对应成比例且夹角相等的两个三角形是相似三角形;判定3:有两组角对应相等的三角形是相似三角形.以上也是坐标系中相似三角形存在性问题的方法来源,根据题目给的已知条件选择恰当的判定方法,解决问题.【题型分析】通常相似的两三角形有一个是已知的,而另一三角形中有1或2个动点,即可分为“单动点”类、“双动点”两类问题.【思路总结】根据相似三角形的做题经验,可以发现,判定1基本是不会用的,这里也一样不怎么用,对比判定2、3可以发现,都有角相等!所以,要证相似的两个三角形必然有相等角,关键点也是先找到一组相等角.然后再找:思路1:两相等角的两边对应成比例;思路2:还存在另一组角相等.事实上,坐标系中在已知点的情况下,线段长度比角的大小更容易表示,因此选择方法可优先考虑思路1.一、如何得到相等角?二、如何构造两边成比例或者得到第二组角?搞定这两个问题就可以了.例题精讲【例1】.如图,抛物线y=﹣x2+x+2交x轴于点A,B,交y轴于点C,点M是第一象限内抛物线上一点,过点M作MN⊥x轴于点N.若△MON与△BOC相似,求点M的横坐标.解:∵抛物线y=﹣x2+x+2交x轴于点A,B,交y轴于点C,∴当y=0时,0=﹣x2+x+2,解得x1=﹣1,x2=4,∴OB=4,当x=0时,y=2,∴OC=2,∵点M是第一象限内抛物线上一点,∴设M(m,﹣m2+m+2),∵MN⊥x轴,∴ON=m,MN=﹣m2+m+2,∠ONM=90°,∵∠BOC=90°,∴∠BOC=∠ONM,∵△MON与△BOC相似,∴或,∴=或=,∴m=或m=﹣1+(负值舍去),∴点M的横坐标为或﹣1+.变式训练【变1-1】.如图,在平面直角坐标系内,已知直线y=x+4与x轴、y轴分别相交于点A和点C,抛物线y=x2+kx+k﹣1图象过点A和点C,抛物线与x轴的另一交点是B,(1)求出此抛物线的解析式、对称轴以及B点坐标;(2)若在y轴负半轴上存在点D,能使得以A、C、D为顶点的三角形与△ABC相似,请求出点D的坐标.解:(1)由x=0得y=0+4=4,则点C的坐标为(0,4);由y=0得x+4=0,解得x=﹣4,则点A的坐标为(﹣4,0);把点C(0,4)代入y=x2+kx+k﹣1,得k﹣1=4,解得:k=5,∴此抛物线的解析式为y=x2+5x+4,∴此抛物线的对称轴为x=﹣=﹣.令y=0得x2+5x+4=0,解得:x1=﹣1,x2=﹣4,∴点B的坐标为(﹣1,0).(2)∵A(﹣4,0),C(0,4),∴OA=OC=4,∴∠OCA=∠OAC.∵∠AOC=90°,OB=1,OC=OA=4,∴AC==4,AB=OA﹣OB=4﹣1=3.∵点D在y轴负半轴上,∴∠ADC<∠AOC,即∠ADC<90°.又∵∠ABC>∠BOC,即∠ABC>90°,∴∠ABC>∠ADC.∴由条件“以A、C、D为顶点的三角形与△ABC相似”可得△CAD∽△ABC,∴=,即=,解得:CD=,∴OD=CD﹣CO=﹣4=,∴点D的坐标为(0,﹣).【例2】.如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A(1,0),B两点,与y轴交于点C(0,3).(1)求该抛物线的表达式;(2)过点B作x轴的垂线,在该垂线上取一点P,使得△PBC与△ABC相似,请求出点P的坐标.解:(1)把C(0,3)代入y=x2+bx+c,得c=3,∴y=x2+bx+3,把A(1,0)代入y=x2+bx+3,得1+b+3=0,解得b=﹣4,∴该抛物线的表达式为y=x2﹣4x+3.(2)当点P在点B上方时,如图1,PB=AB,∵PB⊥x轴,∴∠ABP=90°,抛物线y=x2﹣4x+3,当y=0时,则x2﹣4x+3=0,解得x1=1,x2=3,∴B(3,0),∴OB=OC=3,PB=AB=3﹣1=2,∵∠BOC=90°,∴∠OBC=∠OCB=45°,∴∠PBC=∠ABC=45°,∵==1,∴△PBC∽△ABC,此时点P的坐标为(3,2);如图2,△PBC∽△CBA,且∠CBP=∠ABC=45°,∠BCP=∠BAC,∴=,∵BC2=OB2+OC2=32+32=18,BA=2,∴BP===9,此时点P的坐标为(3,9);当点P在点B下方时,∠PBC=135°,∠BAC=∠AOC+∠ACO=90°+∠ACO<135°,此时△PBC与△ABC不相似,综上所述,点P的坐标为(3,2)或(3,9).变式训练【变2-1】.如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0),点B(3,0),与y轴交于点C,且过点D(2,﹣3).点P、Q是抛物线y=ax2+bx+c上的动点.(1)求抛物线的解析式;(2)当点P在直线OD下方时,求△POD面积的最大值.(3)直线OQ与线段BC相交于点E,当△OBE与△ABC相似时,求点Q的坐标.解:(1)函数的表达式为:y=a(x+1)(x﹣3),将点D坐标代入上式并解得:a=1,故抛物线的表达式为:y=x2﹣2x﹣3…①;(2)设点P(m,m2﹣2m﹣3),①当点P在第三象限时,设直线PD与y轴交于点G,设点P(m,m2﹣2m﹣3),将点P、D的坐标代入一次函数表达式:y=sx+t并解得:直线PD的表达式为:y=mx﹣3﹣2m,则OG=3+2m,S△POD=×OG(x D﹣x P)=(3+2m)(2﹣m)=﹣m2+m+3,②当点P在第四象限时,设PD交y轴于点M,=×OM(x D﹣x P)=﹣m2+m+3,同理可得:S△POD=﹣m2+m+3,综上,S△POD有最大值,当m=时,其最大值为;∵﹣1<0,故S△POD(3)∵OB=OC=3,∴∠OCB=∠OBC=45°,∵∠ABC=∠OBE,故△OBE与△ABC相似时,分为两种情况:①当∠ACB=∠BOQ时,AB=4,BC=3,AC=,过点A作AH⊥BC于点H,S△ABC=×AH×BC=AB×OC,解得:AH=2,则sin∠ACB==,则tan∠ACB=2,则直线OQ的表达式为:y=﹣2x…②,联立①②并解得:x=或﹣,故点Q(,﹣2)或(﹣,2),②∠BAC=∠BOQ时,tan∠BAC==3=tan∠BOQ,则点Q(n,﹣3n),则直线OQ的表达式为:y=﹣3x…③,联立①③并解得:x=,故点Q(,)或(,);综上,当△OBE与△ABC相似时,Q的坐标为:(,﹣2)或(﹣,2)或(,)或(,).1.抛物线y=﹣x2平移后的位置如图所示,点A,B坐标分别为(﹣1,0)、(3,0),设平移后的抛物线与y轴交于点C,其顶点为D.(1)求平移后的抛物线的解析式和点D的坐标;(2)∠ACB和∠ABD是否相等?请证明你的结论;(3)点P在平移后的抛物线的对称轴上,且△CDP与△ABC相似,求点P的坐标.解:(1)∵将抛物线y=﹣x2平移,平移后的抛物线与x轴交于点A(﹣1,0)和点B(3,0),∴平移后的抛物线的表达式为y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣x2+2x+3,即y=﹣x2+2x+3,∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,∴顶点D的坐标为(1,4);(2)∠ACB与∠ABD相等,理由如下:如图,∵y=﹣x2+2x+3,∴点x=0时,y=3,即C点坐标为(0,3),又∵B(3,0),∠BOC=90°,∴OB=OC,∠OBC=∠OCB=45°.在△BCD中,∵BC2=32+32=18,CD2=12+12=2,BD2=22+42=20,∴BC2+CD2=BD2,∴∠BCD=90°,∴tan∠CBD===,∵在△AOC中,∠AOC=90°,∴tan∠ACO==,∴tan∠ACO=tan∠CBD,∴∠ACO=∠CBD,∴∠ACO+∠OCB=∠CBD+∠OBC,即∠ACB=∠ABD;(3)∵点P在平移后的抛物线的对称轴上,而y=﹣x2+2x+3的对称轴为x=1,∴可设P点的坐标为(1,n).∵△ABC是锐角三角形,∴当△CDP与△ABC相似时,△CDP也是锐角三角形,∴n<4,即点P只能在点D的下方,又∵∠CDP=∠ABC=45°,∴D与B是对应点,分两种情况:①如果△CDP∽△ABC,那么=,即=,解得n=,∴P点的坐标为(1,);②如果△CDP∽△CBA,那么=,即=,解得n=,∴P点的坐标为(1,).综上可知P点的坐标为(1,)或(1,).2.如图,已知△ABC中,∠ACB=90°,以AB所在直线为x轴,过c点的直线为y轴建立平面直角坐标系.此时,A点坐标为(﹣1,0),B点坐标为(4,0)(1)试求点C的坐标;(2)若抛物线y=ax2+bx+c过△ABC的三个顶点,求抛物线的解析式;(3)点D(1,m)在抛物线上,过点A的直线y=﹣x﹣1交(2)中的抛物线于点E,那么在x轴上点B的左侧是否存在点P,使以P、B、D为顶点的三角形与△ABE相似?若存在,求出P点坐标;若不存在,说明理由.