初中数学专题复习抛物线内的三角形问题
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中考数学复习---二次函数中三角形存在性问题压轴题练习(含答案解析)一.相似三角形的存在性1.(2022•陕西)已知抛物线y=ax2+bx﹣4经过点A(﹣2,0),B(4,0),与y 轴的交点为C.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)若点P是该抛物线上一点,且位于其对称轴l的右侧,过点P分别作l,x 轴的垂线,垂足分别为M,N,连接MN.若△PMN和△OBC相似,求点P的坐标.【解答】解:(1)把A(﹣2,0),B(4,0)代入y=ax2+bx﹣4得:,解得,∴抛物线的函数表达式为y=x2﹣x﹣4;(2)如图:∵y=x2﹣x﹣4=(x﹣1)2﹣,∴抛物线y=x2﹣x﹣4的对称轴是直线x=1,在y=x2﹣x﹣4中,令x=0得y=﹣4,∴C(0,﹣4),∴OB=OC=4,∴△BOC是等腰直角三角形,∵△PMN和△OBC相似,∴△PMN是等腰直角三角形,∵PM⊥直线x=1,PN⊥x轴,∴∠MPN=90°,PM=PN,设P(m,m2﹣m﹣4),∴|m﹣1|=|m2﹣m﹣4|,∴m﹣1=m2﹣m﹣4或m﹣1=﹣m2+m+4,解得m=+2或m=﹣+2或m=或m=﹣,∵点P是该抛物线上一点,且位于其对称轴直线x=1的右侧,∴P的坐标为(+2,+1)或(,1﹣).2.(2022•绵阳)如图,抛物线y=ax2+bx+c交x轴于A(﹣1,0),B两点,交y轴于点C(0,3),顶点D的横坐标为1.(1)求抛物线的解析式;(2)在y轴的负半轴上是否存在点P使∠APB+∠ACB=180°,若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;(3)过点C作直线l与y轴垂直,与抛物线的另一个交点为E,连接AD,AE,DE,在直线l下方的抛物线上是否存在一点M,过点M作MF⊥l,垂足为F,使以M,F,E三点为顶点的三角形与△ADE相似?若存在,请求出M点的坐标,若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵顶点D的横坐标为1,∴抛物线的对称轴为直线x=1,∵A(﹣1,0),∴B(3,0),∴设抛物线的解析式为:y=a(x+1)(x﹣3),将C(0,3)代入抛物线的解析式,则﹣3a=3,解得a=﹣1,∴抛物线的解析式为:y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣x2+2x+3.(2)存在,P(0,﹣1),理由如下:∵∠APB+∠ACB=180°,∴∠CAP+∠CBP=180°,∴点A,C,B,P四点共圆,如图所示,由(1)知,OB=OC=3,∴∠OCB=∠OBC=45°,∴∠APC=∠ABC=45°,∴△AOP是等腰直角三角形,∴OP=OA=1,∴P(0,﹣1).(3)存在,理由如下:由(1)知抛物线的解析式为:y=﹣x2+2x+3,∴D(1,4),由抛物线的对称性可知,E(2,3),∵A(﹣1,0),∴AD=2,DE=,AE=3.∴AD2=DE2+AE2,∴△ADE是直角三角形,且∠AED=90°,DE:AE=1:3.∵点M在直线l下方的抛物线上,∴设M(t,﹣t2+2t+3),则t>2或t<0.∴EF=|t﹣2|,MF=3﹣(﹣t2+2t+3)=t2﹣2t,若△MEF与△ADE相似,则EF:MF=1:3或MF:EF=1:3,∴|t﹣2|:(t2﹣2t)=1:3或(t2﹣2t):|t﹣2|=1:3,解得t=2(舍)或t=3或﹣3或(舍)或﹣,∴M的坐标为(3,0)或(﹣3,﹣12)或(﹣,).综上,存在点M,使以M,F,E三点为顶点的三角形与△ADE相似,此时点M的坐标为(3,0)或(﹣3,﹣12)或(﹣,).3.(2022•恩施州)在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线y=﹣x2+c与y 轴交于点P(0,4).(1)直接写出抛物线的解析式.(2)如图,将抛物线y=﹣x2+c向左平移1个单位长度,记平移后的抛物线顶点为Q,平移后的抛物线与x轴交于A、B两点(点A在点B的右侧),与y轴交于点C.判断以B、C、Q三点为顶点的三角形是否为直角三角形,并说明理由.(3)直线BC与抛物线y=﹣x2+c交于M、N两点(点N在点M的右侧),请探究在x轴上是否存在点T,使得以B、N、T三点为顶点的三角形与△ABC相似,若存在,请求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.(4)若将抛物线y=﹣x2+c进行适当的平移,当平移后的抛物线与直线BC最多只有一个公共点时,请直接写出抛物线y=﹣x2+c平移的最短距离并求出此时抛物线的顶点坐标.【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+c与y轴交于点P(0,4),∴c=4,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+4;(2)△BCQ是直角三角形.理由如下:将抛物线y=﹣x2+4向左平移1个单位长度,得新抛物线y=﹣(x+1)2+4,∴平移后的抛物线顶点为Q(﹣1,4),令x=0,得y=﹣1+4=3,∴C(0,3),令y=0,得﹣(x+1)2+4=0,解得:x1=1,x2=﹣3,∴B(﹣3,0),A(1,0),如图1,连接BQ,CQ,PQ,∵P(0,4),Q(﹣1,4),∴PQ⊥y轴,PQ=1,∵CP=4﹣3=1,∴PQ=CP,∠CPQ=90°,∴△CPQ是等腰直角三角形,∴∠PCQ=45°,∵OB=OC=3,∠BOC=90°,∴△BOC是等腰直角三角形,∴∠BCO=45°,∴∠BCQ=180°﹣45°﹣45°=90°,∴△BCQ是直角三角形.(3)在x轴上存在点T,使得以B、N、T三点为顶点的三角形与△ABC相似.∵△ABC是锐角三角形,∠ABC=45°,∴以B、N、T三点为顶点的三角形与△ABC相似,必须∠NBT=∠ABC=45°,即点T在y轴的右侧,设T(x,0),且x>0,则BT=x+3,∵B(﹣3,0),A(1,0),C(0,3),∴∠ABC=45°,AB=4,BC=3,设直线BC的解析式为y=kx+b,则,解得:,∴直线BC的解析式为y=x+3,由,解得:,,∴M(﹣,),N(,),∴BN=×=,①当△NBT∽△CBA时,则=,∴=,解得:x=,∴T(,0);②当△NBT∽△ABC时,则=,∴=,解得:x=,∴T(,0);综上所述,点T的坐标T(,0)或(,0).(4)抛物线y=﹣x2+4的顶点为P(0,4),∵直线BC的解析式为y=x+3,∴直线BC与y轴的夹角为45°,当抛物线沿着垂直直线BC的方向平移到只有1个公共点时,平移距离最小,此时向右和向下平移距离相等,设平移后的抛物线的顶点为P′(t,4﹣t),则平移后的抛物线为y=﹣(x﹣t)2+4﹣t,由﹣(x﹣t)2+4﹣t=x+3,整理得:x2+(1﹣2t)x+t2+t﹣1=0,∵平移后的抛物线与直线BC最多只有一个公共点,∴Δ=(1﹣2t)2﹣4(t2+t﹣1)=0,解得:t=,∴平移后的抛物线的顶点为P′(,),平移的最短距离为.二.直角三角形的存在性4.(2022•广安)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+x+m(a≠0)的图象与x轴交于A、C两点,与y轴交于点B,其中点B坐标为(0,﹣4),点C 坐标为(2,0).(1)求此抛物线的函数解析式.(2)点D是直线AB下方抛物线上一个动点,连接AD、BD,探究是否存在点D,使得△ABD的面积最大?若存在,请求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.(3)点P为该抛物线对称轴上的动点,使得△P AB为直角三角形,请求出点P 的坐标.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+x+m(a≠0)的图象经过点B(0,﹣4),点C(2,0),∴,解得,∴抛物线的解析式为y=x2+x﹣4;(2)存在.理由:如图1中,设D (t ,t 2+t ﹣4),连接OD .令y =0,则x 2+x ﹣4=0,解得x =﹣4或2,∴A (﹣4,0),C (2,0),∵B (0,﹣4),∴OA =OB =4,∵S △ABD =S △AOD +S △OBD ﹣S △AOB =×4×(﹣﹣t +4)+×4×(﹣t )﹣×4×4=﹣t 2﹣4t =﹣(t +2)2+4,∵﹣1<0,∴t =﹣2时,△ABD 的面积最大,最大值为4,此时D (﹣2,﹣4); (3)如图2中,设抛物线的对称轴交x 轴于点N ,过点B 作BM ⊥抛物线的对称轴于点M .则N (﹣1.0).M (﹣1,﹣4);∵OA=OB=4,∠AOB=90°,∴∠OAB=∠OBA=45°,当∠P1AB=90°时,△ANP1是等腰直角三角形,∴AN=NP1=3,∴P1(﹣1,3),当∠ABP2=90°时,△BMP2是等腰直角三角形,可得P2(﹣1,﹣5),当∠APB=90°时,设P(﹣1,n),设AB的中点为J,连接PJ,则J(﹣2,﹣2),∴PJ=AB=2,∴12+(n+2)2=(2)2,解得n=﹣2或﹣﹣2,∴P3(﹣1,﹣2),P4(﹣1,﹣﹣2),综上所述,满足条件的点P的坐标为(﹣1,3)或(﹣1,﹣5)或(﹣1,﹣2)或(﹣1,﹣﹣2).5.(2022•辽宁)如图,抛物线y=ax2﹣3x+c与x轴交于A(﹣4,0),B两点,与y轴交于点C(0,4),点D为x轴上方抛物线上的动点,射线OD交直线AC 于点E,将射线OD绕点O逆时针旋转45°得到射线OP,OP交直线AC于点F,连接DF.(1)求抛物线的解析式;(2)当点D在第二象限且=时,求点D的坐标;(3)当△ODF为直角三角形时,请直接写出点D的坐标.【解答】解:(1)将点A(﹣4,0),C(0,4)代入y=ax2﹣3x+c,∴,解得,∴y=﹣x2﹣3x+4;(2)过点D作DG⊥AB交于G,交AC于点H,设直线AC的解析式为y=kx+b,∴,解得,∴y=x+4,设D(n,﹣n2﹣3n+4),H(n,n+4),∴DH=﹣n2﹣4n,∵DH∥OC,∴==,∵OC=4,∴DH=3,∴﹣n2﹣4n=3,解得n=﹣1或n=﹣3,∴D(﹣1,6)或(﹣3,4);(3)设F(t,t+4),当∠FDO=90°时,过点D作MN⊥y轴交于点N,过点F作FM⊥MN交于点M,∵∠DOF=45°,∴DF=DO,∵∠MDF+∠NDO=90°,∠MDF+∠MFD=90°,∴∠NDO=∠MFD,∴△MDF≌△NOD(AAS),∴DM=ON,MF=DN,∴DN+ON=﹣t,DN=ON+(﹣t﹣4),∴DN=﹣t﹣2,ON=2,∴D点纵坐标为2,∴﹣x2﹣3x+4=2,解得x=或x=,∴D点坐标为(,2)或(,2);当∠DFO=90°时,过点F作KL⊥x轴交于L点,过点D作DK⊥KL交于点K,∵∠KFD+∠LFO=90°,∠KFD+∠KDF=90°,∴∠LFO=∠KDF,∵DF=FO,∴△KDF≌△LFO(AAS),∴KD=FL,KF=LO,∴KL=t+4﹣t=4,∴D点纵坐标为4,∴﹣x2﹣3x+4=4,解得x=0或x=﹣3,∴D(0,4)或(﹣3,4);综上所述:D点坐标为(,2)或(,2)或(0,4)或(﹣3,4).三.等腰三角形的存在性6.(2022•百色)已知抛物线经过A(﹣1,0)、B(0,3)、C(3,0)三点,O 为坐标原点,抛物线交正方形OBDC的边BD于点E,点M为射线BD上一动点,连接OM,交BC于点F.(1)求抛物线的表达式;(2)求证:∠BOF=∠BDF;(3)是否存在点M,使△MDF为等腰三角形?若不存在,请说明理由;若存在,求ME的长.【解答】(1)解:设抛物线的表达式为y=ax2+bx+c,把A(﹣1,0)、B(0,3)、C(3,0)代入得:,解得,∴抛物线的表达式为:y=﹣x2+2x+3;(2)证明:∵正方形OBDC,∴∠OBC=∠DBC,BD=OB,∵BF=BF,∴△BOF≌△BDF,∴∠BOF=∠BDF;(3)解:∵抛物线交正方形OBDC的边BD于点E,∴令y=3,则3=﹣x2+2x+3,解得:x1=0,x2=2,∴E(2,3),①如图,当M在线段BD的延长线上时,∠BDF为锐角,∴∠FDM为钝角,∵△MDF为等腰三角形,∴DF=DM,∴∠M=∠DFM,∴∠BDF=∠M+∠DFM=2∠M,∵BM∥OC,∴∠M=∠MOC,由(2)得∠BOF=∠BDF,∴∠BDF+∠MOC=3∠M=90°,∴∠M=30°,在Rt△BOM中,BM=,∴ME=BM﹣BE=3﹣2;②如图,当M在线段BD上时,∠DMF为钝角,∵△MDF为等腰三角形,∴MF=DM,∴∠BDF=∠MFD,∴∠BMO=∠BDF+∠MFD=2∠BDF,由(2)得∠BOF=∠BDF,∴∠BMO=2∠BOM,∴∠BOM+∠BMO=3∠BOM=90°,∴∠BOM=30°,在Rt△BOM中,BM=,∴ME=BE﹣BM=2﹣,综上所述,ME的值为:3﹣2或2﹣.7.(2022•山西)综合与探究如图,二次函数y=﹣x2+x+4的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.点P是第一象限内二次函数图象上的一个动点,设点P的横坐标为m.过点P作直线PD⊥x轴于点D,作直线BC交PD于点E.(1)求A,B,C三点的坐标,并直接写出直线BC的函数表达式;(2)当△CEP是以PE为底边的等腰三角形时,求点P的坐标;(3)连接AC,过点P作直线l∥AC,交y轴于点F,连接DF.试探究:在点P 运动的过程中,是否存在点P,使得CE=FD,若存在,请直接写出m的值;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)在y=﹣x2+x+4中,令x=0得y=4,令y=0得x=8或x=﹣2,∴A(﹣2,0),B(8,0),C(0,4),设直线BC解析式为y=kx+4,将B(8,0)代入得:8k+4=0,解得k=﹣,∴直线BC解析式为y=﹣x+4;(2)过C作CG⊥PD于G,如图:设P(m,﹣m2+m+4),∴PD=﹣m2+m+4,∵∠COD=∠PDO=∠CGD=90°,∴四边形CODG是矩形,∴DG=OC=4,CG=OD=m,∴PG=PD﹣DG=﹣m2+m+4﹣4=﹣m2+m,∵CP=CE,CG⊥PD,∴GE=PG=﹣m2+m,∵∠GCE=∠OBC,∠CGE=90°=∠BOC,∴△CGE∽△BOC,∴=,即=,解得m=0(舍去)或m=4,∴P(4,6);(3)存在点P,使得CE=FD,理由如下:过C作CH⊥PD于H,如图:设P(m,﹣m2+m+4),由A(﹣2,0),C(0,4)可得直线AC解析式为y=2x+4,根据PF∥AC,设直线PF解析式为y=2x+b,将P(m,﹣m2+m+4)代入得:﹣m2+m+4=2m+b,∴b=﹣m2﹣m+4,∴直线PF解析式为y=2x﹣m2﹣m+4,令x=0得y=﹣m2﹣m+4,∴F(0,﹣m2﹣m+4),∴OF=|﹣m2﹣m+4|,同(2)可得四边形CODH是矩形,∴CH=OD,∵CE=FD,∴Rt△CHE≌Rt△DOF(HL),∴∠HCE=∠FDO,∵∠HCE=∠CBO,∴∠FDO=∠CBO,∴tan∠FDO=tan∠CBO,∴=,即=,∴﹣m2﹣m+4=m或﹣m2﹣m+4=﹣m,解得m=2﹣2或m=﹣2﹣2或m=4或m=﹣4,∵P在第一象限,∴m=2﹣2或m=4.8.(2022•东营)如图,抛物线y=ax2+bx﹣3(a≠0)与x轴交于点A(﹣1,0),点B(3,0),与y轴交于点C.(1)求抛物线的表达式;(2)在对称轴上找一点Q,使△ACQ的周长最小,求点Q的坐标;(3)点P是抛物线对称轴上的一点,点M是对称轴左侧抛物线上的一点,当△PMB是以PB为腰的等腰直角三角形时,请直接写出所有点M的坐标.【解答】解:(1)将点A(﹣1,0),点B(3,0)代入y=ax2+bx﹣3,∴,解得,∴y=x2﹣2x﹣3;(2)连接CB交对称轴于点Q,∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,∴抛物线的对称轴为直线x=1,∵A、B关于对称轴x=1对称,∴AQ=BQ,∴AC+AQ+CQ=AC+CQ+BQ≥AC+BC,当C、B、Q三点共线时,△ACQ的周长最小,∵C(0,﹣3),B(3,0),设直线BC的解析式为y=kx+b,∴,解得,∴y=x﹣3,∴Q(1,﹣2);(3)当∠BPM=90°时,PM=PB,∴M点与A点重合,∴M(﹣1,0);当∠PBM=90°时,PB=BM,如图1,当P点在M点上方时,过点B作x轴的垂线GH,过点P作PH⊥GH 交于H,过点M作MG⊥HG交于G,∵∠PBM=90°,∴∠PBH+∠MBG=90°,∵∠PBH+∠BPH=90°,∴∠MBG=∠BPH,∵BP=BM,∴△BPH≌△MBG(AAS),∴BH=MG,PH=BG=2,设P(1,t),则M(3﹣t,﹣2),∴﹣2=(3﹣t)2﹣2(3﹣t)﹣3,解得t=2+或t=2﹣,∴M(1﹣,﹣2)或(1+,﹣2),∵M点在对称轴的左侧,∴M点坐标为(1﹣,﹣2);如图2,当P点在M点下方时,同理可得M(3+t,2),∴2=(3+t)2﹣2(3+t)﹣3,解得t=﹣2+(舍)或t=﹣2﹣,∴M(1﹣,2);综上所述:M点的坐标为(1﹣,﹣2)或(1﹣,2)或(﹣1,0).9.(2022•枣庄)如图①,已知抛物线L:y=x2+bx+c经过点A(0,3),B(1,0),过点A作AC∥x轴交抛物线于点C,∠AOB的平分线交线段AC于点E,点P是抛物线上的一个动点.(1)求抛物线的关系式;(2)若动点P在直线OE下方的抛物线上,连结PE、PO,当△OPE面积最大时,求出P点坐标;(3)将抛物线L向上平移h个单位长度,使平移后所得抛物线的顶点落在△OAE 内(包括△OAE的边界),求h的取值范围;(4)如图②,F是抛物线的对称轴l上的一点,在抛物线上是否存在点P,使△POF成为以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵抛物线L:y=x2+bx+c经过点A(0,3),B(1,0),∴,解得,∴抛物线的解析式为:y=x2﹣4x+3;(2)如图,过P作PG∥y轴,交OE于点G,设P(m,m2﹣4m+3),∵OE平分∠AOB,∠AOB=90°,∴∠AOE=45°,∴△AOE是等腰直角三角形,∴AE=OA=3,∴E(3,3),∴直线OE的解析式为:y=x,∴G(m,m),∴PG=m﹣(m2﹣4m+3)=﹣m2+5m﹣3,∴S△OPE =S△OPG+S△EPG=PG•AE=×3×(﹣m2+5m﹣3)=﹣(m2﹣5m+3)=﹣(m﹣)2+,∵﹣<0,∴当m=时,△OPE面积最大,此时,P点坐标为(,﹣);(3)由y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,得抛物线l的对称轴为直线x=2,顶点为(2,﹣1),抛物线L向上平移h个单位长度后顶点为F(2,﹣1+h).设直线x=2交OE于点M,交AE于点N,则E(3,3),∵直线OE的解析式为:y=x,∴M(2,2),∵点F在△OAE内(包括△OAE的边界),∴2≤﹣1+h≤3,解得3≤h≤4;(4)设P(m,m2﹣4m+3),分四种情况:①当P在对称轴的左边,且在x轴下方时,如图,过P作MN⊥y轴,交y轴于M,交l于N,∴∠OMP=∠PNF=90°,∵△OPF是等腰直角三角形,∴OP=PF,∠OPF=90°,∴∠OPM+∠NPF=∠PFN+∠NPF=90°,∴∠OPM=∠PFN,∴△OMP≌△PNF(AAS),∴OM=PN,∵P(m,m2﹣4m+3),则﹣m2+4m﹣3=2﹣m,解得:m=(舍)或,∴P的坐标为(,);②当P在对称轴的左边,且在x轴上方时,同理得:2﹣m=m2﹣4m+3,解得:m1=(舍)或m2=,∴P的坐标为(,);③当P在对称轴的右边,且在x轴下方时,如图,过P作MN⊥x轴于N,过F作FM⊥MN于M,同理得△ONP≌△PMF,∴PN=FM,则﹣m2+4m﹣3=m﹣2,解得:m1=或m2=(舍);P的坐标为(,);④当P在对称轴的右边,且在x轴上方时,如图,同理得m2﹣4m+3=m﹣2,解得:m=或(舍),P的坐标为:(,);综上所述,点P的坐标是:(,)或(,)或(,)或(,).方法二:作直线DE:y=x﹣2,E(1,﹣1)是D点(2,0)绕O点顺时针旋转45°并且OD缩小倍得到,易知直线DE即为对称轴上的点绕O点顺时针旋转45°,且到O点距离缩小倍的轨迹,联立直线DE和抛物线解析式得x2﹣4x+3=x﹣2,解得x1=,x2=,同理可得x3=或x4=;综上所述,点P的坐标是:(,)或(,)或(,)或(,).10.(2023•澄城县一模)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0)、B,与y轴交于点C(0,3),直线l是抛物线的对称轴.(1)求抛物线的函数解析式;(2)在对称轴l上是否存在点M,使△MAC为等腰三角形,若存在,求出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)把点A(﹣1,0)、点C(0,3)分别代入y=﹣x2+bx+c,得.解得.故该抛物线解析式为:y=﹣x2+2x+3;(2)由(1)知,该抛物线解析式为:y=﹣x2+2x+3.则该抛物线的对称轴为直线x=﹣=1.故设M(1,m).∵A(﹣1,0)、点C(0,3),∴AC2=10,AM2=4+m2,CM2=1+(m﹣3)2.①若AC=AM时,10=4+m2,解得m=±.∴点M的坐标为(1,)或(1,﹣);②若AC=CM时,10=1+(m﹣3)2,解得m=0或m=6,∴点M的坐标为(1,0)或(1,6).当点M的坐标为(1,6)时,点A、C、M共线,∴点M的坐标为(1,0);③当AM=CM时,4+m2=1+(m﹣3)2,解得m=1,∴点M的坐标为(1,1).综上所述,符合条件的点M的坐标为(1,)或(1,﹣)或(1,0)或(1,1).11.(2023•碑林区校级一模)二次函数y=ax2+bx+2的图象交x轴于A(﹣1,0),B(4,0)两点,交y轴于点C,动点M从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿AB方向运动,过点M作MN⊥x轴交直线BC于点N,交抛物线于点D,连接AC,设运动的时间为t秒.(1)求二次函数y=ax2+bx+2的表达式;(2)在直线MN上存在一点P,当△PBC是以∠BPC为直角的等腰直角三角形时,求此时点D的坐标.【解答】解:(1)将点(﹣1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx+2,∴a=﹣,b=,∴y=﹣x2+x+2;(2)∵BM=5﹣2t,∴M(2t﹣1,0),设P(2t﹣1,m),∵PC2=(2t﹣1)2+(m﹣2)2,PB2=(2t﹣5)2+m2,∵PB=PC,∴(2t﹣1)2+(m﹣2)2=(2t﹣5)2+m2,∴m=4t﹣5,∴P(2t﹣1,4t﹣5),∵PC⊥PB,∴×=﹣1,∴t=1或t=2,∴M(1,0)或M(3,0),∴D(1,3)或D(3,2).12.(2023•东洲区模拟)抛物线y=ax2+bx+3经过A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴正半轴交于点C.(1)求此抛物线解析式;(2)如图①,连接BC,点P为抛物线第一象限上一点,设点P的横坐标为m,△PBC的面积为S,求S与m的函数关系式,并求S最大时P点坐标;(3)如图②,连接AC,在抛物线的对称轴上是否存在点M,使△MAC为等腰三角形?若存在,请直接写出符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3经过A(﹣1,0),B(3,0)两点,∴,解得:,∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3;(2)点P作PF⊥x轴于点F,交BC于点E,设BC直线解析式为:y=kx+b,∵B(3,0),C(0,3),∴,解得,∴y=﹣x+3,由题意可知P(m,﹣m2+2m+3),E(m,﹣m+3),S=S△PBE+S△PCE,S=PE•OB=(﹣m2+2m+3+m﹣3)×3,,∵,∴当时,S有最大值,此时P点坐标为;(3)存在,M1(1,0),,,M4(1,1),①当AC=AM时,如图,设对称轴l与AB交于点E,则,∵AM2=AE2+EM2,∴,解得:,∴M点的坐标为或,②当AC=MC时,则OC为AM的垂直平分线.因此M与E重合,因此,M点的坐标为(1,0),③当AM=CM时,如图,设M点的坐标为(1,n),则AM2=22+n2=4+n2,CM2=12+(3﹣n)2,∴4+n2=12+(3﹣n)2,解得:n=1,∴M点的坐标为(1,1),综上可知,潢足条件的M点共四个,其坐标为M1(1,0),,,M4(1,1).13.(2023•三亚一模)如图,抛物线y=ax2+3x+c(a≠0)与x轴交于点A(﹣2,0)和点B,与y轴交于点C(0,8),顶点为D,连接AC,CD,DB,直线BC 与抛物线的对称轴l交于点E.(1)求抛物线的解析式和直线BC的解析式;(2)求四边形ABDC的面积;(3)P是第一象限内抛物线上的动点,连接PB,PC,当S△PBC =S△ABC时,求点P的坐标;(4)在抛物线的对称轴l上是否存在点M,使得△BEM为等腰三角形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+3x+c(a≠0)过点A(﹣2,0)和C(0,8),∴,解得,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+3x+8.令y=0,得.解得x1=﹣2,x2=8.∴点B的坐标为(8,0).设直线BC的解析式为y=kx+b.把点B(8,0),C(0,8)分别代入y=kx+b,得,解得,∴直线BC的解析式为y=﹣x+8.(2)如图1,设抛物线的对称轴l与x轴交于点H.∵抛物线的解析式为,∴顶点D的坐标为.∴S四边形ABDC =S△AOC+S梯形OCDH+S△BDH===70.(3)∵.∴.如图2,过点P作PG⊥x轴,交x轴于点G,交BC于点F.设点.∵点F在直线BC上,∴F(t,﹣t+8).∴.∴.∴.解得t1=2,t2=6.∴点P的坐标为(2,12)或P(6,8).(4)存在.∵△BEM为等腰三角形,∴BM=EM或BE=BM或BE=EM,设M(3,m),∵B(8,0),E(3,5),∴BE==5,EM=|m﹣5|,BM==,当BM=EM时,=|m﹣5|,∴m2+25=(m﹣5)2,解得:m=0,∴M(3,0);当BE=BM时,5=,∴m2+25=50,解得:m=﹣5或m=5(舍去),∴M(3,﹣5);当BE=EM时,5=|m﹣5|,解得:m=5+5或m=5﹣5,∴M(3,5+5)或(3,5﹣5),综上所述,点M的坐标为(3,0)或(3,﹣5)或(3,5+5)或(3,5﹣5).14.(2023•南海区一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3(a >0)与x轴交于A(﹣1,0)、B(3,0)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)点P为直线BC下方抛物线上的一动点,PM⊥BC于点M,PN∥y轴交BC 于点N.求线段PM的最大值和此时点P的坐标;(3)点E为x轴上一动点,点Q为抛物线上一动点,是否存在以CQ为斜边的等腰直角三角形CEQ?若存在,请直接写出点E的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)将A(﹣1,0),B(3,0)代入函数y=ax2+bx﹣3(a>0)中,得,解得,∴解析式为y=x2﹣2x﹣3,故抛物线解析式为y=x2﹣2x﹣3;(2)当x=0时,y=3,∴C(0,﹣3),∵B(3,0),∴∠OCB=∠OBC=45°,∵PN∥y轴,∴∠MNP=45°,∵PM⊥BC,∴PM=PN,则当PN最大时,PM也最大,设BC的解析式为y=mx+n,∴,解得,∴BC解析式为y=x﹣3,设P(x,x2﹣2x﹣3),N(x,x﹣3),∴PN=x﹣3﹣(x2﹣2x﹣3)=﹣(x﹣)2+,当x=时,PN最大,则PM=PN=×=,∴P(,),故PM最大值为,P点坐标为(,﹣);(3)存在,点E的坐标为(﹣5,0),(,0),(0,0),(,0).∵CEQ是以CQ为斜边的等腰直角三角形,∴设Q(x,x2﹣2x﹣3),①如图,过点E作x轴的垂线l,再分别过点C和点Q作垂线l的垂线,分别交于点M和点N,∵∠CEQ=90°,∴∠QEM+∠CEN=90°,∵∠QEM+∠MQE=90°,∴∠EQM=∠CEN,∵∠CNE=∠QME=90°,EC=EQ,∴△EMQ≌△CNE(AAS),∴CN=EM=x2﹣2x﹣3,MQ=EN=3,∴|x Q|+MQ=CN,﹣x+3=x2﹣2x﹣3,解得x=﹣2,x=3(舍去),∴OE=CM=2+3=5,E(﹣5,0),②如图,过点E作x轴的垂线l,再分别过点C和点Q作垂线l的垂线,分别交于点M和点N,同理:△EMC≌△QNE(AAS),CM=EN=x2﹣2x﹣3,NQ=EM=3,∴﹣x+x2﹣2x﹣3=3,解得x=,x=(舍去),∴OE=CM=,E(,0),③如图,点E和点O重合,点Q和点B重合,此时E(0,0),④如图,过点E作x轴的垂线l,再分别过点C和点Q作垂线l的垂线,分别交于点M和点N,同理:△EMC≌△QNE(AAS),CM=EN=x2﹣2x﹣3,NQ=EM=3,∴x+3=x2﹣2x﹣3,解得x=,x=(舍去),∴OE=CM=,E(,0),综上所述,点E的坐标为(﹣5,0),(,0),(0,0),(,0)41。