解:(1)在Rt△ABC中,∠ACB=90°,OC⊥AB,由射影定理,得:OC2=OA•OB=4,即OC=2,∴C(0,2);(2)∵抛物线经过A(﹣1,0),B(4,0),C(0,2),可设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣4)(a≠0),则有:2=a(0+1)(0﹣4),a=﹣,∴y=﹣(x+1)(x﹣4)=﹣x2+x+2;(3)存在符合条件的P点,且P(,0)或(﹣,0).根据抛物线的解析式易知:D(1,3),联立直线AE和抛物线的解析式有:,解得,,∴E(6,﹣7),∴tan∠DBO==1,即∠DBO=45°,tan∠EAB==1,即∠EAB=45°,∴∠DBA=∠EAB,若以P、B、D为顶点的三角形与△ABE相似,则有两种情况:①△PBD∽△BAE;②△PBD∽△EAB.易知BD=3,EA=7,AB=5,由①得:,即,即PB=,OP=OB﹣PB=,由②得:,即,即P′B=,OP′=OB﹣BP′=﹣,∴P(,0)或(﹣,0).3.如图已知直线y=x+与抛物线y=ax2+bx+c相交于A(﹣1,0),B(4,m)两点,抛物线y=ax2+bx+c交y轴于点C(0,﹣),交x轴正半轴于D点,抛物线的顶点为M.(1)求抛物线的解析式;(2)设点P为直线AB下方的抛物线上一动点,当△PAB的面积最大时,求△PAB的面积及点P的坐标;(3)若点Q为x轴上一动点,点N在抛物线上且位于其对称轴右侧,当△QMN与△MAD相似时,求N点的坐标.解:(1)将点B(4,m)代入y=x+,∴m=,将点A(﹣1,0),B(4,),C(0,﹣)代入y=ax2+bx+c,解得a=,b=﹣1,c=﹣,∴函数解析式为y=x2﹣x﹣;(2)设P(n,n2﹣n﹣),则经过点P且与直线y=x+垂直的直线解析式为y=﹣2x+n2+n﹣,直线y=x+与其垂线的交点G(n2+n﹣,n2+n+),∴GP=(﹣n2+3n+4),当n=时,GP最大,此时△PAB的面积最大,∴P(,﹣),∵AB=,PG=,∴△PAB的面积=××=;(3)∵M(1,﹣2),A(﹣1,0),D(3,0),∴AM=2,AD=4,MD=2,∴△MAD是等腰直角三角形,∵△QMN与△MAD相似,∴△QMN是等腰直角三角形,设N(t,t2﹣t﹣)①如图1,当MQ⊥QN时,N(3,0);②如图2,当QN⊥MN时,过点N作NR⊥x轴,过点M作MS⊥RN交于点S,∵QN=MN,∠QNM=90°,∴△MNS≌△NMS(AAS)∴t﹣1=﹣t2+t+,∴t=±,∴t>1,∴t=,∴N(,1﹣);③如图3,当QN⊥MQ时,过点Q作x轴的垂线,过点N作NS∥x轴,过点M作MR ∥x轴,与过Q点的垂线分别交于点S、R;∵QN=MQ,∠MQN=90°,∴△MQR≌△QNS(AAS),∴SQ=QR=2,∴t+2=1+t2﹣t﹣,∴t=5,∴N(5,6);④如图4,当MN⊥NQ时,过点M作MR⊥x轴,过点Q作QS⊥x轴,过点N作x轴的平行线,与两垂线交于点R、S;∵QN=MN,∠MNQ=90°,∴△MNR≌△NQS(AAS),∴SQ=RN,∴t2﹣t﹣=t﹣1,∴t=2±,∵t>1,∴t=2+,∴N(2+,1+);综上所述:N(3,0)或N(2+,1+)或N(5,6)或N(,1﹣).4.如图,已知抛物线经过△ABC的三个顶点,其中点A(0,1),点B(﹣9,10),AC∥x轴,点P是直线AC下方抛物线上的动点.(1)直接写出:b=2,c=1;(2)过点P且与y轴平行的直线l与直线AB,AC分别交于点E,F,当四边形AECP 的面积最大时,求点P的坐标;(3)当点P为抛物线的顶点时,在直线AC上是否存在点Q,使得以C,P,Q为顶点的三角形与△ABC相似,若存在,直接写出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.解:(1)将点A(0,1),B(﹣9,10)代入,∴,解得,∴抛物线的解析式为,∴b=2,c=1,故答案为:2,1;(2)∵AC∥x轴,A(0,1),∴,∴x1=﹣6,x2=0,∴C(﹣6,1),∵A(0,1),B(﹣9,10),∴直线AB的解析式为y=﹣x+1,设点,则E(m,﹣m+1),∴,∵AC⊥EP,AC=6,=S△AEC+S△APC∴S四边形AECP=×AC×EF+=×AC×(EF+PF)=×AC×PE=×6×(﹣m2﹣3m)=﹣m2﹣9m=﹣(m+)2+,∵﹣6<m<0,当时,四边形AECP的面积的最大值是,此时点;(3)存在点Q,使得以C,P,Q为顶点的三角形与△ABC相似,理由如下:∵,∴P(﹣3,﹣2),∴PF=y F﹣y P=3,CF=x F﹣x C=3,∴PF=CF,∴∠PCF=45°.同理可得:∠EAF=45°,∴∠PCF=∠EAF,∴在直线AC上存在满足条件的Q,设Q(t,1),∵A(0,1),B(﹣9,10),C(﹣6,1),∴,AC=6,,以C,P,Q为顶点的三角形与△ABC相似,①当△CPQ∽△ABC时,∴,∴,∴t=﹣4,∴Q(﹣4,1);②当△CQP∽△ABC时,∴,∴,∴t=3,∴Q(3,1);综上所述:Q点坐标为(﹣4,1)或(3,1).5.已知抛物线经过点A(﹣2,0),B(0,﹣4),与x轴交于另一点C,连接BC.(1)求抛物线的解析式;=S△PBC,求直线AP的表达式;(2)如图,P是第一象限内抛物线上一点,且S△PBO(3)在抛物线上是否存在点D,直线BD交x轴于点E,使△ABE与以A,B,C,E中的三点为顶点的三角形相似(不重合)?若存在,请直接写出点D的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)把点A(﹣2,0),B(0、﹣4)代入抛物线y=x2+bx+c中得:,解得:,∴抛物线的解析式为:y=x2﹣x﹣4;(2)当y=0时,x2﹣x﹣4=0,解得:x=﹣2或4,∴C(4,0),如图1,过O作OE⊥BP于E,过C作CF⊥BP于F,设PB交x轴于G,=S△PBC,∵S△PBO∴,∴OE=CF,易得△OEG≌△CFG,∴OG=CG=2,设P(x,x2﹣x﹣4),过P作PM⊥y轴于M,tan∠PBM===,∴BM=2PM,∴4+x2﹣x﹣4=2x,x2﹣6x=0,x1=0(舍),x2=6,∴P(6,8),∴AP的解析式为:y=x+2,BC的解析式为:y=x﹣4,∴AP∥BC;(3)以A,B,C,E中的三点为顶点的三角形有△ABC、△ABE、△ACE、△BCE,四种,其中△ABE重合,不符合条件,△ACE不能构成三角形,∴当△ABE与以A,B,C,E中的三点为顶点的三角形相似,存在两个三角形:△ABC 和△BCE,①当△ABE与以A,B,C中的三点为顶点的三角形相似,如图2,∵∠BAE=∠BAC,∠ABE≠∠ABC,∴∠ABE=∠ACB=45°,∴△ABE∽△ACB,∴,∴,∴AE=,OE=﹣2=∴E(,0),∵B(0,﹣4),∴BE:y=3x﹣4,则x2﹣x﹣4=3x﹣4,x1=0(舍),x2=8,∴D(8,20);②当△ABE与以B,C、E中的三点为顶点的三角形相似,如图3,此时E在C的左边,∵∠BEA=∠BEC,∴当∠ABE=∠BCE时,△ABE∽△BCE,∴==,设BE=2m,CE=4m,Rt△BOE中,由勾股定理得:BE2=OE2+OB2,∴,3m2﹣8m+8=0,(m﹣2)(3m﹣2)=0,m1=2,m2=,∴OE=4m﹣4=12或,∵OE=<2,∠AEB或∠BEC是钝角,此时△ABE与以B,C、E中的三点为顶点的三角形不相似,如图4,∴E(﹣12,0);同理得BE的解析式为:y=﹣x﹣4,﹣x﹣4=x2﹣x﹣4,x=或0(舍)∴D(,﹣);同理可得E在C的右边时,△ABE∽△BCE,∴=,设AE=2m,BE=4m,Rt△BOE中,由勾股定理得:BE2=OE2+OB2,∴,3m2+2m﹣5=0,(m+)(3m﹣)=0,m1=﹣,m2=,∴OE=﹣12(舍)或,∵OE=<4,∠BEC是钝角,此时△ABE与以B,C、E中的三点为顶点的三角形不相似,综上,点D的坐标为(8,20)或(,﹣6.如图,已知抛物线y =ax 2+bx +6经过两点A (﹣1,0),B (3,0),C 是抛物线与y 轴的交点.(1)求抛物线的解析式;(2)点P (m ,n )在平面直角坐标系第一象限内的抛物线上运动,直线CP 与x 轴交于点Q ,当∠BQC =∠BCO 时,求此时P 点坐标;(3)点M 在抛物线上运动,点N 在y 轴上运动,是否存在点M 、点N 使得∠CNM =90°,且△CMN 与△OBC 相似,如果存在,请求出点M 和点N 的坐标.