抛物线内的三角形问题近年来中考数学试题中,经常出现以函数、几何知识为背景的探究性问题,特别是有关抛物线内的三角形问题,此类问题综合性强,往往涉及一次函数、二次函数、一元二次方程、三角形、相似三角形等多方面的知识,既考查学生基本运算的能力,又考查学生对函数、方程、数形结合、分类和待定系数法等思想方法的掌握情况,具有很好的选拔功能.本文举例分析如下:例1 (2005·孝感市)如图1,开口向下的抛物线C:y=a(x-2)(x+3),与x•轴交于A、B两点,y有最大值258.(1)求实数a的值;(2)在抛物线C上是否存在点P,使△APB为直角三角形?若存在,求出P点坐标;•若不存在,说明理由.分析本题是一道中考压轴题,综合性较强.第(1)•问由抛物线顶点坐标直接求得a的值.第(2)问由△APB为直角三角形及相似知识可得△APB内的线段关系,再由方程思想求解.解(1)∵当x=-12时取最大值,∴258=a(-52)·(52).∴a=-12.(2)由图1可知:A、B处不可能为直角,只可能∠APB=90°,且点P不能在x轴及x轴下方.设存在满足条件的点P(x0,y0),(y0>0).作PM⊥AB于M,而A(-3,0),B(2,0),则AM=3+x0,BM=2-x0,PM=y0,由∠APB=90°,PM⊥AB,∴PM 2=AM ·BM .则有y 02=(3+x 0)(2-x 0),即y 02=-x 02-x 0+6. ①∵P (x 0,y 0)在抛物线上,∴y 0=-12x 02-12x 0+3, 即2y 0=-x 02-x 0+6. ②由①、②得y 02=2y 0.∵y 0>0,∴y 0=2,代入②得:x 0=-2或x 0=1.故存在这样的点P 满足题意,P 点坐标为P (-2,2)或P (1,2).注 有关抛物线内直角三角形的问题往往要考虑运用勾股定理或直角三角形相似等知识,并由此得到与所求点的坐标相关的方程.例2 (2005·耒阳市)如图2,二次函数y=13x 2-73x+a 经过点A (3,0)与y 轴交于点B .(1)求二次函数的解析式;(2)在x 轴的负半轴上是否存在一点C ,使△ABC 成为以AB 为腰的等腰三角形,若存在,请求出C 点的坐标,若不存在,请说明理由.分析 以AB 为腰的等腰三角形△ABC 要分两种情况:一是以∠BAC 为底角,另是以∠BAC 为顶角.解 (1)由二次函数y 过(3,0)得a=4.∴y=13x 2-73x+4. (2)∵B (0,4)、A (3,0).∴OB=4,OA=3.当∠BAC 为△ABC 的底角时,则OA=OC ,此时C 的坐标为(-3,0).当∠BAC 为△ABC 的顶角时,则AB=AC .∵2234 ,∴OC=5-3=2,∴C 的坐标为(-2,0).故C点的坐标为(-3,0)或(-2,0).注抛物线内等腰三角形问题通常要分情况讨论,•通过讨论弄清等腰三角形的底和腰,再由两腰相等来解答.例3 (2005·成都市)已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于不同的两点A(x1,0)和B(x2,0),与y轴的正半轴交于点C,如果x1,x2是方程x2-x-6=0的两个根(x1<x2),且△ABC的面积为152.(1)求此抛物线的解析式;(2)求直线AC和BC的方程;(3)如果P是线段AC上的一个动点(不与点A、C重合),过点P作直线y=m(m 为常数),与直线BC交于点Q,则在x轴上是否存在点R,使得以PQ为一腰的△PQR 为等腰直角三角形?若存在,求出点R的坐标,若不存在,请说明理由.分析第(1)问由面积先求C点坐标,再由待定系数法求得抛物线解析式.第(3)•问要分P、Q分别为直角顶点两种情况讨论,再由两直角边相等来处理.解(1)由题意知A(-2,0)、B(3,0),抛物线与y轴的正半轴交于点C.∴C(0,c)且c>0.∵S△ABC=12·│AB│·│c│=152,而│AB│=5,∴│c│=3,∴C(0,3).再由待定系数法求得抛物线解析式为:y=-12x2+12x+3.(2)由(1)可知:A(-2,0),B(3,0),C(0,3).∴直线AC的方程为y=32x+3,直线BC的方程为y=-x+3.(3)假设存在满足条件的点R,并设直线y=m与y轴的交点为E(0,m).由(1)知│AB│=5,│OC│=3.∵点P不与A、C重合,∴点E(0,m)不与点Q、C重合.∴0<m<3.由于PQ为等腰直角三角形PQR的一腰,过点P作PR1⊥x轴于点R1(如图3),则∠R1PQ=90°.∵│PQ│=│PR1│=│OE│=m,PQ∥AB,∴△CPQ∽△CAB,∴||||||||PQ ECAB QC=,即353m m-=.∴m=158.∴P(x p,158),Q(x Q,158).∵点P在直线AC上,∴32x p+3=158,∴x p=-34,∴P(-34-,158).∴R1(-34,0).过Q作QR2⊥x轴于R,则∠R2QP=90°。
第五讲抛物线中三角形的面积问题一、抛物线内接三角形的面积问题:例、如图,在平面直角坐标系xOy中,△ABC的A、B两个顶点在x轴上,顶点C在y轴的负半轴上.已知|OA|:|OB|=1:5,|OB|=|OC|,△ABC的面积S△ABC=15,抛物线y=ax²+bx+c(a≠0)经过A、B、C三点。
⑴求此抛物线的函数表达式和顶点M坐标;⑵求S△MBC;归纳:怎样求坐标系内任意三角形的面积问题:二、抛物线中三角形的等积变化:1、在抛物线上是否存在点D,使得△ABC和△ABD面积相等,若存在,求出点D的坐标,若不存在,说明理由。
2、在抛物线上是否存在点E,使得△ABC和△BCE面积相等,若存在,求出点E的坐标,若不存在,说明理由。
S△ABC。
若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由3、在抛物线上是否存在点M,使S△MBC= 134、(2011成都)在抛物线上是否存在异于B、C的点M,使△MBC中BC边上的高为7√?若存在,求出点M的坐标;若不存在,说明理由.5、点P(2,-3)是抛物线对称轴上的一点,在线段OC上有一动点M,以每秒2个单位的速度从O向C 运动,(不与点O,C重合),过点M作MH∥BC,交X轴于点H,设点M的运动时间为t秒,试把△PMH 的面积S表示成t的函数,当t为何值时,S有最大值,并求出最大值;6、在抛物线的对称轴上有一点P的纵坐标为5,在直线上BC求一点M使得S△PBM∶S△ABC=1:5.7、在直线BC下方抛物线上是否存在一个点F,使得△BCF的面积最大,若存在,求出点F的坐标,并求出最大面积,若不存在,说明理由。
练习:1、如图,抛物线与x轴交于A(x1,0)、B(x2,0)两点,且x1<x2,与y轴交于点C(0,-4),其中x1,x2是方程x2-4x-12=0的两个根.(1)求A、B两点坐标;(2)求抛物线的解析式;(3)点M是线段AB上的一个动点(不与A、B两点重合),过点M作MN∥BC,交AC于点N,连接CM,在M点运动时,△CMN的面积是否存在最大值?若存在,求出△CMN面积最大时点M的坐标;若不存在,请说明理由.2、(2010玉溪)如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标为(1,△AOB(1)求点B的坐标;(2)求过点A、O、B的抛物线的解析式;(4)在(2)中x轴下方的抛物线上是否存在一点P,过点P作x轴的垂线,交直线AB于点D,线段OD 把△AOB分成两个三角形.使其中一个三角形面积与四边形BPOD面积比为2:3 ?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.yAB。
专题 探究抛物线上一类特殊三角形(学案)班级: 姓名:_____________【课前热身】抛物线c bx ax y ++=2(a ≠0)顶点为P ,交x 轴于A 、B 两点(A 在B 点左侧),交y 轴于C 点,用含a 、b 、c 、∆的代数式填空:(1)顶点P ( , )(2)与x 轴有两个交点 A ( ,0),B ( ,0),则AB=(3)与y 轴交点C (0, )【典例分析】例题、已知抛物线L 1:122-++=k x x y (k 为常数)顶点为P ,交x 轴于A 、B 两点(A 在B 点左侧),连接AP ,BP.(1)求k 的取值范围;(2)如图,当k =1-时,请判断△ABP 的形状,并说明理由;(3)是否存在k 值,使得△ABP 为等腰直角三角形?【结论推广】拓展、已知抛物线L 2:c bx ax y ++=2(a ≠0)顶点为P ,交x 轴于A 、B 两点(A 在B 点左侧),连接AP ,BP ,当系数a 、b 、c 满足什么等量关系时,△ABP 为等腰直角三角形?【知识小结】【课堂练习】练习1、抛物线bx x y +-=2(b >0)与x 轴两个交点及顶点构成的三角形是等边三角形,则b 的值为练习2、将二次函数x x y 2212+=的图象向上平移k (k >0)个单位后得到的新抛物线顶点为P ,且与x 轴的两个交点为A 、B ,若∠APB=120°,则k 的值为 .【挑战中考】练习3、(2015年长沙)若关于x 的二次函数c bx ax y ++=2(a >0,c >0,a ,b ,c 都是常数)的图象与x 轴的正半轴交于两个不同的两点A (x 1,0),B (x 2,0)(0<x 1<x 2),与y 轴交于点P ,其顶点为M ,若x 1=2c(1)求证:x 2=a21; (2)试问△ABM 能否为等边三角形?判断并证明你的结论.【课后作业】1、已知二次函数24212+-=x x y 的图象与x 轴交于A 、B 两点,顶点为C ,则△ABC 一定是( ) A 、直角三角形B 、等腰直角三角形C 、等边三角形D 、钝角三角形 2、抛物线2ax y =与直线y=1-的两个交点及其顶点构成等腰直角三角形,则a 的值为 .3、已知等腰△ABC 的底边AB 在x 轴上,AC=BC=52,若C (-1,2),则过A 、B 、C 三点的抛物线的函数解析式为 .4、已知抛物线c bx x y ++-=2的顶点M 在直线y=x 21+1上,且与x 轴交于A 、B 两点,若△ABM 的面积等于8,求抛物线的函数解析式.【选作·挑战自我】5、抛物线y=ax 2+bx+1(a >0)过点(-1,2),且顶点为P ,与x 轴交于A 、B 两点.(1)若△ABP 为锐角三角形,直接写出a 的取值范围;(2)若7181≤≤a 时,求线段AB 长的取值范围.。
抛物线中的内接三角形面积问题抛物线与三角形是初中数学的两个支柱型图形,而它们有机的结合,则可以构建综合题和探究型的试题.特别是有关抛物线中的内接三角形面积问题更是成为各地中考的热点题型,求解时若能灵活运用二次函数、方程、三角形等知识,充分利用数形结合、分类讨论和待定系数法等方法,就能找到求解的最佳切入点.例(重庆市)已知:是方程的两个实数根,且,抛物线的图像经过点.(1)求这个抛物线的解析式;(2)设(1)中抛物线与轴的另一交点为,抛物线的顶点为,试求出点C、D的坐标和的面积.[注:抛物线的顶点坐标为].(3)是线段OC上的一点,过点P作PH⊥x轴,与抛物线交于H点,若直线BC把△PCH 分成面积之比为2∶3的两部分,请求出P点的坐标.解:(1)解方程,得,由,有,所以点A、B的坐标分别为A(1,0),B(0,5).将A(1,0),B(0,5)的坐标分别代入,得解这个方程组,得所以,抛物线的解析式为.(2)由,令,得.解这个方程,得,所以C点的坐标为(-5,0).由顶点坐标公式计算得点D(-2,9).过D作x轴的垂线交x轴于M.则,,,所以.(3)设P点的坐标为(a,0),因为线段BC过B,C两点,所以BC所在的直线方程为.那么,PH与直线BC的交点坐标为.PH与抛物线的交点坐标为.由题意,得①,即.解这个方程,得或(舍去).②,即.解这个方程,得或(舍去).即P点的坐标为或.说明:处理抛物线的内接三角形的面积问题还要能运用相关的知识来构造出与所求点的坐标相关的方程.要注意在设抛物线上的点的坐标时,应注意与函数表达式的联用,如本题中和,这样就可以简捷求解.抛物线内三角形问题题型的覆盖面广,涉及知识点多,求解时既要求我们掌握有关抛物线的基础知识,又要求我们能够熟练地运用直角三角形、相似三角形等图形的性质,综合运用点坐标与线段长的关系,利用方程、数形结合、转化归纳、分类等数学思想方法,才能顺利解决问题.。
初三(上)数学第十讲 抛物线中特殊的三角形【知识梳理】一、重要基础知识回顾①抛物线顶点的坐标公式:( ),顶点为 。
②若抛物线与x 轴有两个交点A )0(1,x ,B )0,(2x ,AB=_________=__________. ③韦达定理:若)0(02≠=++a c bx ax 有两实根21,x x ,则_______________。
二、抛物线中的重要公式及应用1.抛物线交x 轴与A 、B 两点,与y 轴交于C 点,顶点为M ,△ABC 为直角三角形,则: AB=_______,并探索此时a 与c 的关系.2.第一类抛物线内接三角形的规律,当y=ax 2+bx+c(a ≠0)与x 轴交于A 、B 两点,C 是顶点(利用含30°、45°角的直角三角形)可推导出以下结论: ①.当△ABC 是等腰Rt △时,△=_______;面积=_______. ②.当△ABC 是等边三角形时,△=_______;面积=______.③.当△ABC 是顶角为120°的等腰三角形时,△=_______;面积_______。
( 以上结论在填空、选择、探索性问题中比较简洁、高效。
有时在考试中甚至可做到“秒杀”。
)① ② ③3.一直线与抛物线交于A 、B 两点,在直线下方抛物线上有一动点C ,满足ABC S ∆面积最大值,时,有_________________。
☆4.探索:二次函数与等腰三角形、直角三角形的探索结合。
联想一次函数中等腰三角形、直角三角形的探索。
【典例解析】☆【知识随堂】1.二次函数y=x2-mx+m-2 图象与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C点,M为顶点.(1)当m=________时,△AMB为直角三角形;(2)当m=________时,△AMB为正三角形;(3) 当m=________时,AB=3AM;(4) 若∠ACB=90°则m=________.2.设二次函数y=x2+2ax+3(a<0)的图象顶点为M,与x轴交点为A、B,当△ABM为等边三角形时,a的值为________。
抛物线中的三角形问题在数学中,抛物线是一种二次曲线,其形状类似于开口朝上的弧线。
抛物线与三角形之间有着紧密的联系,本文将探讨抛物线中的三角形问题。
一、抛物线的定义与性质抛物线是指平面上满足平方差关系的点的集合。
一般来说,抛物线可以由二次方程的图像表示,常见的抛物线方程形式包括标准型、顶点型等。
根据方程的不同形式,可以得到抛物线的不同性质,如焦点、顶点、对称轴等。
二、抛物线中的三角形问题抛物线与三角形之间存在着丰富的几何关系,其中一些经典问题如下:问题一:抛物线上的三点确定一个三角形,该三角形的面积如何计算?解析:设抛物线的方程为y = ax^2 + bx + c,并选取抛物线上三个点A(x1, y1)、B(x2, y2)、C(x3, y3)。
根据三点确定一个三角形,可以利用三角形的高度与底边长度来计算面积。
首先,我们可以通过求解方程组得到顶点的坐标(xv, yv) = (-b/2a, f(-b/2a)),其中f(x)是抛物线的函数。
然后,利用向量的几何性质,求出三角形的高度h,再计算底边长度d,最后利用面积公式S = 0.5 * d * h计算出面积。
问题二:给定一个抛物线和一个点P,如何确定在抛物线上选择两个点形成的三角形,使其面积最大?解析:设抛物线的方程为y = ax^2 + bx + c,设点P的坐标为(xp, yp)。
对于以点P为顶点的抛物线上的任意一条直线,其倾斜角为θ,直线的方程可以表示为y = tanθ * x + C,其中C是常数。
当直线与抛物线相交时,可将两个方程联立求解,得到交点的坐标(x1, y1)和(x2,y2)。
然后,利用这两个交点与点P形成的三角形面积公式S = 0.5 *|x1y2 - x2y1 - x1yp + xpy1 + x2yp - xpy2|,求解出最大的面积。
问题三:已知一个抛物线,如何确定两个定点,使其与抛物线上的另一个点形成的三角形周长最小?解析:设抛物线的方程为y = ax^2 + bx + c。
第7讲 抛物线中等腰三角形的存在性问题专题探究考点一 “两定一动”型等腰三角形存在性问题【知识点睛】❖ 如图,已知定点A 、O ,在x 轴上找点P ,使△OAP 为等腰三角形则P 1、P 2、P 3、P 4即为符合题意的点P解决策略:⎩⎨⎧“勾股定理”求点“两圆一线”找点(有时也可用两点间距离公式求值) 即:①当OA=OP 时,以O 点为圆心,OA 长为半径画圆,与目标直线x 轴的交点即为所求点②当OA=AP 时,以A 点为圆心,OA 长为半径画圆,与目标直线x 轴的交点即为所求点③当AP=OP 时,线段OA 的中垂线与目标直线x 轴的交点即为所求点【类题训练】1.(2019秋•云梦县期末)如图,已知抛物线y =x 2+bx +4与x 轴相交于A 、B 两点,与y 轴相交于点C ,若已知A 点的坐标为A (﹣2,0).(1)求抛物线的解析式;(2)求线段BC 所在直线的解析式;(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P ,使△ACP 为等腰三角形?若存在,求出符合条件的P 点坐标;若不存在,请说明理由. 2.(2021秋•南昌期末)如图,二次函数y =ax 2+bx +c 的图象交x 轴于A(﹣2,0),B (1,0),交y 轴于C (0,2).(1)求二次函数的解析式;(2)连接AC ,在直线AC 上方的抛物线上是否存在点N ,使△NAC 的面积最大,若存在,求出这个最大值及此时点N 的坐标,若不存在,说明理由;(3)若点M 在x 轴上,是否存在点M ,使以B 、C 、M 为顶点的三角形是等腰三角形,若存在,直接写出点M 的坐标;若不存在,说明理由.3.(2020•佛山模拟)如图①,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0)、B(3,0),与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)点D的坐标为(1,0),点P为第一象限内抛物线上的一点,求四边形BDCP面积的最大值;(3)如图②,动点M从点O出发,以每秒2个单位长度的速度向点B运动,到达点B时停止运动,且不与点O、B重合.设运动时间为t秒,过点M作x轴的垂线交抛物线于点N,交线段BC于点Q,连接OQ,是否存在t值,使得△BOQ为等腰三角形?若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.4.(2022•河池)在平面直角坐标系中,抛物线L1:y=ax2+2x+b与x轴交于两点A,B(3,0),与y轴交于点C(0,3).(1)求抛物线L1的函数解析式,并直接写出顶点D的坐标;(2)如图,连接BD,若点E在线段BD上运动(不与B,D重合),过点E作EF⊥x轴于点F,设EF=m,问:当m为何值时,△BFE与△DEC的面积之和最小;(3)若将抛物线L1绕点B旋转180°得抛物线L2,其中C,D两点的对称点分别记作M,N.问:在抛物线L2的对称轴上是否存在点P,使得以B,M,P为顶点的三角形为等腰三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.考点二 “一定两动”型等腰三角形存在性问题【知识点睛】❖ 如图,P 、Q 分别为AB 、CB 上一动点,当△BPQ 是等腰三角形时,有以下几种情况:①BP=BQ ②BQ=PQ ③BP=PQ解决策略:⎩⎨⎧的线段间的等量关系转化或找与定点有关系分类讨论即BQ=PQ 可转化为:85=BP BQ ;BP=PQ 可转化为:85=BQ BP ☆特别地:当题目给出的数据还好时,也可选择用代数法来分类讨论等腰三角形步骤如下:①根据点的坐标,表示出三边的平方②根据等腰三角形的性质,可得到两两相等的的三个方程③分别解出这三个方程,再依据结果判断是否存在【类题训练】1.(2021•陕西模拟)如图,在平面直角坐标系中,一抛物线的对称轴为直线x =1,且该抛物线与y 轴负半轴交于C 点,与x 轴交于A ,B 两点,其中B 点的坐标为(3,0),且OB =OC .(1)求此抛物线的函数表达式;(2)若平行于x 轴的直线与该抛物线交于M 、N 两点(其中点M 在点N 的右侧),在x 轴上是否存在点Q ,使△MNQ 是以MN 为一直角边的等腰直角三角形?若存在,请求出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.2.(2021秋•铅山县期末)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y =x 2+bx +c经过A (1,0),C (0,5)两点,与x 轴的另一交点为B .(1)求抛物线解析式;(2)若点M为直线BC下方抛物线上一动点,MN⊥x轴交BC于点N.①当线段MN的长度最大时,求此时点M的坐标及线段MN的长度;②如图2,连接BM,当△BMN是等腰三角形时,求此时点M的坐标.3.(2021秋•大连期末)在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3(a,b是常数,a>0)与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,对称轴为直线x=1.(1)填空:b=(用含a的代数式表示);(2)当﹣1≤x≤0时,抛物线上的点到x轴的最大距离为5,求a的值;(3)若点A的坐标为(﹣1,0),点E的坐标为(x,0)(其中x≥0),点Q为抛物线上一动点,是否存在以CQ为斜边的等腰直角三角形CEQ?若存在,求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.【课后综合练习】1.(2022春•北碚区校级期末)如图,已知点(0,)在抛物线C1:y=x2+bx+c上,且该抛物线与x轴正半轴有且只有一个交点A,与y轴交于点B,点O为坐标原点.(1)求抛物线C1的解析式;(2)抛物线C1沿射线BA的方向平移个单位得到抛物线C2,如图2,抛物线C2与x轴交于C,D两点,与y轴交于点E,点M在抛物线C2上,且在线段ED的下方,作MN∥y轴交线段DE于点N,连接ON,记△EMD的面积为S1,△EON的面积为S2,求S1+2S2的最大值;(3)如图3,在(2)的条件下,抛物线C2的对称轴与x轴交于点F,连接EF,点P在抛物线C2上且在对称轴的右侧,满足∠PEC=∠EFO.①直接写出P点坐标;②是否在抛物线C2的对称轴上存在点H,使得△PDH为等腰三角形,若存在,请直接写出H点的坐标;若不存在请说明理由.第7讲 抛物线中等腰三角形的存在性问题专题探究考点一 “两定一动”型等腰三角形存在性问题【知识点睛】❖ 如图,已知定点A 、O ,在x 轴上找点P ,使△OAP 为等腰三角形则P 1、P 2、P 3、P 4即为符合题意的点P解决策略:⎩⎨⎧“勾股定理”求点“两圆一线”找点(有时也可用两点间距离公式求值) 即:①当OA=OP 时,以O 点为圆心,OA 长为半径画圆,与目标直线x 轴的交点即为所求点②当OA=AP 时,以A 点为圆心,OA 长为半径画圆,与目标直线x 轴的交点即为所求点③当AP=OP 时,线段OA 的中垂线与目标直线x 轴的交点即为所求点【类题训练】1.(2019秋•云梦县期末)如图,已知抛物线y =x 2+bx +4与x 轴相交于A 、B 两点,与y 轴相交于点C ,若已知A 点的坐标为A (﹣2,0).(1)求抛物线的解析式;(2)求线段BC 所在直线的解析式;(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P ,使△ACP 为等腰三角形?若存在,求出符合条件的P 点坐标;若不存在,请说明理由. 【分析】(1)将A (﹣2,0)代入抛物线的解析式即可求得答案;(2)先求得点B 、点C 的坐标,利用待定系数法即可求得直线BC 的解析式;(3)设P (2,t ),然后表示出△ACP 的三边长度,分三种情况计论,根据腰相等得出方程,求解即可.【解答】解:(1)将点A (﹣2,0)代入y =x 2+bx +4中,得, 解得:b =,∴抛物线的解析式为y =x 2+x +4;(2)当x =0时,y =4, ∴点C 的坐标为(0,4),当y=0时,x2+x+4=0,解得:x1=﹣2,x2=6,∴点B的坐标为(6,0),设直线BC的解析式为y=kx+n,将点B(6,0),点C(0,4)代入解析式y=kx+n,得:,解得:,∴直线BC的解析式为y=﹣x+4;(3)∵抛物线y=x2+x+4与x轴相交于A(﹣2,0)、B(6,0)两点,∴抛物线的对称轴为x=,假设存在点P,设P(2,t),则AC==,AP==,CP==,∵△ACP为等腰三角形,故可分三种情况:①当AC=AP时,,解得:t=±2,∴点P的坐标为(2,2)或(2,﹣2);②当AC=CP时,,解得:t=0或t=8,∴点P的坐标为(2,0)或(2,8),设直线AC的解析式为y=mx+n,将点A(﹣2,0)、C(0,4)代入得,解得:,∴直线AC的解析式为y=2x+4,当x=2时,y=4+4=8,∴点(2,8)在直线AC上,∴A、C、P在同一直线上,点(2,8)应舍去;③当AP=CP时,,解得:t=,∴点P的坐标为(2,);综上可得,符合条件的点P存在,点P的坐标为:(2,2)或(2,﹣2)或(2,0)或(2,).2.(2021秋•南昌期末)如图,二次函数y=ax2+bx+c的图象交x轴于A(﹣2,0),B(1,0),交y轴于C(0,2).(1)求二次函数的解析式;(2)连接AC,在直线AC上方的抛物线上是否存在点N,使△NAC的面积最大,若存在,求出这个最大值及此时点N的坐标,若不存在,说明理由;(3)若点M在x轴上,是否存在点M,使以B、C、M为顶点的三角形是等腰三角形,若存在,直接写出点M的坐标;若不存在,说明理由.【分析】(1)用待定系数法即得二次函数的解析式为y=﹣x2﹣x+2;(2)过N作ND∥y轴,交AC于D,由A(﹣2,0)、C(0,2)得直线AC的解析式为y=x+2,设N(n,﹣n2﹣n+2),则D(n,n+2),可得ND=﹣n2﹣2n,即得S△NAC=ND•|x C﹣x A|=﹣(n+1)2+1,根据二次函数性质可得答案;(3)设M(t,0),可得BM2=(t﹣1)2,CM2=t2+4,BC2=12+22=5,分三种情况:①当BC=CM 时,t2+4=5,得M(﹣1,0);②当BM=BC时,(t﹣1)2=5,得M(+1,0)或(﹣+1,0);③当BM=CM时,(t﹣1)2=t2+4,得M(﹣,0).