解:(1)把A(﹣1,0),B(3,0)代入y=ax2+bx+6得:,解得,∴抛物线的解析式为y=﹣2x2+4x+6;(2)由y=﹣2x2+4x+6得C(0,6),∴OC=6,当Q在x轴正半轴,如图:∵∠BQC=∠BCO,且∠COB=∠QOC,∴△COB∽△QOC,∴=,即=,∴OQ=12,∴Q(12,0),设直线CQ解析式为y=kx+6,则0=12k+6,∴k=﹣,即直线CQ为y=﹣x+6,由得(与C重合,舍去)或,∴P(,),当Q在x轴负半轴,如图:同理可得:△BOC∽△BCQ,∴=,即BC2=OB•BQ,而OC=6,OB=3,∴BC=3,∴(3)2=3×BQ,∴BQ=15,∴Q(﹣12,0),设直线CQ为y=mx+6,则0=﹣12m+6,解得m=,∴直线CQ为y=x+6,由得(舍去)或,∴P(,),综上所述,P点坐标为(,)或(,),(3)设M(t,﹣2t2+4t+6),则N(0,﹣2t2+4t+6),∴MN=|t|,CN=|2t2﹣4t|,∵OC=6,OB=3,∴OC=2OB,∵△CMN与△OBC相似,∴MN=2CN或CN=2MN,①MN=2CN时,如图:∴|t|=2|2t2﹣4t|,解得t=或t=或t=0(舍去),∴M(,),N(0,)或M(,),N(0,);②CN=2MN时,如图:∴|2t2﹣4t|=2|t|,解得t=0(舍去)或t=3(M与B重合,舍去)或t=1,∴M(1,8),N(0,8),综上所述,M(,),N(0,)或M(,),N(0,)或M(1,8),N(0,8).7.如图,抛物线与x轴交于A,B两点,点A,B分别位于原点的左、右两侧,BO=3AO=3,过点B的直线与y轴正半轴和抛物线的交点分别为点C,D,.(1)求b,c的值;(2)求直线CD的函数解析式;(3)求∠ADB的度数;(4)点P在抛物线的对称轴上且在x轴下方,点Q在射线BA上,当△ABD与△BPQ 相似时,请直接写出所有满足条件的点Q的坐标.解:(1)∵点A,B分别位于原点的左、右两侧,BO=3AO=3,∴A(﹣1,0),B(3,0),把A(﹣1,0),B(3,0)代入y=x2+bx+c,得,解得:,∴b=﹣,c=﹣;(2)如图1,过点D作DE⊥AB于E,则∠DEB=∠COB=90°,∴DE∥OC,∴=,∵BC=CD,OB=3,∴=,∴OE=,∴点D横坐标为﹣,当x=﹣时,y=×(﹣)2﹣×(﹣)﹣=+1,∴点D坐标为(﹣,+1),设直线BD的函数解析式为y=kx+n,把B(3,0),D(﹣,+1)代入,得,解得:,∴直线BD的函数解析式为y=﹣x+;(3)如图2,连接AC,∵直线BD的函数解析式为y=﹣x+,∴C(0,),∵A(﹣1,0),D(﹣,+1),∴AC2=OA2+OC2=12+()2=4,则AC=2,BC2=OB2+OC2=32+()2=12,则BC=2,∴AB=3﹣(﹣1)=4,∴AC2+BC2=AB2,∴∠ACB=90°,∴∠ACD=180°﹣90°=90°,∵BC=CD,∴CD=2,∴tan∠ADB===1,∴∠ADB=45°;(4)在△ABD中,tan∠ABD==,∴∠ABD=30°,∵∠ADB=45°,∴∠BAD=180°﹣(∠ABD+∠ADB)=180°﹣(30°+45°)=105°,∵CD=2,BC=CD=2,∴BD=BC+CD=2+2,由(3)知:AC=CD=2,∠ACD=90°,AB=4,∴AD=2,∵y=x2﹣x﹣,∴对称轴为直线x=1.∵点P在抛物线的对称轴上且在x轴下方,点Q在射线BA上,∴∠PBQ<90°,∴分两种情况:①当∠PBQ=∠ABD=30°时,如图3,设对称轴与x轴交于点M,则M(1,0),∴BM=3﹣1=2,∴PM=BM•tan∠PBQ=2×tan30°=,∵点P在抛物线的对称轴上且在x轴下方,∴P(1,﹣),BP===,∵△ABD与△BPQ相似,且∠PBQ=∠ABD,∴=或=,∴=或=,∴BQ=或BQ=,∴Q(,0)或(,0);②当∠PBQ=∠ADB=45°时,如图4,∵PM=BM•tan∠PBQ=2tan45°=2,∴P(1,﹣2),∴BP=2,∵△ABD与△BPQ相似,且∠PBQ=∠ADB,∴=或=,∴=或=,∴BQ=2﹣2或2+2,∴Q(5﹣2,0)或(1﹣2,0);综上所述,点Q的坐标为Q(,0)或Q(,0)或Q(5﹣2,0)或Q(1﹣2,0).8.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣2).(1)求抛物线的函数表达式;(2)如图1,点D为第四象限抛物线上一点,连接AD,BC交于点E,求的最大值;(3)如图2,连接AC,BC,过点O作直线l∥BC,点P,Q分别为直线l和抛物线上的点,试探究:在第一象限是否存在这样的点P,Q,使△PQB∽△CAB?若存在,请求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣4).将C(0,﹣2)代入得:﹣4a=﹣2,解得a=,∴抛物线的解析式为y=(x+1)(x﹣4),即y=x2﹣x﹣2.(2)过点D作DG⊥x轴于点G,交BC于点F,过点A作AK⊥x轴交BC的延长线于点K,∴AK∥DG,∴△AKE∽△DFE,∴=.设直线BC的解析式为y=kx+b1,∴,解得,∴直线BC的解析式为y=x﹣2,∵A(﹣1,0),∴y=﹣﹣2=﹣,∴AK=,设D(m,m2﹣m﹣2),则F(m,m﹣2),∴DF=m﹣2﹣m2+m+2=﹣m2+2m.∴==﹣(m﹣2)2+.∴当m=2时,有最大值,最大值是.(3)符合条件的点P的坐标为(,)或(,).∵l∥BC,∴直线l的解析式为y=x,设P(a1,),①当点P在直线BQ右侧时,如图2,过点P作PN⊥x轴于点N,过点Q作QM⊥直线PN于点M,∵A(﹣1,0),C(0,﹣2),B(4,0),∴AC=,AB=5,BC=2,∵AC2+BC2=AB2,∴∠ACB=90°,∵△PQB∽△CAB,∴==,∵∠QMP=∠BNP=90°,∴∠MQP+∠MPQ=90°,∠MPQ+∠BPN=90°,∴∠MQP=∠BPN,∴△QPM∽△PBN,∴===,∴QM=,PM=(a1﹣4)=a1﹣2,∴MN=a1﹣2,ON﹣QM=a1﹣=a1,∴Q(a1,a1﹣2),将点Q的坐标代入抛物线的解析式得×(a1)2﹣×a1﹣2=a1﹣2,解得a1=0(舍去)或a1=.∴P(,).②当点P在直线BQ左侧时,由①的方法同理可得点Q的坐标为(a1,2).此时点P的坐标为(,).综上所述,符合条件的点P的坐标是(,)或(,).9.如图,直线y=﹣x+c与x轴交于点A(3,0),与y轴交于点B,抛物线y=﹣x2+bx+c 经过点A,B.(1)求点B的坐标和抛物线的解析式;(2)M为线段OA上一动点,过点M且垂直于x轴的直线与直线AB及抛物线分别交于点P,N.若以B,P,N为顶点的三角形与△APM相似,求点M的坐标;(3)将抛物线在0≤x≤3之间的部分记为图象L,将图象L在直线y=t上方部分沿直线y=t翻折,其余部分保持不动,得到一个新的函数图象,记这个函数的最大值为a,最小值为b,若a﹣b≤3,请直接写出t的取值范围.解:(1)将(3,0)代入y=﹣x+c得0=﹣2+c,解得c=2,∴y=﹣x+2.将x=0代入y=﹣x+2得y=2,∴点B坐标为(0,2).将(3,0),(0,2)代入y=﹣x2+bx+c得,解得,∴y=﹣x2+x+2.(2)如图,当BM∥AM时满足题意,点B,N关于抛物线对称轴对称,∵y=﹣x2+x+2,∴抛物线对称轴为直线x=﹣=,∴点N坐标为(,2),∴点M坐标为(,0).如图,当∠NBP=90°时符合题意,作NC⊥y轴于点C,则N(m,﹣m2+m+2),∵∠NBC+∠ABO=∠ABO+∠BAO=90°,∴∠NBC=∠BAO,∴△BCN∽△AOB,∴=,即,解得m=,∴点M坐标为(,0).综上所述,点M坐标为(,0)或(,0).(3)∵y=﹣x2+x+2=﹣(x﹣)2+,∴抛物线顶点坐标为(,),∴翻折后顶点坐标为(,2t﹣),当点A为最低点时,t﹣0≤3,解得t≤3,令t﹣(2t﹣)=3,解得t=,∴≤t≤3.10.如图所示,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴相交于点C,B、C两点的坐标分别为(1,0)、(0,﹣3),直线y=kx+3k经过点A,与y轴交于点D.(1)求抛物线的函数表达式;(2)点E是抛物线上一动点(不与点C重合),连接AE,过点E作EF⊥x轴,垂足为F,若△AEF是等腰直角三角形,求点E的坐标;(3)在(2)的条件下,若在直线y=kx+3k上存在一点G使得△DFG与△AOC相似,求出k的值.解:(1)∵直线y=kx+3k经过点A,则点A的坐标为(﹣3,0),将点A、B、C的坐标代入抛物线表达式得:,解得,故抛物线的表达式为y=x2+2x﹣3;(2)设点E的坐标为(x,x2+2x﹣3),则AF=|x+3|,EF=|x2+2x﹣3|,∵△AEF是等腰直角三角形,∴AF=EF,∴|x2+2x﹣3|=|x+3|,∴x=﹣3(舍去)或x=0(舍去)或x=2,故点E的坐标为(2,5);(3)∵CO=BO=3,故△AOC为等腰直角三角形,当△DFG与△AOC相似时,则△DFG为等腰直角三角形,显然∠DFG不可能为直角,∵直线y=kx+3k与y轴交于点D,则点D(0,3k),由(2)知,点F(2,0),①当∠FDG为直角时,∵点G在直线AD上,故在∠FDG的前提下,总能找到GD=DF,故只需要DF⊥AD即可,在等腰Rt△FDG中,由直线AD的表达式为:y=kx+3k,则tan∠DOA=k,而tan∠DFO====,解得k=±;②当∠FGD为直角时,如下图,过点G作MN∥y轴,交x轴于点N,交过点D与x轴的平行线于点M,则DG=GF,设点G的坐标为(t,kt+3k),则MD=﹣t,MG=3k﹣tk﹣3k=﹣kt;GN=kt+3k,FN=2﹣t,∵∠MGD+∠FGN=90°,∠FGN+∠GFN=90°,∴∠MGD=∠GFN,∵∠GMD=∠FNG=90°,GD=FG,∴△GMD≌△FNG(AAS),∴MD=GN,MG=NF,即﹣t=kt+3k且﹣kt=2﹣t,解得k=2或﹣;当∠DFG=90°时,过点G作GH⊥x轴于H,则△ODF≌△HFG,∴GH=OF=2,HF=OD=3k,∵y=﹣2时,﹣2=kx+3k,∴x=,∴2+=3k,解得k=2或﹣综上,k=±或2或﹣.11.如图,已知A(﹣2,0),B(4,0),抛物线y=ax2+bx﹣1过A、B两点,并与过A点的直线y=﹣x﹣1交于点C.(1)求抛物线解析式及对称轴;(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使四边形ACPO的周长最小?若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;(3)点M为y轴右侧抛物线上一点,过点M作直线AC的垂线,垂足为N.问:是否存在这样的点N,使以点M、N、C为顶点的三角形与△AOC相似,若存在,求出点N 的坐标,若不存在,请说明理由.解:(1)把A(﹣2,0),B(4,0)代入抛物线y=ax2+bx﹣1,得解得∴抛物线解析式为:y=∴抛物线对称轴为直线x=﹣(2)存在使四边形ACPO的周长最小,只需PC+PO最小∴取点C(0,﹣1)关于直线x=1的对称点C′(2,﹣1),连C′O与直线x=1的交点即为P点.设过点C′、O直线解析式为:y=kx∴k=﹣∴y=﹣则P点坐标为(1,﹣)(3)当△AOC∽△MNC时,如图,延长MN交y轴于点D,过点N作NE⊥y轴于点E∵∠ACO=∠NCD,∠AOC=∠CND=90°∴∠CDN=∠CAO由相似,∠CAO=∠CMN∴∠CDN=∠CMN∵MN⊥AC∴M、D关于AN对称,则N为DM中点设点N坐标为(a,﹣a﹣1)由△EDN∽△OAC∴ED=2a∴点D坐标为(0,﹣)∵N为DM中点∴点M坐标为(2a,)把M代入y=,解得a=0(舍去)或a=4∴a=4则N点坐标为(4,﹣3)当△AOC∽△CNM时,∠CAO=∠NCM∴CM∥AB则点C关于直线x=1的对称点C′即为点M由(2)M为(2,﹣1)∴由相似CN=,MN=由面积法求N到MC距离为则N点坐标为(,﹣)∴N点坐标为(4,﹣3)或(,﹣)12.抛物线L:y=﹣x2+bx+c经过点A(0,1),与它的对称轴直线x=1交于点B.(1)求出抛物线L的解析式;(2)如图1,过定点的直线y=kx﹣k+4(k<0)与抛物线L交于点M、N.若△BMN的面积等于1,求k的值;(3)如图2,将抛物线L向上平移m(m>0)个单位长度得到抛物线L1,抛物线L1与y轴交于点C,过点C作y轴的垂线交抛物线L1于另一点D,F为抛物线L1的对称轴与x轴的交点,P为线段OC上一点,若△PCD与△POF相似,并且符合条件的点P恰有2个,求m的值及相应点P的坐标.解:(1)由题意知,解得:,∴抛物线L的解析式为y=﹣x2+2x+1;(2)如图1,∵y=kx﹣k+4=k(x﹣1)+4,∴当x=1时,y=4,即该直线所过定点G坐标为(1,4),∵y=﹣x2+2x+1=﹣(x﹣1)2+2,∴点B(1,2),则BG=2,=1,即S△BNG﹣S△BMG=BG•(x N﹣1)﹣BG•(x M﹣1)=1,∵S△BMN∴x N﹣x M=1,由得x2+(k﹣2)x﹣k+3=0,解得:x==,则x N=、x M=,由x N﹣x M=1得=1,∴k=±3,∵k<0,∴k=﹣3;(3)如图2,设抛物线L 1的解析式为y =﹣x 2+2x +1+m ,∴C (0,1+m )、D (2,1+m )、F (1,0),设P (0,t ),①当△PCD ∽△FOP 时,,∴,∴t 2﹣(1+m )t +2=0①;②当△PCD ∽△POF 时,,∴,∴t =(m +1)②;(Ⅰ)当方程①有两个相等实数根时,Δ=(1+m )2﹣8=0,解得:m =2﹣1(负值舍去),此时方程①有两个相等实数根t 1=t 2=,方程②有一个实数根t =,∴m =2﹣1,此时点P 的坐标为(0,)和(0,);(Ⅱ)当方程①有两个不相等的实数根时,把②代入①,得:(m +1)2﹣(m +1)2+2=0,解得:m =2(负值舍去),此时,方程①有两个不相等的实数根t 1=1、t 2=2,方程②有一个实数根t =1,∴m=2,此时点P的坐标为(0,1)和(0,2);综上,当m=2﹣1时,点P的坐标为(0,)和(0,);当m=2时,点P的坐标为(0,1)和(0,2).13.设抛物线y=ax2+bx﹣2与x轴交于两个不同的点A(﹣1,0)、B(m,0),与y轴交于点C,且∠ACB=90度.(1)求m的值和抛物线的解析式;(2)已知点D(1,n)在抛物线上,过点A的直线y=x+1交抛物线于另一点E.若点P 在x轴上,以点P、B、D为顶点的三角形与△AEB相似,求点P的坐标;(3)在(2)的条件下,△BDP的外接圆半径等于或.解:(1)令x=0,得y=﹣2,∴C(0,﹣2),∵∠ACB=90°,CO⊥AB,∴△AOC∽△COB,∴OA•OB=OC2∴OB=,∴m=4,将A(﹣1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx﹣2,得,∴抛物线的解析式为y=x2﹣x﹣2.(2)D(1,n)代入y=x2﹣x﹣2,得n=﹣3,由,得,,∴E(6,7),过E作EH⊥x轴于H,则H(6,0)∴AH=EH=7∴∠EAH=45°过D作DF⊥x轴于F,则F(1,0)∴BF=DF=3∴∠DBF=45°∴∠EAH=∠DBF=45°∴∠DBH=135°,90°<∠EBA<135°则点P只能在点B的左侧,有以下两种情况:①若△DBP1∽△EAB,则∴BP1===∴OP1=4﹣=,∴P1(,0).②若△DBP2∽△BAE,则∴BP2===∴OP2=﹣4=∴P2(﹣,0).综合①、②,得点P的坐标为:P1(,0)或P2(﹣,0).(3)或.如图所示:先作△BPD的外接圆,过P作直径PM,连接DM,作DF⊥x轴于F.∵∠PMD=∠PBD,∠DFP=∠PDM,∴△PMD和△FBD相似,∴,∴PD===,DF=3,BD==3,∴PM==,∴△BPD的外接圆的半径=;同理可求出当P点在x轴的负半轴上时,△BPD的外接圆的半径=.14.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+x﹣与x轴交于点A、B(点A在点B右侧),点D为抛物线的顶点,点C在y轴的正半轴上,CD交x轴于点F,△CAD绕点C顺时针旋转得到△CFE,点A恰好旋转到点F,连接BE.(1)求点A、B、D的坐标;(2)求证:四边形BFCE是平行四边形;(3)如图2,过顶点D作DD1⊥x轴于点D1,点P是抛物线上一动点,过点P作PM⊥x轴,点M为垂足,使得△PAM与△DD1A相似(不含全等).①求出一个满足以上条件的点P的横坐标;②直接回答这样的点P共有几个?解:(1)令x2+x﹣=0,解得x1=1,x2=﹣7.∴A(1,0),B(﹣7,0).由y=x2+x﹣=(x+3)2﹣2得,D(﹣3,﹣2);(2)证明:∵DD1⊥x轴于点D1,∴∠COF=∠DD1F=90°,∵∠D1FD=∠CFO,∴△DD1F∽△COF,∴=,∵D(﹣3,﹣2),∴D1D=2,OD1=3,∵AC=CF,CO⊥AF∴OF=OA=1∴D1F=D1O﹣OF=3﹣1=2,∴=,∴OC=,∴CA=CF=FA=2,∴△ACF是等边三角形,∴∠AFC=∠ACF,∵△CAD绕点C顺时针旋转得到△CFE,∴∠ECF=∠AFC=60°,∴EC∥BF,∵EC=DC==6,∵BF=6,∴EC=BF,∴四边形BFCE是平行四边形;(3)∵点P是抛物线上一动点,∴设P点(x,x2+x﹣),①当点P在B点的左侧时,∵△PAM与△DD1A相似,∴或=,∴=或=,解得:x1=1(不合题意舍去),x2=﹣11或x1=1(不合题意舍去)x2=﹣;当点P在A点的右侧时,∵△PAM与△DD1A相似,∴=或=,∴=或=,解得:x1=1(不合题意舍去),x2=﹣3(不合题意舍去)或x1=1(不合题意舍去),x2=﹣(不合题意舍去);当点P在AB之间时,∵△PAM与△DD1A相似,∴=或=,∴=或=,解得:x1=1(不合题意舍去),x2=﹣3(不合题意舍去)或x1=1(不合题意舍去),x2=﹣;综上所述,点P的横坐标为﹣11或﹣或﹣;②由①得,这样的点P共有3个.15.如图1,经过原点O的抛物线y=ax2+bx(a≠0)与x轴交于另一点A(,0),在第一象限内与直线y=x交于点B(2,t).(1)求这条抛物线的表达式;(2)在第四象限内的抛物线上有一点C,满足以B,O,C为顶点的三角形的面积为2,求点C的坐标;(3)如图2,若点M在这条抛物线上,且∠MBO=∠ABO,①求点M的坐标;②在(2)的条件下,是否存在点P,使得△POC∽△MOB?