【解答】解:(1)由二次函数y=ax2+bx+c的图象交x轴于A(﹣2,0),B(1,0),设二次函数的解析式为:y=a(x+2)(x﹣1),把C(0,2)代入得:2=a(0+2)(0﹣1),解得a=﹣1,∴二次函数的解析式为y=﹣(x+2)(x﹣1)=﹣x2﹣x+2,答:二次函数的解析式为y=﹣x2﹣x+2;(2)在直线AC上方的抛物线上存在点N,使△NAC的面积最大,过N作ND∥y轴,交AC于D,如图:设直线AC的解析式为y=kx+b,把A(﹣2,0)、C(0,2)代入得:,解得:,∴直线AC的解析式为y=x+2,设N(n,﹣n2﹣n+2),则D(n,n+2),∴ND=(﹣n2﹣n+2)﹣(n+2)=﹣n2﹣2n,∴S△NAC=ND•|x C﹣x A|=×(﹣n2﹣2n)×2=﹣n2﹣2n=﹣(n+1)2+1,∵﹣1<0,∴当n=﹣1时,S△NAC有最大值为1,此时N(﹣1,2),答:在直线AC上方的抛物线上存在点N(﹣1,2),使△NAC的面积最大为1;(3)在x轴上存在点M,使以B、C、M为顶点的三角形是等腰三角形,设M(t,0),而B(1,0),C(0,2),∴BM2=(t﹣1)2,CM2=t2+4,BC2=12+22=5,①当BC=CM时,t2+4=5,解得t=1(与B重合,舍去)或t=﹣1,∴M(﹣1,0);②当BM=BC时,(t﹣1)2=5,解得t=+1或t=﹣+1,∴M(+1,0)或(﹣+1,0);③当BM=CM时,(t﹣1)2=t2+4,解得t=﹣,∴M(﹣,0),综上所述,M坐标为(﹣1,0)或(+1,0)或(﹣+1,0)或(﹣,0).3.(2020•佛山模拟)如图①,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0)、B(3,0),与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)点D的坐标为(1,0),点P为第一象限内抛物线上的一点,求四边形BDCP面积的最大值;(3)如图②,动点M从点O出发,以每秒2个单位长度的速度向点B运动,到达点B时停止运动,且不与点O、B重合.设运动时间为t秒,过点M作x轴的垂线交抛物线于点N,交线段BC于点Q,连接OQ,是否存在t值,使得△BOQ为等腰三角形?若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.【分析】(1)利用待定系数法可求解析式;(2)连接BC,过点P作PE⊥AB交BC于点E,先求出BC解析式,设点P(m,﹣m2+2m+3),则点E(m,﹣m+3),利用面积的和差关系和二次函数的最值可求解;(3)分两种情况讨论,利用等腰三角形的性质可求解.【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0)、B(3,0),∴∴∴抛物线解析式为:y=﹣x2+2x+3;(2)如图,连接BC,过点P作PE⊥AB交BC于点E,∵抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3与y轴交于点C,∴点C(0,3)∴直线BC解析式为y=﹣x+3,设点P(m,﹣m2+2m+3),则点E(m,﹣m+3)∴四边形BDCP面积=×2×3+×3×(﹣m2+2m+3+m﹣3)=﹣(m﹣)2+∴当m=时,四边形BDCP面积的最大值为;(3)∵OC=OB=3,∴∠CBO=45°,若OB=QB=3,∵∠QBM=45°,QM⊥AB,∴∠BQM=∠QBM=45°,∴QM=BM==,∴OM=OB﹣BM=3﹣,∴t==(s),若OQ=BQ,且QM⊥AB,∴OM=OB=,∴t==s综上所述:当t=s或s时,使得△BOQ为等腰三角形.4.(2022•河池)在平面直角坐标系中,抛物线L1:y=ax2+2x+b与x轴交于两点A,B(3,0),与y轴交于点C(0,3).(1)求抛物线L1的函数解析式,并直接写出顶点D的坐标;(2)如图,连接BD,若点E在线段BD上运动(不与B,D重合),过点E作EF⊥x轴于点F,设EF=m,问:当m为何值时,△BFE与△DEC的面积之和最小;(3)若将抛物线L1绕点B旋转180°得抛物线L2,其中C,D两点的对称点分别记作M,N.问:在抛物线L2的对称轴上是否存在点P,使得以B,M,P为顶点的三角形为等腰三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)利用待定系数法求出a,b的值即可;(2)如图1中,连接BC,过点C作CH⊥BD于点H.设抛物线的对称轴交x轴于点T.首先证明∠DCB=90°,利用面积法求出CH,构建二次函数,利用二次函数的性质即可解决问题;(3)如图2中,由题意抛物线L2的对称轴x=5,M(6,﹣3).设P(5,m),分三种情形:当BP =BM=3时,当PB=PM时,当BM=PM时,分别构建方程求解即可.【解答】解:(1)∵y=ax2+2x+b 经过B(3,0),C(0,3),∴,∴,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3,∵y=﹣(x﹣1)2+4,∴抛物线的顶点D(1,4);(2)如图1中,连接BC,过点C作CH⊥BD于点H.设抛物线的对称轴交x轴于点T.∵C(0,3),B(3,0),D(1,4),∴BC=3,CD=,BD==2,∴BC2+CD2=BD2,∴∠BCD=90°,∵•CD•CB=•BD•CH,∴CH==,∵EF⊥x轴,DT⊥x轴,∴EF∥DT,∴==,∴==,∴BE=m,BF=m,∴△BFE与△DEC的面积之和S=×(2﹣m)×+×m×m=(m﹣)2+,∵>0,∴S有最小值,最小值为,此时m=,∴m=时,△BFE与△DEC的面积之和有最小值.解法二:求两个三角形面积和的最小值,即就是求四边形OCEF面积的最大值.求出四边形OCEF 的面积的最大值即可.(3)存在.理由:如图2中,由题意抛物线L2的对称轴x=5,M(6,﹣3).设P(5,m),当BP=BM=3时,22+m2=(3)2,∴m=±,∴P1(5,),P2(5,﹣),当PB=PM时,22+m2=12+(m+3)2,解得,m=﹣1,∴P3(5,﹣1),当BM =PM 时,(3)2=12+(m +3)2, 解得,m =﹣3±, ∴P 4(5,﹣3+),P 5(5,﹣3﹣),综上所述,满足条件的点P 的坐标为P 1(5,),P 2(5,﹣),P 3(5,﹣1),P 4(5,﹣3+),P 5(5,﹣3﹣).考点二 “一定两动”型等腰三角形存在性问题【知识点睛】❖ 如图,P 、Q 分别为AB 、CB 上一动点,当△BPQ 是等腰三角形时,有以下几种情况:①BP=BQ ②BQ=PQ ③BP=PQ解决策略:⎩⎨⎧的线段间的等量关系转化或找与定点有关系分类讨论即BQ=PQ 可转化为:85=BP BQ ;BP=PQ 可转化为:85=BQ BP ☆特别地:当题目给出的数据还好时,也可选择用代数法来分类讨论等腰三角形步骤如下:①根据点的坐标,表示出三边的平方②根据等腰三角形的性质,可得到两两相等的的三个方程③分别解出这三个方程,再依据结果判断是否存在【类题训练】1.(2021•陕西模拟)如图,在平面直角坐标系中,一抛物线的对称轴为直线x =1,且该抛物线与y 轴负半轴交于C 点,与x 轴交于A ,B 两点,其中B 点的坐标为(3,0),且OB =OC .(1)求此抛物线的函数表达式;(2)若平行于x 轴的直线与该抛物线交于M 、N 两点(其中点M 在点N 的右侧),在x 轴上是否存在点Q ,使△MNQ 是以MN 为一直角边的等腰直角三角形?若存在,请求出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)根据OB =OC ,可得C (0,﹣3),由抛物线的对称轴为直线x =1,可得A (﹣1,0),利用待定系数法可得出答案;(2)设点M (m ,m 2﹣2m ﹣3)且m >1,则MN =2(m ﹣1),①当点M 、N 在x 轴下方时,若∠QMN=90°,且MN=MQ时,△MNQ为等腰直角三角形,建立方程求解即可,②当点M、N在x轴上方时,若∠QMN=90°,且MN=MQ时,△MNQ为等腰直角三角形,建立方程求解即可.【解答】解:(1)∵B点的坐标为(3,0),且OB=OC,∴C点的坐标为(0,﹣3),∵抛物线的对称轴为直线x=1,B点的坐标为(3,0),∴A点的坐标为(﹣1,0),设抛物线的函数表达式为y=a(x+1)(x﹣3)(a≠0).将C(0,﹣3)代人y=a(x+1)(x﹣3)中,解得:a=1,∴抛物线的函数表达式为y=(x+1)(x﹣3)=x2﹣2x﹣3.(2)∵MN∥x轴,且M、N在抛物线上,∴M、N关于直线x=1对称,设点M(m,m2﹣2m﹣3)且m>1,则MN=2(m﹣1),①当点M、N在x轴下方时,若∠QMN=90°,且MN=MQ时,△MNQ为等腰直角三角形,∴MQ⊥MN,即MQ⊥x轴,∴2(m﹣1)=﹣(m2﹣2m﹣3),解得:m1=,m2=﹣(舍去),∴点M为(,2﹣2),Q1(,0).由MQ1=MN可得﹣(2﹣2)=﹣x N,解得:x N=2﹣,∴点N为(2﹣,2﹣2),故当∠MNQ2=90°,MN=NQ2时,点Q2的坐标为(2﹣,0).②当点M、N在x轴上方时,若∠QMN=90°,且MN=MQ时,△MNQ为等腰直角三角形,∴MQ⊥MN,即MQ⊥x轴,∴2(m﹣1)=m2﹣2m﹣3,解得:m1=2+,m2=2﹣(舍去),∴点M为(2+,2+2),点Q3为(2+,0),由MQ3=MN,可得2+2=2+﹣x N,解得x N=﹣,∴点N为(﹣,2+2).当∠MNQ4=90°,MN=NQ4时,点Q4的坐标为(﹣,0).综上所述,存在满足条件的点Q,其坐标分别为(,0)或(2﹣,0)或(2+,0)或(﹣,0).2.(2021秋•铅山县期末)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y =x2+bx+c经过A(1,0),C(0,5)两点,与x轴的另一交点为B.(1)求抛物线解析式;(2)若点M为直线BC下方抛物线上一动点,MN⊥x轴交BC于点N.①当线段MN的长度最大时,求此时点M的坐标及线段MN的长度;②如图2,连接BM,当△BMN是等腰三角形时,求此时点M的坐标.【分析】(1)把A,C代入抛物线,求得b,c即可;(2)①先求出BC的解析式,再设M(m,m2﹣6m+5),则N(m,﹣m+5),表示出MN的长,再配方即可;②设出M,N的坐标,再表示出MN和BN,再分三种情况:MN=BN或MN=BM或BM=BN,分别计算即可.【解答】解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过A(1,0),C(0,5)两点,∴c=5,1+b+5=0,解得b=﹣6,∴抛物线解析式为y=x2﹣6x+5;(2)①令y=0,即x2﹣6x+5=0,解得:x1=1,x2=5,∴B(5,0),∴直线BC的解析式为:y=﹣x+5,设M(m,m2﹣6m+5),则N(m,﹣m+5),∴MN=(﹣m+5)﹣(m2﹣6m+5),∴,∴当时,MN的最大值为,∴线段MN的长度最大时,当M的坐标为,线段MN的长度最大为;②∵点M在抛物线y=x2﹣6x+5上,点N在直线y=﹣x+5上,设M(m,m2﹣6m+5),则N(m,﹣m+5),∴MN=﹣m2+5m,BN=,∵OB=OC,∴∠MNB=∠OCB=45°,i.当MN=BN时,﹣m2+5m=,解得:m=,m=5(舍去),∴M(,),ii.当BM=MN时,则∠NBM=∠MNB=45°,∴∠NMB=90°,则m2﹣6m+5=0,解得m=1或m=5(舍去),∴M(1,0),iii.当BM=BN时,∠BMN=∠BNM=45°,∴∠NBM=90°,∴﹣(m2﹣6m+5)=﹣m+5,解得m=2或m=5(舍),∴M(2,﹣3),当△BMN是等腰三角形时,点M的坐标为(,)或(1,0)或(2,﹣3).3.(2021秋•大连期末)在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3(a,b是常数,a>0)与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,对称轴为直线x=1.(1)填空:b=﹣2a(用含a的代数式表示);(2)当﹣1≤x≤0时,抛物线上的点到x轴的最大距离为5,求a的值;(3)若点A的坐标为(﹣1,0),点E的坐标为(x,0)(其中x≥0),点Q为抛物线上一动点,是否存在以CQ为斜边的等腰直角三角形CEQ?若存在,求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)根据抛物线对称轴公式x=即可解决问题;(2)分别算出﹣x=1和x=0对应的函数值即可求得a的值;(3)分类讨论,应用一线三直角模型构造全等三角形,找到线段关系,从而求出点坐标.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx﹣3对称轴为直线x=1,∴对称轴为直线x=,∴b=﹣2a,故答案为:﹣2a;(2)当x=0时,y=﹣3,此时点(0,﹣3)到x轴的距离小于5,当x=﹣1时,y=a+2a﹣3=3a﹣3.3a﹣3=5,解得a=;(3)存在,∵△CEQ是以CQ为斜边的等腰直角三角形,∴设Q(x,x2﹣2x﹣3),①如图,过点E作x轴的垂线l,再分别过点C和点Q作垂线l的垂线,分别交于点M和点N,∵∠CEQ=90°,∴∠QEN+∠CEM=90°,∵∠QEN+∠NQE=90°,∴∠EQN=∠CEM,∵∠CME=∠QNE=90°,EC=EQ,∴△ENQ≌△CME(AAS),∴CM=EN=x2﹣2x﹣3,NQ=EM=3,∴﹣x+x2﹣2x﹣3=3,解得x=或x=(舍去),∴OE=CM=,∴E(,0);②如图,∵点A(﹣1,0)与点B关于直线x=1对称,∴B点的坐标为(3,0).∴点E和点O重合,点Q和点B重合,此时E(0,0);③如图,过点E作x轴的垂线l',再分别过点C和点Q作垂线l'的垂线,分别交于点M'和点N',同理:△EM'C≌△QN'E(AAS),CM=EN=x2﹣2x﹣3,NQ=EM=3,∴x+3=x2﹣2x﹣3,解得x=,x=(舍去),∴OE=CM=,∴E(,0),综上所述,点E的坐标为(,0)或(0,0)或(,0).【课后综合练习】1.(2022春•北碚区校级期末)如图,已知点(0,)在抛物线C1:y=x2+bx+c上,且该抛物线与x轴正半轴有且只有一个交点A,与y轴交于点B,点O为坐标原点.(1)求抛物线C1的解析式;(2)抛物线C1沿射线BA的方向平移个单位得到抛物线C2,如图2,抛物线C2与x轴交于C,D两点,与y轴交于点E,点M在抛物线C2上,且在线段ED的下方,作MN∥y轴交线段DE于点N,连接ON,记△EMD的面积为S1,△EON的面积为S2,求S1+2S2的最大值;(3)如图3,在(2)的条件下,抛物线C2的对称轴与x轴交于点F,连接EF,点P在抛物线C2上且在对称轴的右侧,满足∠PEC=∠EFO.