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)∵B(2,t)在直线y=x上,∴t=2,∴B(2,2),把A、B两点坐标代入抛物线解析式可得,解得,∴抛物线解析式为y=2x2﹣3x;(2)如图1,过C作CD∥y轴,交x轴于点E,交OB于点D,过B作BF⊥CD于点F,∵点C是抛物线上第四象限的点,∴可设C(t,2t2﹣3t),则E(t,0),D(t,t),∴OE=t,BF=2﹣t,CD=t﹣(2t2﹣3t)=﹣2t2+4t,=S△CDO+S△CDB=CD•OE+CD•BF=(﹣2t2+4t)(t+2﹣t)=﹣2t2+4t,∴S△OBC∵△OBC的面积为2,∴﹣2t2+4t=2,解得t1=t2=1,∴C(1,﹣1);(3)①设MB交y轴于点N,如图2,∵B(2,2),∴∠AOB=∠NOB=45°,在△AOB和△NOB中,∴△AOB≌△NOB(ASA),∴ON=OA=,∴N(0,),∴可设直线BN解析式为y=kx+,把B点坐标代入可得2=2k+,解得k=,∴直线BN的解析式为y=x+,联立直线BN和抛物线解析式可得,解得(舍去)或,∴M(﹣,),②∵C(1,﹣1),∴∠COA=∠AOB=45°,且B(2,2),∴OB=2,OC=,∵△POC∽△MOB,∴==2,∠POC=∠BOM,当点P在第一象限时,如图3,过M作MG⊥y轴于点G,过P作PH⊥x轴于点H,∵∠COA=∠BOG=45°,∴∠MOG=∠POH,且∠PHO=∠MGO,∴△MOG∽△POH,∴===2,。
二次函数中的三角形一.与三角形面积例1:如图,已知在同一坐标系中,直线22k y kx =+-与y 轴交于点P ,抛物线k x k x y 4)1(22++-=与x 轴交于)0,(),0,(21x B x A 两点。
C 是抛物线的顶点。
(1)求二次函数的最小值(用含k 的代数式表示); (2)若点A 在点B 的左侧,且021<⋅x x 。
①当k 取何值时,直线通过点B ;②是否存在实数k ,使ABC ABP S S ∆∆=?如果存在,请求出此时抛物线的解析式;如果不存在,请说明理由。
例2:已知抛物线)1(3)4(2-+---=m x m x y 与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于C 点, (1)求m 的取值范围;(2)若0<m ,直线1-=kx y 经过点A ,与y 轴交于点D ,且25=⋅BD AD ,求抛物线的解析式; (3)若A 点在B 点左边,在第一象限内,(2)中所得的抛物线上是否存在一点P ,使直线P A 平分ACD ∆的面积?若存在,求出P 点的坐标;若不存在,请说明理由。
例3.已知矩形ABCD 中,AB =2,AD =4,以AB 的垂直平分线为x 轴,AB 所在的直线为y 轴,建立平面直角坐标系(如图)。
(1)写出A 、B 、C 、D 及AD 的中点E 的坐标;(2)求以E 为顶点、对称轴平行于y 轴,并且经过点B 、C 的抛物线的解析式; (3)求对角线BD 与上述抛物线除点B 以外的另一交点P 的坐标;(4)△PEB 的面积S △PEB 与△PBC 的面积S △PBC 具有怎样的关系?证明你的结论。
A BC DO E x y(第25题图)例4.如图1,已知直线12y x =-与抛物线2164y x =-+交于AB ,两点. (1)求A B ,两点的坐标;(2)求线段AB 的垂直平分线的解析式;(3)如图2,取与线段AB 等长的一根橡皮筋,端点分别固定在A B ,两处.用铅笔拉着这根橡皮筋使笔尖P 在直线AB 上方的抛物线上移动,动点P 将与A B ,构成无数个三角形,这些三角形中是否存在一个面积最大的三角形?如果存在,求出最大面积,并指出此时P 点的坐标;如果不存在,请简要说明理由.二.与三角形形状例5. 如图,抛物线254y ax ax =-+经过ABC △的三个顶点,已知BC x ∥轴,点A 在x 轴上,点C 在y 轴上,且AC BC =.(1)求抛物线的对称轴;(2)写出A B C ,,三点的坐标并求抛物线的解析式;(3)探究:若点P 是抛物线对称轴上且在x 轴下方的动点,是否存在PAB △是等腰三角形.若存在,求出所有符合条件的点P 坐标;不存在,请说明理由.图2图1例 6.如图①,在平面直角坐标系中,点A 的坐标为(12),,点B 的坐标为(31),,二次函数2y x =的图象记为抛物线1l .(1)平移抛物线1l ,使平移后的抛物线过点A ,但不过点B ,写出平移后的一个抛物线的函数表达式: (任写一个即可).(2)平移抛物线1l ,使平移后的抛物线过A B ,两点,记为抛物线2l ,如图②,求抛物线2l 的函数表达式.(3)设抛物线2l 的顶点为C ,K 为y 轴上一点.若ABK ABC S S =△△,求点K 的坐标.(4)请在图③上用尺规作图的方式探究抛物线2l 上是否存在点P ,使ABP △为等腰三角形.若存在,请判断点P 共有几个可能的位置(保留作图痕迹);若不存在,请说明师.x 图①x 图②x 图③例7. 已知:如图,抛物线2y ax bx c =++经过(1,0)A 、(5,0)B 、(0,5)C 三点. (1)求抛物线的函数关系式;(2)若过点C 的直线y kx b =+与抛物线相交于点E (4,m ),请求出△CBE 的面积S 的值; (3)在抛物线上求一点0P 使得△ABP 0为等腰三角形并写出0P 点的坐标;(4)除(3)中所求的0P 点外,在抛物线上是否还存在其它的点P 使得△ABP 为等腰三角形?若存在,请求出一共有几个满足条件的点P (要求简要说明理由,但不证明);若不存在这样的点P ,请说明理由.例8.如图,在直角坐标系中,点A 的坐标为(-2,0),连接OA ,将线段OA 绕原点O 顺时针旋转120°,得到线段OB . (1)求点B 的坐标;(2)求经过A 、O 、B 三点的抛物线的解析式; (3)在(2)中抛物线的对称轴上是否存在点C ,使△BOC 的周长最小?若存在,求出点C 的坐标;若不存在,请说明理由;(4)如果点P 是(2)中的抛物线上的动点,且在x 轴的下方, 那么△P AB 是否有最大面积?若有,求出此时P 点的坐标及△P AB 的最大面积;若没有,请说明理由.(注意:本题中的结果均保留根号)(第25题图)三.二次函数与三角形相似 例9:已知一次函数1243--=x y 的图象分别交x 轴、y 轴于A 、C 两点, (1)求出A 、C 两点的坐标;(2)在x 轴上找出点B ,使ACB ∆∽AOC ∆,若抛物线过A 、B 、C 三点,求出此抛物线的解析式; (3)在(2)的条件下,设动点P 、Q 分别从A 、B 两点同时出发,以相同速度沿AC 、BA 向C 、A 运动,连结PQ ,使m AP =,是否存在m 的值,使以A 、P 、Q 为顶点的三角形与ABC ∆相似,若存在,求出所有m 的值;若不存在,请说明理由。
二次函数中三角形面积问题的三种求解方法二次函数是一种广泛应用于数学解题中的重要运算工具,有时需要根据给定的几何图形求解相关表达式,比如求出三角形的面积。
三角形面积问题在很多学科中都有着广泛的应用,下面将介绍三种求解三角形面积的方法,这三种方法均基于二次函数的概念。
第一种求解三角形面积的方法是通过使用二次函数的半径求解。
首先,根据给定的三角形边长,使用勾股定理求出该三角形的半径,然后用半径公式计算出三角形的面积,半径公式为πr/2,其中π是常数3.14159。
这种方法的优点是简单易行,只需要掌握勾股定理和半径公式即可求解三角形的面积。
第二种求解三角形面积的方法是使用三角函数求解。
有些三角形的边长有着特殊的关系,可以使用三角函数求出三角形的面积。
举例来说,如果某三角形的三条边长分别为a,b,c,那么可以使用以下公式求出此三角形的面积:S= a*b*sin(c)/2。
这种方法的优点是可以准确求出三角形的面积,但是要掌握的知识比较多,需要熟练掌握三角函数的概念。
第三种求解三角形面积的方法是使用二次函数求解。
如果给定三角形的三条边长都可以用二次函数表示,那么可以使用椭圆公式求解三角形的面积。
椭圆公式为S=∫ab√(f(x))dx,其中f(x)表示三角形边长可以表示为二次函数的表达式,a,b表示积分下限和上限。
这种方法的优点是准确度高,但使用难度也比较大,需要掌握椭圆公式和二次函数的概念。
以上就是介绍了三种求解三角形面积的方法。
不同的求解方法都有各自的优势和局限性,在不同场景下要根据实际情况选择合适的求解方法,使用二次函数可以有效地求出三角形的面积。
1、已知抛物线与x轴交于A、 B两点,与y轴交于点C.是否存在实数a,使得△ABC为直角三角形.若存在,请求出a的值;若不存在,请说明理由.由,解得,.∴点A、B的坐标分别为(-3,0),(,0).∴,,.∴,,.〈ⅰ〉当时,∠ACB=90°.由,得.解得.∴当时,点B的坐标为(,0),,,.于是.∴当时,△A BC为直角三角形.〈ⅱ〉当时,∠ABC=90°.2:如图,抛物线与x轴交与A(1,0),B(-3,0)两点,顶点为D。
交Y轴于C,在抛物线第二象限图象上是否存在一点M,使△MBC是以∠BCM为直角的直角三角形,若存在,求出点P的坐标。
若没有,请说明理由抛物线y=-x^2+bx+c与x轴交予A(1,0),B(-3,0)两点,得-1+b+c=0-9-3b+c=0得b=-2,c=3该抛物线的解析式y=-x^2-2x+3点C为(0.3)△ABC的面积为1/2AB*OC=6设在抛物线第二象限图象上存在点M(x0,y0)使△MBC是以∠BCM为直角的直角三角形则x0<0,y0>0y0=-x0^2-2x0+3(1)再由MB^2=MC^2+BC^2得(x0+3)^2+(y0-0)^2=(x0-0)^2+(y0-3)^2+(0+3)^2+(3-0)^2(2)(3)由(1)和(2)可解得y0=3,x0=0或者y0=4,x0=-1又x0<0,y0>0所以y0=4,x0=-1在抛物线第二象限图象上存在点M(-1,4)使△MBC是以∠BCM为直角的直角三角形.3:(2012云南)如图,在平面直角坐标系中,直线交x轴于点P,交y轴于点A.抛物线的图象过点E(-1,0),并与直线相交于A、B两点(1)求抛物线的解析式(关系式);(2)过点A作AC⊥AB交x轴于点C,求点C的坐标;(3)除点C外,在坐标轴上是否存在点M,使得△MAB是直角三角形?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.解答:解:(1)直线解析式为y=x+2,令x=0,则y=2,∴A(0,2),∵抛物线y=x2+bx+c的图象过点A(0,2),E(﹣1,0),∴,解得.∴抛物线的解析式为:y=x2+x+2.(2)∵直线y=x+2分别交x轴、y轴于点P、点A,∴P(6,0),A(0,2),∴OP=6,OA=2.∵AC⊥AB,OA⊥OP,∴Rt△OCA∽Rt△OPA,∴,∴OC=,又C点在x轴负半轴上,∴点C的坐标为C(,0).(3)抛物线y=x2+x+2与直线y=x+2交于A、B两点,令x2+x+2=x+2,解得x1=0,x2=,∴B(,).如答图①所示,过点B作BD⊥x轴于点D,则D(,0),BD=,DP=6﹣=.点M在坐标轴上,且△MAB是直角三角形,有以下几种情况:①当点M在x轴上,且BM⊥AB,如答图①所示.设M(m,0),则MD=﹣m.∵BM⊥AB,BD⊥x轴,∴,即,解得m=,∴此时M点坐标为(,0);②当点M在x轴上,且BM⊥AM,如答图①所示.设M(m,0),则MD=﹣m.∵BM⊥AM,易知Rt△AOM∽Rt△MDB,∴,即,化简得:m2﹣m+=0,解得:x1=,x2=,∴此时M点坐标为(,0),(,0);(说明:此时的M点相当于以AB为直径的圆与x轴的两个交点)③当点M在y轴上,且BM⊥AM,如答图②所示.此时M点坐标为(0,);④当点M在y轴上,且BM′⊥AB,如答图②所示.设M′(0,m),则AM=2﹣=,BM=,MM′=﹣m.易知Rt△ABM∽Rt△MBM′,∴,即,解得m=,∴此时M点坐标为(0,).综上所述,除点C外,在坐标轴上存在点M,使得△MAB是直角三角形.符合条件的点M有5个,其坐标分别为:(,0)、(,0)、(,0)、(0,)或(0,).4:(2012?河池)如图,在等腰三角形ABC中,AB=AC,以底边BC的垂直平分线和BC所在的直线建立平面直角坐标系,抛物线经过A、B两点.(1)写出点A、点B的坐标;(2)若一条与y轴重合的直线l以每秒2个单位长度的速度向右平移,分别交线段OA、CA和抛物线于点E、M和点P,连接PA、PB.设直线l移动的时间为t(0<t<4)秒,求四边形PBCA的面积S(面积单位)与t(秒)的函数关系式,并求出四边形PBCA的最大面积;(3)在(2)的条件下,抛物线上是否存在一点P,使得△PAM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.解:(1)抛物线y=﹣x2+x+4中:令x=0,y=4,则 B(0,4);令y=0,0=﹣x2+x+4,解得 x1=﹣1、x2=8,则 A(8,0);∴A(8,0)、B(0,4).△ABC中,AB=AC,AO⊥BC,则OB=OC=4,∴C(0,﹣4).由A(8,0)、B(0,4),得:直线AC:y=﹣x+4;依题意,知:OE=2t,即 E(2t,0);∴P(2t,﹣2t2+7t+4)、Q(2t,﹣t+4),PQ=(﹣2t2+7t+4)﹣(﹣t+4)=﹣2t2+8t;S=S△ABC+S△PAB=×8×8+×(﹣2t2+8t)×8=﹣8t2+32t+32=﹣8(t﹣2)2+64;∴当t=2时,S有最大值,且最大值为64.(3)∵PM∥y轴,∴∠AMP=∠ACO<90°;而∠APM是锐角,所以△PAM若是直角三角形,只能是∠PAM=90°;由A(8,0)、C(0,﹣4),得:直线AC:y=x﹣4;所以,直线AP可设为:y=﹣2x+h,代入A(8,0),得:﹣16+h=0,h=16∴直线AP:y=﹣2x+16,联立抛物线的解析式,得:,解得、∴存在符合条件的点P,且坐标为(3,10).5:(2012?海南)如图,顶点为P(4,-4)的二次函数图象经过原点(0,0),点A在该图象上,OA交其对称轴l于点M,点M、N关于点P对称,连接AN、ON,(1)求该二次函数的关系式;(2)若点A在对称轴l右侧的二次函数图象上运动时,请解答下面问题:①证明:∠ANM=∠ONM;②△ANO能否为直角三角形?如果能,请求出所有符合条件的点A的坐标;如果不能,请说明理由.1)∵二次函数图象的顶点为P(4,-4),∴设二次函数的关系式为。
二次函数中的三角形面积问题教案《二次函数中的三角形面积问题教案》这是优秀的教学设计文章,希望可以对您的学习工作中带来帮助!作业内容二次函数中的三角形面积问题教案球溪高级中学郭燕教学目标知识与技能1.复习巩固二次函数的性质;2.通过观察分析,能够概括总结出二次函数中三角形面积问题的基本类型;3.能够用直接法和割补法求二次函数中的三角形面积;过程与方法在求面积的过程中,体会数形结合和转化思想在二次函数三角形面积问题中的应用。
情感态度与价值观5.进一步培养学生学习数学的兴趣和增强学生学习的自信心6.在转化,建模的过程中,体验解决问题的方法,培养学生合作交流意识和探索精神。
二、教学重难点重点:直接法和割补法(铅垂法)求二次函数中的三角形面积问题;难点:二次函数中三角形面积的最值问题。
三、教学过程【复习旧知】1.已知二次函数,请用五点法在方格纸上画出草图,并结合图像尽可能多地写出你认为正确的结论。
师生活动:学生作图,思考,发言;教师总结二次函数的性质可从开口方向,顶点,与坐标轴的交点,对称轴,最值,增减性,对称性等方面研究。
设计意图:复习巩固五点法作二次函数草图,同时简单回顾二次函数的性质。
【问题探究】若二次函数与x轴交于A,B两点(B在A的左边),与y轴交于点C,顶点为点D。
【问题1】:任意连接ABCDO五点中的三个点,能组成哪些三角形?师生活动:学生思考后举手口答。
设计意图:引入今天的复习课内容——二次函数中的三角形面积问题。
【追问1】:在这四个三角形中,哪些三角形的面积比较好求,请写下来。
【追问2】:这些三角形面积为什么相对容易求解?——有一边在坐标轴上。
师生活动:学生思考求解,并积极发言,同时观察分析,总结规律。
设计意图:会利用公式直接计算至少有一边在坐标轴上的三角形面积。
【追问3】:若二次函数与y轴的交点关于对称轴的对称点为点E,你能求出和的面积吗?【追问4】:这两个三角形面积为什么也相对容易求解?——有一边平行于坐标轴。
二次函数三角形面积定值问题二次函数三角形面积定值问题是高中数学中的一个重要概念,也是考试中常考的难点之一。
本文将从三个方面进行探讨,分别是二次函数的定义和性质、三角形面积公式以及如何利用二次函数求解三角形面积定值问题。
一、二次函数的定义和性质二次函数是一种以 x 的平方为自变量的函数,通常的表达式为y=ax²+bx+c。
其中,a、b、c 分别是常数,a 不等于零。
二次函数的图像是一个开口朝上或朝下的抛物线,其中顶点坐标为(-b/2a, c-b²/4a)。
二次函数具有以下性质:1. 对称轴:二次函数的对称轴是过顶点的直线,方程为 x=-b/2a。
2. 零点:二次函数的零点是函数图像与 x 轴交点的横坐标,方程为 ax²+bx+c=0。
3. 单调性:当 a 大于零时,二次函数开口朝上,图像在顶点处取得最小值;当 a 小于零时,二次函数开口朝下,图像在顶点处取得最大值。
4. 范围:当 a 大于零时,二次函数的值域为 [c-b²/4a, +∞);当a 小于零时,二次函数的值域为 (-∞, c-b²/4a]。
二、三角形面积公式三角形面积公式是计算三角形面积的基本公式,其表达式为S=1/2bh,其中S 表示三角形面积,b 和h 分别表示底边和高。
此外,还有两个重要的推论:1. 海伦公式:当已知三角形的三边长 a、b、c 时,可以利用海伦公式求出三角形面积 S=sqrt[s(s-a)(s-b)(s-c)],其中s=(a+b+c)/2。
2. 正弦定理:当已知三角形的一个角度和两边长时,可以利用正弦定理求出第三边长,从而进一步计算出三角形面积。
正弦定理的表达式为 a/sinA=b/sinB=c/sinC。