①直接写出P点坐标;②是否在抛物线C2的对称轴上存在点H,使得△PDH为等腰三角形,若存在,请直接写出H点的坐标;若不存在请说明理由.【分析】(1)利用待定系数法解答即可;(2)利用(1)的结论和已知条件求得抛物线C2的解析式,依据图象求得S1+2S2的值,利用二次函数的性质求得结论;(3)①设EP与x轴交于点H,利用相似三角形的判定与性质求得线段CH的长,得到点H的坐标,利用待定系数法解答即可;②利用分类讨论的思想方法分三种情况讨论解答,利用等腰三角形的性质和勾股定理求得对应相等的长度即可求得结论.【解答】解:(1)∵点在抛物线C1:y=x2+bx+c上,∴c=.∵该抛物线与x轴正半轴有且只有一个交点A,∴b<0,b2﹣4××=0.∴b=﹣.∴抛物线C1的解析式为y=﹣x+.(2)∵y=﹣x+=,又∵抛物线C1沿射线BA的方向平移个单位得到抛物线C2,∴抛物线C2的解析式为y==x+2,令x=0,则y=2,∴E(0,2).∴OE=2.令y=0,则﹣x+2=0,解得:x=1或3,∴C(1,0),D(3,0).∴OC=1,OD=3,∴CD=2.∵点M在抛物线C2上,∴设M(m,﹣m+2),设直线ED的解析式为y=kx+n,∴,解得:,∴直线ED的解析式为y=﹣x+2.∵MN∥y轴交线段DE于点N,∴N(m,﹣m+2),∵点M在线段ED的下方,∴MN=﹣x+2﹣(﹣m+2)=﹣+2m,∵S△EMD=S△EMN+S△DMN=×MN•OD=﹣m2+3m,OE×m=m,∴S1+2S2=﹣m2+2m+2m=﹣m2+4m=﹣(m﹣2)2+4,∵﹣1<0,∴当m=2时,S1+2S2有最大值4;(3)①点P的坐标为(,),理由:设直线EP与x轴交于点G,如图,∵抛物线C2的解析式为y=,∴抛物线的对称轴为直线x=2,∴F(2,0).∴OF=2.∵OC=1,∴CF=OF﹣OC=1.EC===,∵∠PEC=∠EFO,∠PEC=∠PEF+∠CEF,∠EFO=∠PEF+∠G,∴∠CEF=∠G.∵∠ECF=∠GCE,∴△ECF∽△GCE,∴.∴CE2=CF•CG,∴CG=5,∴OG=OC+CG=6,∴G(6,0).设直线EG的解析式为y=ax+2,∴6a+2=0,∴a=﹣.∴直线EG的解析式为y=﹣x+2,∴,解得:或,∴P(,);②在抛物线C2的对称轴上存在点H,使得△PDH为等腰三角形,理由:过点P作PG⊥抛物线对称轴与点G,PH⊥x轴于点H,连接PD,如图,∵P(,),∴OK=,PK=,∴DK=OK﹣OD=,PG=KF=OK﹣OF=,∴DP==<1,∵DF=1,∴抛物线C2的对称轴上不存在点H,使得HD=DP,HP=PD;当HP=HD时,设H(2,h),则HF=h,过点P作PG⊥抛物线对称轴与点G,如图,则PG=KF=OK﹣OF=,GF=,∵HP=HD,∴=.∴12+h2=+,解得:h=,∴H(2,).综上,在抛物线C2的对称轴上存在点H,使得△PDH为等腰三角形,点H的坐标为(2,).。
图10的正切函数值,则问题便可逐步解决.解析在上找点£,使= 由外角定理,知•①易知直线S C 解析式为y-6.设 £(m ,m -6),由 fi (6,0),D (2, -8),则 B £2 = (m -6)' + (m -6)2, ED 2 = (m - 2)2 + (m + 2)2.由 B £ = £7),知(;n -6)2 +(m -6)2 = (m -2)2 +(m + 2)2,解得 m =|,即 £(夺,-爭)•又易知 C £>2 + fiC 2 = fi /)2,则乙BCD = 90。
.qi n由 C (0, -6),£(|■,-$),Z )(2, -8),知 CD =2^",C £=^,P J lain^CED = j .②由①②和 A C(?B = 2 A CflD ,则 tan Z _ C(?B =当点<?在点B 左侧时,(),( -8,0).当点<?在点B 右侧时,(?2(8,0).综上,(?( -8,0)或(8,0).从上面题目的解答可以发现:抛物线中角的存在 性问题,一般运用角的特殊性及坐标条件构造基本图形,并运用图形的性质,进行推理得出有关相等线段, 并表示出有关点的坐标,代入二次函数或一次函数的 解析式,或运用勾股定理计算作答.在解答过程中,既 要构造几何图形,根据几何直观和几何性质、定理理性分析、推理,还要运用函数与方程知识进行计算和 数据分析.综合运用几何推理、函数与方程思想等多 方面技能,有较强的综合性及创新探究意识,可以很 好地考查学生的综合素养[2].“问题是数学的心脏”,数学的真正组成部分是问 题和解,在学习过程中,在一定学习范围或主题内,围 绕一定目标或某一中心问题,按照一定的逻辑结构精 心设计一组问题,即为“一题多问”,采用“一题多问” 的方式,用同一道题目将多个知识点表现出来,可以 帮助学生梳理旧知,形成网络,将数学技能及方法得 以综合运用.“一题多问”引导学生从不同角度、不同 方位进行不同层次的思考,提高学生分析问题、解决 问题和提出问题的能力,可以让学生跳出“题海”,提 高解题效益,提升数学素养.参考文献:[1 ]罗峻,段利芳.一次函数与反比例函数图象相交的性质 之证明与运用[J ]•数理化学习(初中版),2018(12) :23 -28.[2]罗峻,段利芳.当完美正方形偶遇美丽的45度角[J ]. 理科考试研究(初中),2019,26(22) :29 -32.(收稿日期:2020 -09 -21 )抛物线中三角形面积最值问题的七种求鮮策略段昆山(易县教育局教研室河北保定074200)摘要:以二次函数为栽体,结合几何图形求面积最值问题具有难度大、综合性强,区分度高的特表.本文以某地初 三上学期期末考试试卷最后一题为例,谈一谈此类问题的七种求解策略.关键词:最值问题;转化;面积;求解策略纵观近年各地中考试卷,以二次函数为载体,结 合几何图形求面积最值问题的题型是各地中考的高 频考点之一.这类试题综合运用多种数学思想方法, 不仅考查了二次函数与三角形面积的相关知识,又为后续学习高中知识奠定了基础.1试题呈现题目如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y = <M c 2 +心+2(a #0)与.t 轴交于两点(点4在点B作者简介:段昆山(1976 -),男,河北保定人,本科,中学一级教师,研究方向:数学教育.的左侧),与y 轴交于点C ,抛物线经过点£»(- 2,- 3) 和点£(3,2),点P 是第一象限抛物线上的一个动点.(1) 求抛物线的表达式;(2) 当A B P C 的面积取最大值时,求A fiP C 面积 及点P 的坐标.2试题解析 2. 1第(1)问解析将点A £的坐标代人函数表达式,得丄_ 了,3_r故抛物线的表达式为y +2.2.2第(2)问解析 2. 2. 1分割法三角形面积通常用面积公 式(底乘髙的一半)来求,在平面 直角坐标系中求斜三角形的面 积用这个公式难度大,那如何求 呢?那就需要运用转化的方法 把斜三角形分割成底与高分别 与坐标轴平行的三角形,充分利用定点的横纵坐标来求三角形面积•如图2,过点P 作丄;c 轴于点F ,A fiP C 被分 割成两个三角形,即A //P C 和所以SA B P C =S 娜c + SAW ,过点C 作C Z )丄/^于点Z ),过点B 作BE _L PF 于点 E ,S A H P C =夸PH x CD.解法1如图3,连接S C ,过点P 作W ///y 轴交S C 于点//,将点C ,S 代入一次函数表达式,可得直线的表达式为y = -+ 2.设点 P U ,+如 +2),则点+2).所以 S A P C B =-%2 +4%.f 4a -2b +2 =-3, 19a +36+2=2,解得,根据二次函数性质,利用配方法,当* = 2时, S apm 的最大值为4.故当A B P C 的面积取最大值时,点P (2,3),S A P C B 二 4.2.2.2补形法在平面直角坐标系中求斜 三角形的面积不仅可以运用分 割法,也可以转换思路,用补形 的方法把不规则图形转化成规 则图形,将斜三角形面积转化 成矩形面积减去三角形的面 积,再充分利用定点的横纵坐标,就可以求斜三角形面积了 • 图4如图4,过点P 作轴,垂足为点£,过点5作 fiZ )丄/)£,垂足为点£»,贝丨J 四边形为矩形•所以S APCB = S 酿形OBOE - S A P E (: 一 S APDB _ S a (X b .解法2如图5,过点P 作轴,垂足为点£,过点B 作丄/)£;,垂足为点/),所以四边形 OBD £为矩形.所以 s A PC b 二 S 四边形〇B D e : — S A P E (: - S _ s A 0C B 二(-+ ^-x + 2) x 4 - (- -^-x2 + -^-x ) x x x ~y - (4-x) x (- ~^x2 ++ 2) x -^--4=-x ~+ 4x.根据二次函数性质,利用配方法,当x =2时,^ A P C B的最大值为4.故当A B P C的面积取最大值时,点P(2,3),■5而=4_2.2.3铅垂法如图6,过A P S C的顶点分别作出水平线的垂线, 外侧两条垂线间的距离叫做水平宽.中间的垂线与 S C相交于点£,线段就叫做铅垂高.如图7,因为S apcb=S A peb+S&PCE二y PE x EU +j PE x EF =所以铅垂法本质上也是分割法.,铅垂高I图7解法3如图8,过点P作P//丄;c轴交B C于点//,设点 ,-+ 2),则点 //(x,+ 2)•所以11,312^apcb =^2^~^2X+Y"x+2+y*-2)x4=-x+4x.在直线B C上.根据平行线间的距离相等,所以ABPC 和A B fiC的高相等,底是BC.所以厶B P C和A B//C的面积相等.求A B P C的面积就转化成求A//£C的面积.解法4如图10,过点Z3作户////沉交7轴于点 所以 S&P C B= S A C H B-将点c,B代人一次函数表达式,可得直线C B的表达式为y= - 士;':+ 2.因为W///S C,所以设直线P//的表达式为y根据二次函数性质,利用配方法,当x= 2时,S apos的最大值为4.故当A S P C的面积取得最大值时,点P(2,3),^ APCB=^*2.2.4平行线法如图9,W///B C,点//,P在直线W/上,点5,CH E P设点户(%,- y i2 + y x+ 2),所以-2 =-—x +b,b22+ ~z~x + 2 + ~z~x2,//C=-y^2+2x+2-2TT22x.x2 +2x+PJflll S A P C B = ^H C xOB =-x2-t-4x.利用配方法,当x= 2时,S A P(:iB的最大值为4.故当A S P C的面积取得最大值时,点P(2,3),^ APCB=^*2.2.5相似法如图11,求三角形的面积可以用面积公式足为点D.所以BC= VOC2 + OB2 = 7^5.求三角形的 面积只要求出高就可以了.高如何求呢?我 们仔细观察图形发现丄SO,所以™//y轴.所以 APHC= AOCB•因为P E±B C,所以 APEH=厶COB.所以ABOC w•所以g = I I所以= PH^~° .这样就可以求出高了.解法5如图12,过点P作丄BC,垂足为点 £,PD丄50交 SC 于点 由题意,5C= VOC1+ OB2 = 2/5 ,APEH^ABOC.m i0BPH = BC'因为+ 2x,PE PH x BOBC¥(-士解法6如图13,过点P作P£//fiC,因为将点C,B代入一次函数表达式,同理可得直线C Z?的表达式为;^=-士尤+2.所以设直线的表达式为y=-+ 6.1,j=- y x + b-H i2+3+2y= - ~z~x+ ~zrx+1.1/22整理,得-士尤2 +~|~尤+2=-士a:+ 6 一士丨2 +2% +2-6=0.所以 A =4-4 x(-士)x(2 -6) =8 -26 =0.解得6=4_所以点P(2,3),A P C fi最大值为4 .2.2.7中点法如图14,设直线S C与抛物线交于B,C两点,直线B C的解析式可设为y= ^+ n,抛物线解析式可设为y= m2 +心+ C,求其交点坐标就是联立两解析式’所以 ax2 + + c = n w c + n_ 整理,得[y= mx+ n.ax2+ (b- m)x+ c- n= 0. fffVJs x, + x2 = ——因为直a%2 +2a〇,所以 S A P C fl =^^(-士尤2 +2幻x2V^x士 =-x2 + 4x.利用配方法,当* =2时,S A P efl的最大值为4.故当A S P C的面积取得最大值时,点P(2,3),^ APCB-4-2.2.6切线法如图13,若使点P在抛物线上,S A P eB最大,则需 使P£//BC,且与抛物线有且只有一个交点才能使心^8最大.因为底B C确定,只要高最大.因为点P 在抛物线上与抛物线有且只有一个交点时,SC 边上的高才最大.线B C平移到与抛物线只有一个交点时,七即& = 也就是%所以过点P作*轴的垂线,垂足M是O S的中点.所以当抛物线被直线 B C所截,P为抛物线上一动点(此时点P为线段SC 与抛物线所组成的封闭图形上抛物线上一点)丄%轴于点m,交s c于点yv,当点yv为b c中点时,s APC8 的面积有最大值.解法7如图15,过点尸作P////S C,所以& = X B+X C^所以点P 坐标为(2,3).所以=S 四边形"W /Y ;+ S APMB ""SA O R Cx (2+ 3) x 2+冬 x 2x 3_4-x 2x 4=4.' 2 2此法适用于填空、选择或验证.3感悟解法这一类以二次函数为载体,结合几何图形求面积最值问题的题型涉及的知识面多、难度大、综合性强, 要想顺利解答此类问题,必须抓住以下几点.(1)立足转化,抓住动点(设动为定).合理构造辅助线,以转化 思想为基本出发点,抓住动点,根据不同思路过动点 作平行,或作垂直等辅助线,把复杂问题转化为简单问题,把未知问题转换为已知问题.(2)数形结合,设 出动点坐标.充分挖掘已知条件与隐含条件,要明确 角边在数量关系变化中哪些是保持不变的量,哪些是 变化的量.哪些是变化的量.这需要在充分理解的基 础上,进行多方位思考、多角度着手、多层次探索m , 利用相似、面积公式、根与系数的关系等知识,表示出相关的数量关系.(3)根据相关的数量关系,把面积表示成一个含有某未知量的二次函数关系式,然后利用 公式法或配方法求出最值.参考文献:[1] 段昆山.构造图形求准确数形结合找临界一•一类“儿何”型新定义压轴题解法浅析[J ].中学数学教学,2020(01) :79 -80.[2]周威.圆锥曲线中几个特殊三角形面积最值问题探究[J ].理科考试研究,2020(09) :25 - 27.(收稿日期:2020 _08-15)指向“深度学习”的教学课壹教学策略李娜沈南山(合肥师范学院数学与统计学院安徽合肥230601)摘要:从认知结构观点来看,“深度学习”是一种理解性的学习,注重学习思维的批利性、学习内容的整合性、知识体系的建构性和知识学习的迁移性.指向深度学习的数学课堂教学需要深入追问学什么、怎么学、学得怎么样三个教 学本源问题,其教学策略应当注重数学知识对象的多重表征、数学学习脚手架的适时搭建、数学学习问题的逻辑引领、 数学学习方法的积极反思等.关键词:初中数学;深度学习;教学策略1 “深度学习”的基本特征“深度学习”(Deep Learning )最早由美国学者 Marlon 等人于1976年提出的一个比较性学习概念, 是相对于孤立记忆和非批判性接受知识的浅层学习 (Surface Learning )而言的.随后国内外学者对“深度 学习”开展理论与实践研究,其基本内涵是在教师引 领下,学生围绕着具有挑战性的学习主题,全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程,并 在这个过程中学生掌握学科的核心知识,理解学习的 过程,把握学科的本质及思想方法,形成积极的内在 学习动机、高级的社会性感情、积极的态度、正确的价 值观等m .“深度学习”的基本特征蕴含理论和实践两个层 面.理论上,从知识结构观点来看,深度学习是基于学基金项目:合肥师范学院研究生创新基金项目“深度学习理念下初中数学课堂问题提出的教学实践研究”(项目编号:2020yjs 033).作者简介:李娜( 1995 -),女,安徽阜阳人,硕士研究生,研究方向:数学教育;沈南山(1964 -),男,安徽六安人,博士,教授,研究方向:数学课程与教学论研究.。
专题25 二次函数与全等三角形存在问题1.如图,抛物线C1:y=x2﹣2x﹣3与x轴交于A、B两点,点A在点B的左侧,将抛物线C1向上平移1个单位得到抛物线C2,点Q(m,n)在抛物线C2上,其中m>0且n<0,过点P作PQ∥y轴交抛物线C1于点P,点M是x轴上一点,当以点P、Q、M为顶点的三角形与△AOQ全等时,点M的横坐标为_____.【答案】4【分析】此题首先需要确定全等的对应关系,函数图象向上平移后,两个函数上下间距为1,OA=1,所以AO与PQ对应,∠AOQ=∠PQM,可确定OQ=QM,AQ=PB,得到两组线段相等后,设点M坐标,以两组线段相等为等量建立方程即可解决问题.【详解】解:∵△AOQ≌△PQM,AO=PQ∴∠AOQ=∠PQM,AQ=PB,OQ=QM∴AQ2=PB2,OQ2=QM2设Q(m,m2﹣2m﹣2),P(m,m2﹣2m﹣3),M(a,0)如图,过点Q作QH⊥AB,垂足为H,则在Rt△OHQ中,OQ2=(m)2+(m2﹣2m﹣2)2;在Rt△MHQ中,QM2=(a﹣m)2+(m2﹣2m﹣2)2;在Rt△AHQ中,AQ2=(m+1)2+(m2﹣2m﹣2)2;在Rt△PHB中,PB2=(a﹣m)2+(m2﹣2m﹣3)2a由(m)2+(m2﹣2m﹣2)2=(a﹣m)2+(m2﹣2m﹣2)2,解得m=2由(m+1)2+(m2﹣2m﹣2)2=(a﹣m)2+(m2﹣2m﹣3)2,解得a=﹣2(舍)或a=4∴点M的横坐标为4.【点睛】此题是代几综合问题,考查了全等关系在二次函数中的应用和二次函数中点坐标与线段长的转换,首先要确定边角的对应关系,发现线段相等后,利用等量建立方程,只要确定了对应关系,此题就好解决了.2.如图,在第一象限内作射线OC ,与x 轴的夹角为30°,在射线OC 上取点A ,过点A 作AH ⊥x 轴于点H .在抛物线y =x 2(x >0)上取点P ,在y 轴上取点Q ,使得以P 、O 、Q 为顶点,且以点Q 为直角顶点的三角形与△AOH 全等,则符合条件的点A 的坐标是__________.【答案】)12233或()或( 【分析】此题应分四种情况考虑:①∠POQ =∠OAH =60°,此时A 、P 重合,可联立直线OA 和抛物线的解析式,即可得A 点坐标;②∠POQ =∠AOH =30°,此时∠POH =60°,即直线OP :y,联立抛物线的解析式可得P点坐标,进而可求出OQ 、PQ 的长,由于△POQ ≌△AOH ,那么OH =OQ 、AH =PQ ,由此得到点A 的坐标.③当∠OPQ =90°,∠POQ =∠AOH =30°时,此时△QOP ≌△AOH ,由此求得点A 的坐标; ④当∠OPQ =90°,∠POQ =∠OAH =60°,此时△OQP ≌△AOH ,由此求得点A 的坐标;【详解】①当∠POQ =∠OAH =60°,若以P ,O ,Q 为顶点的三角形与△AOH 全等,那么A 、P 重合; 由于∠AOH =30°,设A 坐标为(a ,b ), 在直角三角形OAH 中,tan ∠AOH =tanba, 设直线OA 的方程为y =kx ,把A 的坐标代入得k =b a∴直线OA 的解析式: y,联立抛物线的解析式,得:2y y x ⎧=⎪⎨⎪=⎩,解得 00x y =⎧⎨=⎩,13x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩ ;∴A13); ②当∠POQ =∠AOH =30°,此时△POQ ≌△AOH ;易知∠POH =60°,则直线OP :yx,联立抛物线的解析式,得:2y y x ⎧=⎪⎨=⎪⎩, 解得00x y =⎧⎨=⎩,3x y ⎧=⎪⎨=⎪⎩∴P3),即可得A (3;③当∠OPQ =90°,∠POQ =∠AOH =30°时,此时△QOP ≌△AOH ;易知∠POH =60°,则直线OP :y,联立抛物线的解析式,得:2y y x ⎧=⎪⎨=⎪⎩, 解得 00x y =⎧⎨=⎩,3x y ⎧=⎪⎨=⎪⎩∴P3), ∴OPQP =2, ∴OH =OPAH =QP =2, ∴A (2);④当∠OPQ =90°,∠POQ =∠OAH =60°,此时△OQP ≌△AOH ;此时直线OP:y,联立抛物线的解析式,得:2y xy x⎧=⎪⎨⎪=⎩,解得xy=⎧⎨=⎩,13xy⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩;∴P13),∴QPOP=23,∴OH=QPAH=OP=23,∴A23).综上可知:符合条件的点A有四个,且坐标为:,13),(3,(2),23).【点睛】本题主要考查的是全等三角形的判定和性质以及函数图象交点坐标的求法;由于全等三角形的对应顶点不明确,因此要注意分类讨论思想的运用.3.(2021·陕西·西安市中考三模)如图,抛物线y=ax2+bx+c经过A(0),B0),C(0,3)三点,线段BC与抛物线的对称轴l交于点D,该抛物线的顶点为P,连接P A,AD,线段AD与y轴相交于点E.(1)求该抛物线的表达式和点P的坐标;(2)在y轴上是否存在一点Q,使以Q,C,D为顶点的三角形与△ADP全等?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y=−13x2+3,P4);(2)存在,点Q的坐标为(0,7).【分析】(1)已知抛物线经过的三点坐标,直接利用待定系数法求解即可.(2)先求出直线BC 的解析式,从而得点D 的坐标为D2).可求出AD 并证明CD=DP ,利用三角函数及等腰三角形性质求出∠ADP =120°,则可根据点Q 的位置在y 轴上,分别从两种情况利用SAS 判定两三角形全等的方法来求解. 【详解】解:(1)设抛物线的解析式为:y =a (x(x,将C (0,3)代入得: a (0(3, 解得 a =−13.∴抛物线的解析式:y =−13(x(x−13x 2+3. ∵y =−13x 2x +3=−13(x2+4, ∴P4). (2)存在,设直线BC 的解析式:y =kx +b ,依题意得:3b b +==⎪⎩, 解得3k b ⎧=⎪⎨⎪=⎩∴直线BC 的解析式为:y =+3. 当xy =2, ∴D2). ∴AD=4,CD2=PD .∵tan ∠ABD =DF BF, ∴∠ABD =30°.∵l 是抛物线的对称轴,点D 在l 上, ∴AD =BD .∴∠ABD =∠BAD =30°. ∴∠ADB =120°. ∴∠ADF =∠BDF =60°. ∴∠ADP =120°,△QCD 和△APD 中,CD =PD ,且点Q 在y 轴上,当点Q 在CD 上方,∠DCQ =∠ADP =120°,CQ =AD 时,△QCD ≌△APD , 设点Q (0,y ),则CQ =y -3, 即y -3=4, 解得y =7, ∴Q (0,7),当点Q 在CD 下方时,∠CDQ =120°,此时点Q 在抛物线的对称轴上. 综上,当△QCD ≌△APD 时,点Q 的坐标为(0,7). 【点睛】此题属于二次函数综合题,难度较大,涉及到:函数解析式的确定以及全等三角形的应用等重点知识.在解题时,一定要注意从图中找出合适的解题思路,能否将琐碎的知识运用到同一题目中进行解答,也是对基础知识掌握情况的重点考查.4.(2021·北京市九年级月考)在平面直角坐标系xOy 中,抛物线y =ax 2+bx +c 经过点A (-0),B (0),C (0,-3).(1)求抛物线顶点P 的坐标;(2)连接BC 与抛物线对称轴交于点D ,连接PC . ①求证:PCD 是等边三角形.②连接AD ,与y 轴交于点E ,连接AP ,在平面直角坐标系中是否存在一点Q ,使以Q ,C ,D 为顶点的三角形与ADP 全等.若存在,直接写出点Q 坐标,若不存在,请说明理由;(3)在(2)的条件下,点M 是直线BC 上任意一点,连接ME ,以点E 为中心,将线段ME 逆时针旋转60°,得到线段NE ,点N 的横坐标是否发生改变,若不改变,直接写出点N 的横坐标;若改变,请说明理由.【答案】(1)4)P -;(2)①见解析;②存在,2)或(2)--;(3)不改变,N 的理由见解析.【分析】(1)利用待定系数法求得二次函数的解析式,再用配方法解题;(2)①利用勾股定理求出PC ,PD ,CD 的值,即可求解;②存在,在对称轴上取一点Q ,使得DQ =AD ,连接AQ ,证明()ADP QDC SAS ≅,可解得2)Q ,再根据对称性得到,当点Q '与Q 关于A 对称时,Q CD ADP '≅,解得(2)Q '--; (3)设EN 交DM 于J ,利用全等三角形的性质,证明点N 在对称轴上即可. 【详解】解:(1)抛物线y =ax 2+bx +c 经过点A (0),B(0),C (0,-3)330270c a c a c =-⎧⎪∴+=⎨⎪+=⎩133a b c ⎧=⎪⎪⎪∴=⎨⎪=-⎪⎪⎩2221113()3(4333y x x x ∴=-=--=-4)P ∴-;(2)①设直线BC 的解析式为y kx b =+,代入 B(0),C (0,-3),得3b b ⎧+=⎪⎨=-⎪⎩3k b ⎧=⎪∴⎨⎪=-⎩直线BC的解析式为3y x =-当x =2y =-,2)D ∴-2,2,2PD CD PC ∴===CD PC PD ∴==∴PCD 是等边三角形;②存在,理由如下,在对称轴上取一点Q ,使得DQ =AD ,连接AQ ,tan OC ABC OB ∠==30ABC ∴∠=︒ ,DA DB DQ AB =⊥ 30,120DAB ADB ∴∠=︒∠=︒ 60ADQ BDQ ∴∠=∠=︒ 60ADQ CDP ∠=∠=︒ADP CDQ ∴∠=∠,DA DQ DP DC == ()ADP QDC SAS ∴≅ 4AD DQ ∴==2)Q ∴根据对称性可知,当点Q '与Q 关于A 对称时,Q CD ADP '≅,(2)Q '∴--,综上所述,满足条件的点Q 的坐标为:2)或(2)--; (3)不改变,理由如下, 设EN 交DM 于J , 60MEN CED ∠=∠=︒ MEC NED ∴∠=∠,ME NE EC ED == ()MEC NED SAS ∴≅EMC END ∴∠=∠ EJM DJN ∠=∠ 60MEJ JDN ∴∠=∠=︒ 60CDP CDN ∴∠=∠=︒ N ∴在对称轴上, N ∴【点睛】本题考查二次函数综合题,涉及待定系数法求二次函数解析式、配方法求顶点坐标、全等三角形的判定与性质、正切、等边三角形的判定与性质等知识,是重要考点,有难度,掌握相关知识是解题关键.5.如图所示,抛物线()20y ax bx c a =++≠经过()A,()B ,()0,3C 三点,线段BC 与抛物线的对称轴l 相交于点D .设抛物线的顶点为P ,连接P A ,AD ,DP ,线段AD 与y 轴相交于点E .(1)求该抛物线的表达式.(2)在平面直角坐标系中是否存在点Q ,使以Q ,C ,D 为顶点的三角形与△ADP 全等?若存在,求出点Q 的坐标;若不存在,说明理由.(3)将CED ∠绕点E 顺时针旋转,边EC 旋转后与线段BC 相交于点M ,边ED 旋转后与对称轴l 相交于点N ,连接PM ,DN ,若2PM DN =,求点N 的坐标(直接写出结果).【答案】(1)2133y x =-+;(2)存在,点Q的坐标为())2-,()0,7或()-;(3)点N的坐标为⎭【分析】(1)已知抛物线经过的三点坐标,直接利用待定系数法求解即可;(2)先求出直线BC 的解析式,求出点D 的坐标;方法1,设点Q 的坐标为(),x y ,利用两点间距离公式AB =22226704210x y y x y y ⎧+--=⎪⎨+---=⎪⎩,从而求解;方法2,利用全等条件先确定点Q 的几何位置,从而利用全等的条件得到对应线段的长来解决问题;注意分类讨论;(3)先证明CEM DEN ≌,设点M 的坐标为,3x x ⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭,可得22443PM x =+,22221433CM x x x =+=,根据224PM CM =求出x的值,然后根据2FN DF DN =-==【详解】解:(1)设抛物线的表达式为(y a x x =-,将点()0,3C 代入后,得(003a -=,解得13a =-.