三、利用二次函数求解三角形面积定值问题在高中数学中,经常会遇到给定三角形底边和两条高的长度,求解三角形面积的问题。
此类问题通常可以通过构建二次函数来解决。
以一个例子来说明:已知三角形底边长为 8,两条高分别为 6 和 10,求解该三角形的面积。
二次函数中的三角形一.与三角形面积例1:如图,已知在同一坐标系中,直线22ky kx =+-与y 轴交于点P ,抛物线k x k x y 4)1(22++-=与x 轴交于)0,(),0,(21x B x A 两点。
C 是抛物线的顶点。
(1)求二次函数的最小值(用含k 的代数式表示); (2)若点A 在点B 的左侧,且021<⋅x x 。
①当k 取何值时,直线通过点B ;②是否存在实数k ,使ABC ABP S S ∆∆=?如果存在,请求出此时抛物线的解析式;如果不存在,请说明理由。
例2:已知抛物线)1(3)4(2-+---=m x m x y 与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于C 点,(1)求m 的取值范围;(2)若0<m ,直线1-=kx y 经过点A ,与y 轴交于点D ,且25=⋅BD AD ,求抛物线的解析式;(3)若A 点在B 点左边,在第一象限内,(2)中所得的抛物线上是否存在一点P ,使直线P A 平分ACD ∆的面积?若存在,求出P 点的坐标;若不存在,请说明理由。
例3.已知矩形ABCD 中,AB =2,AD =4,以AB 的垂直平分线为x 轴,AB 所在的直线为y 轴,建立平面直角坐标系(如图)。
(1)写出A 、B 、C 、D 及AD 的中点E 的坐标;(2)求以E 为顶点、对称轴平行于y 轴,并且经过点B 、C 的抛物线的解析式; (3)求对角线BD 与上述抛物线除点B 以外的另一交点P 的坐标;(4)△PEB 的面积S △PEB 与△PBC 的面积S △PBC 具有怎样的关系?证明你的结论。
例4.如图1,已知直线12y x =-与抛物线2164y x =-+交于A B ,两点. (1)求A B ,两点的坐标;(2)求线段AB 的垂直平分线的解析式;(3)如图2,取与线段AB 等长的一根橡皮筋,端点分别固定在A B ,两处.用铅笔拉着这根橡皮筋使笔尖P 在直线AB 上方的抛物线上移动,动点P 将与A B ,构成无数个三角形,这些三角形中是否存在一个面积最大的三角形?如果存在,求出最大面积,并指出此时P 点的坐标;如果不存在,请简要说明理由.二.与三角形形状例5. 如图,抛物线254y ax ax =-+经过ABC △的三个顶点,已知BC x ∥轴,点A 在x 轴上,点C 在y 轴上,且AC BC =.(1)求抛物线的对称轴;(2)写出A B C ,,三点的坐标并求抛物线的解析式;(3)探究:若点P 是抛物线对称轴上且在x 轴下方的动点,是否存在PAB △是等腰三角形.若存在,求出所有符合条件的点P 坐标;不存在,请说明理由.例 6.如图①,在平面直角坐标系中,点A 的坐标为(12),,点B 的坐标为(31),,二次函数2y x =的图象记为抛物线1l .(1)平移抛物线1l ,使平移后的抛物线过点A ,但不过点B ,写出平移后的一个抛物线的函数表达式: (任写一个即可).(2)平移抛物线1l ,使平移后的抛物线过A B ,两点,记为抛物线2l ,如图②,求抛物线2l 的函数表达式.(3)设抛物线2l 的顶点为C ,K 为y 轴上一点.若ABK ABC S S =△△,求点K 的坐标.图2 图1(4)请在图③上用尺规作图的方式探究抛物线2l 上是否存在点P ,使ABP △为等腰三角形.若存在,请判断点P 共有几个可能的位置(保留作图痕迹);若不存在,请说明师.例7. 已知:如图,抛物线2y ax bx c =++经过(1,0)A 、(5,0)B 、(0,5)C 三点.(1)求抛物线的函数关系式;(2)若过点C 的直线y kx b =+与抛物线相交于点E (4,m ),请求出△CBE 的面积S 的值; (3)在抛物线上求一点0P 使得△ABP 0为等腰三角形并写出0P 点的坐标;(4)除(3)中所求的0P 点外,在抛物线上是否还存在其它的点P 使得△ABP 为等腰三角形?若存在,请求出一共有几个满足条件的点P (要求简要说明理由,但不证明);若不存在这样的点P ,请说明理由.例8.如图,在直角坐标系中,点A 的坐标为(-2,0),连接OA ,将线段OA 绕原点O 顺时针旋转120°,得到线段OB . (1)求点B 的坐标;(2)求经过A 、O 、B 三点的抛物线的解析式; (3)在(2)中抛物线的对称轴上是否存在点C ,使△BOC若存在,求出点C 的坐标;若不存在,请说明理由;(4)如果点P 是(2)中的抛物线上的动点,且在x 轴的下方,那么△P AB 是否有最大面积?若有,求出此时P 点的坐标及△P AB 的最大面积; 若没有,请说明理由.(注意:本题中的结果均保留根号)x 图① x 2图② x 图③(第25题图)三.二次函数与三角形相似例9:已知一次函数1243--=x y 的图象分别交x 轴、y 轴于A 、C 两点, (1)求出A 、C 两点的坐标;(2)在x 轴上找出点B ,使ACB ∆∽AOC ∆,若抛物线过A 、B 、C 三点,求出此抛物线的解析式;(3)在(2)的条件下,设动点P 、Q 分别从A 、B 两点同时出发,以相同速度沿AC 、BA 向C 、A 运动,连结PQ ,使m AP =,是否存在m 的值,使以A 、P 、Q 为顶点的三角形与ABC ∆相似,若存在,求出所有m 的值;若不存在,请说明理由。
例10.如图7,在平面直角坐标系中,抛物线2164y x =-与直线12y x =相交于A B ,两点. (1)求线段AB 的长.(2)若一个扇形的周长等于(1)中线段AB 的长,当扇形的半径取何值时,扇形的面积最大,最大面积是多少?(3)如图8,线段AB 的垂直平分线分别交x 轴、y 轴于C D ,两点,垂足为点M ,分别求出OM OC OD ,,的长,并验证等式222111+=是否成立.(4)如图9,在Rt ABC △中,90ACB = ∠,CD AB ⊥,垂足为D ,设BC a =,AC b =,AB c =.CD h =,试说明:222111a b h+=图7 图8图9例11.在直角坐标系中,⊙A 的半径为4,圆心A 的坐标为(2,0),⊙A 与x 轴交于E 、F 两点,与y 轴交于C 、D 两点,过点C 作⊙A 的切线BC ,交x 轴于点B . (1)求直线CB 的解析式;(2)若抛物线y =ax 2+b x +c 的顶点在直线BC 上,与x 轴的交点恰为点E 、F ,求该抛物线的解析式; (3)试判断点C 是否在抛物线上?(4) 在抛物线上是否存在三个点,由它构成的三角形与 △AOC 相似?直接写出两组这样的点..例12.如图12,以边长为ABCD 的对角线所在直线建立平面直角坐标系,抛物线2y x bx c =++经过点B 且与直线AB 只有一个公共点. (1)求直线AB 的解析式.(3分)(2)求抛物线2y x bx c =++的解析式.(3分)(3)若点P 为(2)中抛物线上一点,过点P 作PM x ⊥轴于点M ,问是否存在这样的点P ,使PMC ADC △△?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.(5分)例13.如图,矩形A BC O '''是矩形OABC (边OA 在x 轴正半轴上,边OC 在y 轴正半轴上)绕B 点逆时针旋转得到的,O '点在x 轴的正半轴上,B 点的坐标为(13),.(1)如果二次函数2y ax bx c =++(0a ≠)的图象经过O ,O '两点且图象顶点M 的纵坐标为1-,求这个二次函数的解析式; (2)在(1)中求出的二次函数图象对称轴的右支上是否存在点P ,使得POM △为直角三角形?若存在,请求出P 点的坐标和POM △的面积;若不存在,请说明理由;图12答案:例1:解:(1)2)1(--=k y 最小值。
(2)①解得当34-=k 时,直线过B ; ②过C 作AB CD ⊥于D ,则22)1()1(-=--=k k CD ,把0=x 代入直线22k kx y -+=,得22k y -=,∴22kOP -=,0421<=k x x 。
∴022,0>-<k k ,∴22k OP -=。
若ABC ABP S S ∆∆=,即0,2121>⋅=⋅AB CD AB OP AB ,∴CD OP =,即2)1(22-=+-k k解得0,2,2121<=-=k k k ,∴取21-=k ,∴当21-=k 时,ABC ABP S S ∆∆=此时所求的抛物线的解析式为:22--=x x y从以上解答中可以看出三角形面积相等作为已知条件的作用是利用三角形的面积公式,再利用同底等高的性质推出线段相等,仅此而已。
例2. 解:(1)2-≠m ;(2)652-+-=x x y ;(3)如图,假设在第一象限内,抛物线上存在点P ,使直线P A 平分ACD ∆的面积,则直线P A 必过DC 的中点M 。
)6,0(),1,0(--C D ,∴)27,0(-M 。
令0=y ,则0652=-+x x ,解得3,221==x x 。
A 在B 的左侧,∴A 坐标是(2,0)。
设直线P A 的解析式为)0(,≠+=k b kx y则⎪⎩⎪⎨⎧=+-=,0227b k b 解得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==2747b k 。
∴直线AM 的解析式为2747-=x y 。
方程组⎪⎩⎪⎨⎧-+=-=6527472x x y x y 的解为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==⎩⎨⎧==162145 922211y x y x 。
∴点P 的坐标为(2,0)(即A 点)或)1621,45(-。
这两点均不在第一象限。
∴第一象限内,抛物线上不存在点P ,使P A 平分ACD ∆的面积。
本题第(3)小题是存在型问题,是结论开放题,应先假设存在,然后在假设的前提下,通过计算说明在第一象限内不存在符合要求的点(求出的点不在第一象限),有一定的难度,主要是这种题型学生不熟悉。
例3.例4.[解] (1)解:依题意得216412y x y x⎧=-+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩解之得12126432x x y y ==-⎧⎧⎨⎨=-=⎩⎩(63)(42A B ∴--,,,(2)作AB 的垂直平分线交x 轴,y 轴于C D ,两点,交AB 于M (如图1) 由(1)可知:OA OB ==AB ∴=12OM AB OB ∴=-=过B 作BE x ⊥轴,E 为垂足由BEO OCM △∽△,得:54OC OM OC OB OE =∴=,, 同理:55500242OD C D ⎛⎫⎛⎫=∴- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,,,,设CD 的解析式为(0)y kx b k =+≠52045522k k b b b ⎧==+⎧⎪⎪⎪∴∴⎨⎨=-⎪⎪-=⎩⎪⎩AB ∴的垂直平分线的解析式为:522y x =-. (3)若存在点P 使APB △的面积最大,则点P 在与直线AB 平行且和抛物线只有一个交点的直线12y x m =-+上,并设该直线与x 轴,y 轴交于G H ,两点(如图2).图1第26题212164y x m y x ⎧=-+⎪⎪∴⎨⎪=-+⎪⎩2116042x x m ∴-+-= 抛物线与直线只有一个交点,2114(6)024m ⎛⎫∴--⨯-= ⎪⎝⎭,2523144m P ⎛⎫∴=∴ ⎪⎝⎭,在直线12524GH y x =-+:中, 25250024G H ⎛⎫⎛⎫∴ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,,,GH ∴=设O 到GH 的距离为d ,11221125252224GH d OG OH d AB GH ∴=∴=⨯⨯∴= ,∥P ∴到AB 的距离等于O 到GH 的距离d .例5.解:(1)抛物线的对称轴5522a x a -=-= (2)(30)A -,(54)B , (04)C , 把点A 坐标代入254y ax ax =-+中,解得16a =-215466y x x ∴=-++图2(3)存在符合条件的点P 共有3个.以下分三类情形探索. 设抛物线对称轴与x 轴交于N ,与CB 交于M .过点B 作BQ x ⊥轴于Q ,易得4BQ =,8AQ =, 5.5AN =,52BM = ① 以AB 为腰且顶角为角A 的PAB △有1个:1PAB △. 222228480AB AQ BQ ∴=+=+=在1Rt ANP △中,12PN===1522P ⎛∴- ⎝⎭, ②以AB 为腰且顶角为角B 的PAB △有1个:2P AB △. 在2Rt BMP △中,2MP====252P ⎛∴ ⎝⎭③以AB 为底,顶角为角P 的PAB △有1个,即3P AB △.画AB 的垂直平分线交抛物线对称轴于3P ,此时平分线必过等腰ABC △的顶点C . 过点3P 作3P K 垂直y 轴,垂足为K ,显然3Rt Rt PCK BAQ △∽△. 312P K BQ CK AQ ∴==. 3 2.5P K = 5CK ∴= 于是1OK =3(2.51)P ∴-, 例6.解:(1)有多种答案,符合条件即可.例如21y x =+,2y x x =+,2(1)2y x =-+或223y x x =-+,2(1)y x =,2(1y x =-.(2)设抛物线2l 的函数表达式为2y x bx c =++,点(12)A ,,(31)B ,在抛物线2l 上,212931b c b c ++=⎧∴⎨++=⎩,解得9211.2b c ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, ∴抛物线2l 的函数表达式为291122y x x =-+.(3)229119722416y x x x ⎛⎫=-+=-+ ⎪⎝⎭,C ∴点的坐标为97416⎛⎫⎪⎝⎭,.过A B C ,,三点分别作x 轴的垂线,垂足分别为D E F ,,, 则2AD =,716CF =,1BE =,2DE =,54DF =,34FE =. ABC ADEB ADFC CFEB S S S S ∴=--△梯形梯形梯形.117517315(21)22122164216416⎛⎫⎛⎫=+⨯-+⨯-+⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 延长BA 交y 轴于点G ,设直线AB 的函数表达式为y mx n =+,点(12)A ,,(31)B ,在直线AB 上, 213.m n m n =+⎧∴⎨=+⎩,解得125.2m n ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, ∴直线AB 的函数表达式为1522y x =-+.G ∴点的坐标为502⎛⎫⎪⎝⎭,.设K 点坐标为(0)h ,,分两种情况: 若K 点位于G 点的上方,则52KG h =-. 连结AK BK ,.151553122222ABK BKG AKG S S S h h h ⎛⎫⎛⎫=-=⨯⨯--⨯⨯-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭△△△.图②1516ABK ABC S S ==△△, 515216h ∴-=,解得5516h =.K ∴点的坐标为55016⎛⎫ ⎪⎝⎭,.若K 点位于G 点的下方,则52KG h =-. 同理可得,2516h =. K ∴点的坐标为25016⎛⎫⎪⎝⎭,.(4)作图痕迹如图③所示.由图③可知,点P 共有3个可能的位置.例7.解:(1)∵抛物线经过点(1,0)A 、(5,0)B , ∴(1)(5)y a x x =--. 又∵抛物线经过点(0,5)C , ∴55a =,1a =.∴抛物线的解析式为2(1)(5)65y x x x x =--=-+.(2)∵E 点在抛物线上,∴m = 42–4×6+5 = -3.∵直线y = kx +b 过点C (0, 5)、E (4, –3), ∴5,4 3.b k b =⎧⎨+=-⎩解得k = -2,b = 5.设直线y =-2x +5与x 轴的交点为D , 当y =0时,-2x +5=0,解得x =52. ∴D 点的坐标为(52,0). ∴S =S △BDC + S △BDE=1515(5)5+(5)32222⨯-⨯⨯-⨯ =10.(3)∵抛物线的顶点0(3,4)P -既在抛物线的对称轴上又在抛物线上,∴点0(3,4)P -为所求满足条件的点.x(4)除0P 点外,在抛物线上还存在其它的点P 使得△ABP 为等腰三角形.理由如下:∵004AP BP ==>,∴分别以A 、B 为圆心半径长为4画圆,分别与抛物线交于点B 、1P 、2P 、3P 、A 、4P 、5P 、6P ,除去B 、A 两个点外,其余6个点为满足条件的点.例8.解:(1)过点B 作BD ⊥x 轴于点D ,由已知可得:OB =OA=2,∠BOD =60°在Rt △OBD 中,∠ODB =90°,∠OBD =30°∴OD =1,DB∴点B 的坐标是(1(2)设所求抛物线的解析式为2y ax bx c =++,由已知可得:0420c a b c a b c =⎧⎪++=⎨⎪-+=⎩解得:3a b c ===03∴所求抛物线解析式为2y x x =(备注:a 、b 的值各得1分)(3)存在由2y x x =配方后得:21)y x =+-∴抛物线的对称轴为1x =- (也可用顶点坐标公式求出)∵点C 在对称轴1x =-上,△BOC 的周长=OB+BC+CO ; ∵OB=2,要使△BOC 的周长最小,必须BC+CO 最小, ∵点O 与点A 关于直线1x =-对称,有CO=CA △BOC 的周长=OB+BC+CO =OB+BC+CA∴当A 、C 、B 三点共线,即点C 为直线AB 与抛物线对称轴的交点时,BC+CA 最小,此时△BOC 的周长最小。