∴抛物线的表达式为(211333y x x x =--=-+. (2)设直线BC 的解析式为y kx b=+,由题意, 得03b b ⎧+=⎪⎨=⎪⎩,解得3k b ⎧=⎪⎨⎪=⎩.∴直线BC 的解析式为3y x =+.由抛物线的表达式2133y x =-+,得顶点P 的坐标为)4.当x =32y =+=, ∴点D 的坐标为)2.方法1:设点Q 的坐标为(),x y .∴()()222220369QC x y x y y =-+-=+-+,(()22222247QD x y x y y =+-=+--+,(()2220428AP =+-=,(()2220216AD =+-=,2CD DP ==.∵在QCD 和APD △中,CD PD =,若两个三角形全等,则有以下两种情况. ①当QC AP =,QD AD =时,22QC AP =,22QD AD =,则222269284716x y y x y y ⎧+-+=⎪⎨+--+=⎪⎩,解得114x y ⎧=⎪⎨=⎪⎩222x y ⎧=⎪⎨=-⎪⎩∴点Q的坐标为(),)2-.②当QC AD =,QD AP =时,22QC AD =,22QD AP =,则222269164728x y y x y y ⎧+-+=⎪⎨+--+=⎪⎩, 解得3307x y =⎧⎨=⎩,441x y ⎧=-⎪⎨=⎪⎩∴点Q 的坐标为()0,7,()-. 综上所述,点Q的坐标为(),)2-,()0,7或()-.方法2:∵点A的坐标为(),点B的坐标为(),点C 的坐标为()0,3,点F的坐标为),∴AF =4=AD,OB =3OC =,6BC =,2PD DF CD ===. ∴60BDF ADF ADC PDC ∠=∠=∠=∠=︒,120ADP CDF ∠=∠=︒. 如图所示,分以下四种情况.①当1Q 在y 轴上,且1Q C AD =时,()1SAS ADP QCD ≅. 此时1Q 的坐标为()0,7.②当2Q 在 PD 延长线上,且2Q D AD =时,()2SAS ADP Q DC ≅. ∴此时2Q的坐标为)2-.③当3Q 在AD 延长线上,且3Q D AD =时,()3SAS ADP Q DC ≅. 连接3Q P ,∵3ADF Q DP ∠=∠,∴()3SAS ADF Q DP ≅. ∴3Q P AF =.此时3Q的坐标为().④当4120Q CD ADP ∠=∠=︒且4Q C AD =时,()4SAS ADP Q CD ≅,同理可得,()4SAS ADP Q CE ≅,∴4Q的坐标为()-.综上所述,点Q 的坐标为()0,7,)2-,()或()-. (3)如图所示,∵点D的坐标为)2,点B的坐标为(),∴2DF =,BF =.∴60BDF ADF CDE DCE ∠=∠=∠=∠=︒. ∴CEO 为等边三角形.在CEM 和DEN 中,60CEM DEN ECM EDN CE DE ∠=∠⎧⎪∠=∠=︒⎨⎪=⎩,∴CEM DEN ≌.∴CM DN =,22PM CM DN ==,设点M的坐标为,3x x ⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭,∴)222244343PM x x x ⎛⎫=+-=+ ⎪ ⎪⎝⎭. 又∵22221433CM x x x =+=,∴224PM CM =,即22444433x x +=⨯,解得)16x =(负值舍去).∴)16CM DN x ==,∴2FN DF DN =-==∴点N 的坐标为⎭解后反思本题第(2)问考查“在平面直角坐标系中是否存在点Q ,使以Q ,C ,D 为顶点的三角形与ADP △全等”,这里要注意由于对应点的不同,需要有分类讨论的意识.方法1,设点Q 的坐标为(),x y ,利用两点间距离公式AB =化为方程组22226704210x y y x y y ⎧+--=⎪⎨+---=⎪⎩,从而求解;方法2,利用全等条件先确定点Q 的几何位置,从而利用全等的条件得到对应线段的长来解决问题.相对于以上两种解法,因为方法1需要解复杂的二元二次方程组,所以方法2的几何方法更为简捷. 6.如图,抛物线23y ax bx =+-与x 轴交于(1,0)A -,(3,0)B 两点,与y 轴交于点C ,点D 是抛物线的顶点.(1)求抛物线的解析式.(2)点N 是y 轴负半轴上的一点,且ON =Q 在对称轴右侧的抛物线上运动,连接QO ,QO 与抛物线的对称轴交于点M ,连接MN ,当MN 平分OMD ∠时,求点Q 的坐标.(3)直线BC 交对称轴于点E ,P 是坐标平面内一点,请直接写出PCE ∆与ACD ∆全等时点P 的坐标.【答案】(1)223y x x =--;(2)点Q 的坐标为:1Q ,2Q ;(3)若PCE ∆与ACD ∆全等,P 点有四个,坐标为1(3,4)P --,2(1,6)P --,3(2,1)P ,4(4,1)P -. 【分析】(1)用待定系数法,直接将,A B 代入解析式即可求解.(2)由MN 平分OMD ∠,MD 平行ON 即可求出OM ON =M 点坐标,由直线OM 解析式即可求出与抛物线交点坐标Q 即可.(3)由,,A C D 三点的坐标可得ACD ∆三边长,由CE 坐标可得PCE ∆和ACD ∆中CD CE =,则另两组边对应相等即可,设P 点坐标为(,)x y ;利用两点间距离公式即列方程求解. 【详解】(1)抛物线23y ax bx =+-经过(1,0)A -,(3,0)B 两点,∴309330a b a b --=⎧⎨+-=⎩,解得:12a b =⎧⎨=-⎩,∴抛物线的解析式为:223y x x =--.(2)如图1,设对称轴与x 轴交于点H ,MN 平分OMD ∠,OMN DMN ∴∠=∠,又//DM ON ,DMN MNO ∴∠=∠, MNO OMN ∴∠=∠,OM ON ∴==.在Rt OHM ∆中,90OHM ∠=︒,1OH =.∴1HM ,1(1,1)M ∴;2(1,1)M -.①当1(1,1)M 时,直线OM 解析式为:y x =, 依题意得:223x x x =--.解得:1x 2x点Q 在对称轴右侧的抛物线上运动,Q ∴点纵坐标1y x =.∴1Q ,②当2(1,1)M -时,直线OM 解析式为:y x =-,同理可求:2Q , 综上所述:点Q的坐标为:1Q,2Q , (3)由题意可知:(1,0)A -,(0,3)C -,D (1,4)-,AC ∴,AD ,CD ,直线BC 经过(3,0)B ,(0,3)C -,∴直线BC 解析式为3y x =-,抛物线对称轴为1x =,而直线BC 交对称轴于点E ,E ∴坐标为(1,2)-;CE ∴,设P 点坐标为(,)x y , 则222(0)(3)CP x y =-++, 则222(1)(2)EP x y =-++,CE CD =,若PCE ∆与ACD ∆全等,有两种情况,Ⅰ.PC AC =,PE AD =,即PCE ACD ∆≅∆.∴2222(0)(3)10(1)(2)20x y x y ⎧-++=⎨-++=⎩, 解得:1134x y =-⎧⎨=-⎩,2216x y =-⎧⎨=-⎩,即P 点坐标为1(3,4)P --,2(1,6)P --. Ⅰ.PC AD =,PE AC =,即PCE ACD ∆≅∆.∴2222(0)(3)20(1)(2)10x y x y ⎧-++=⎨-++=⎩, 解得:3321x y =⎧⎨=⎩,4441x y =⎧⎨=-⎩,即P 点坐标为3(2,1)P ,4(4,1)P -.故若PCE ∆与ACD ∆全等,P 点有四个,坐标为1(3,4)P --,2(1,6)P --,3(2,1)P ,4(4,1)P -. 【点睛】本题主要考查了二次函数与几何图形的综合.要会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,利用点的坐标的意义表示线段的长度,从而求出线段之间的关系. 7.如图,抛物线y 1=ax 2+bx +34与x 轴交于点A (﹣3,0),点B ,点D 是抛物线y 1的顶点,过点D 作x 轴的垂线,垂足为点C (﹣1,0).(1)求抛物线y 1所对应的函数解析式;(2)如图1,点M 在抛物线y 1上,横坐标为m ,连接MC ,若∠MCB =∠DAC ,求m 的值; (3)如图2,将抛物线y 1平移后得到顶点为B 的抛物线y 2.点P 为抛物线y 1上的一个动点,过点P 作y 轴的平行线,交抛物线y 2于点Q ,过点Q 作x 轴的平行线,交抛物线y 2于点R .当以点P ,Q ,R 为顶点的三角形与△ACD 全等时,请直接写出点P 的坐标.【答案】(1)2113424y x x =--+ ;(2)m (3)P 点坐标为(0,34)或P (2,﹣54). 【分析】(1)根据A 、C 两点的坐标用待定系数法求出解析式;(2)如图,当M 点在x 轴上方时,若∠M 1CB =∠DAC ,则DA ∥CM 1,先求直线AD 的解析式,由点C 的坐标可求出直线CM 1的解析式,联立直线和抛物线方程可求出点M 1的坐标,当点M 在x 轴下方时,由轴对称的性质可求出直线CM 2的解析式,同理联立直线和抛物线方程则求出点M 的坐标;(3)先求出y 2的解析式,可设出点P 坐标,表示Q 、R 坐标及PQ 、QR ,根据以P ,Q ,R 为顶点的三角形与△ACD 全等,分类讨论对应边相等的可能性即可求P 点坐标. 【详解】(1)由题意得:3930412a b b a ⎧-+=⎪⎪⎨⎪-=-⎪⎩,解得1412a b ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,抛物线y 1所对应的函数解析式为2113424y x x =--+;(2)当x =﹣1时,y =113424-++=1,∴D (﹣1,1),设直线AD 的解析式为y =kx +n , ∴301k n k n -+=⎧⎨-+=⎩,解得:1232k n ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, ∴直线AD 的解析式为y =12x +32, 如图,①当M 点在x 轴上方时, ∵∠M 1CB =∠DAC , ∴DA ∥CM 1,设直线CM 1的解析式为y =12x +b 1, ∵直线经过点C ,∴-12+b 1=0,解得:b 1=12, ∴直线CM 1的解析式为y =12x +12, ∴21122113424y x y x x ⎧=+⎪⎪⎨⎪=--+⎪⎩, 解得:x =-x =-2舍去),∴m =﹣②当点M 在x 轴下方时,直线CM 2与直线CM 1关于x 轴对称, 由轴对称的性质可得直线CM 2的解析式为y =-12x -12, ∴21122113424y x y x x ⎧=--⎪⎪⎨⎪=--+⎪⎩,解得:xx舍去),∴m综合以上可得m(3)∵抛物线y 1平移后得到y 2,且顶点为B (1,0), ∴()22114y x =--, 即y 2=2111424x x -+-,设P (m ,2113424m m --+),则Q (m ,2111424m m -+-),∴R (2﹣m ,2111424m m -+-),①当P 在Q 点上方时,PQ =1﹣m ,QR =2﹣2m , ∵△PQR 与△ACD 全等,∴当PQ =DC 且QR =AC 时,m =0, ∴P (0,34),R (2,﹣14),当PQ =AC 且QR =DC 时,无解; ②当点P 在Q 点下方时,同理:PQ =m ﹣1,QR =2m ﹣2,可得P (2,54-),R (0,﹣14),综合可得P 点坐标为(0,34)或P (2,54-).【点睛】本题是二次函数综合题,考查了二次函数的性质、待定系数法求函数的解析式,三角形全等的判定,应用了数形结合和分类讨论的数学思想.8.如图,抛物线2y ax bx c =++与x 轴的交点分别为()6,0A -和点()4,0B ,与y 轴的交点为()0,3C .(1)求抛物线的解析式;(2)点P 是线段OA 上一动点(不与点A 重合),过P 作平行于y 轴的直线与AC 交于点Q ,点D 、M 在线段AB 上,点N 在线段AC 上.①是否同时存在点D 和点P ,使得APQ ∆和CDO ∆全等,若存在,求点D 的坐标,若不存在,请说明理由;②若DCB CDB ∠=∠,CD 是MN 的垂直平分线,求点M 的坐标.【答案】(1)211384y x x =--+;(2)①存在点D ,使得APQ ∆和CDO ∆全等,3,02D ⎛⎫⎪⎝⎭,理由见解析;②点3,02M ⎛⎫⎪⎝⎭【分析】(1)利用待定系数法,把A 、C 、G 三点坐标代入一般式,解方程组可求得抛物线解析式; (2)①分D 在线段AO 上和在线段OB 上两种情况讨论;②由已知点求出D 点坐标,连接DN ,证明DN //BC ,则可证DN 为△ABC 的中位线,根据题意可证DM =DN ,即可求出M 坐标. 【详解】(1)将点A ()6,0-,()0,3C ,()4,0B 代入2y ax bx c =++,得366016400a b c a b c c -+=⎧⎪++=⎨⎪=⎩解得18143a b c ⎧=-⎪⎪⎪=-⎨⎪=⎪⎪⎩∴抛物线解析式为:211384y x x =--+(2)①存在点D ,使得APQ ∆和CDO ∆全等当D 在线段OA 上,QAP DCO ∠=∠,3AP OC ==时,APQ ∆和CDO ∆全等 tan tan QAP DCO ∴∠=∠OC ODOA OC = 363OD ∴= 32OD ∴=∴点D 坐标为3,02⎛⎫- ⎪⎝⎭由对称性,当点D 坐标为3,02⎛⎫⎪⎝⎭时,由点B 坐标为()4,0此时点3,02D ⎛⎫⎪⎝⎭在线段OB 上满足条件.②3OC =,4OB =5BC ∴=DCB CDB ∠=∠5BD BC ∴==1OD BD OB ∴=-=则点D 坐标为()1,0-且5AD BD ==连DN ,CM则DN DM =,NDC MDC ∠=∠NDC DCB ∴∠=∠DN BC ∴∥1AN AD NC DB∴== 则点N 为AC 中点.DN ∴是ABC ∆的中位线1522DN DM BC === 32OM DM OD ∴=-= ∴点3,02M ⎛⎫ ⎪⎝⎭【点睛】本题考查二次函数综合题,待定系数法求二次函数解析式,三角形全等的判定定理,锐角三角函数解三角形.能在坐标轴中找准点的坐标与线段之间的关系是解决此题的关键. 9.(2020·四川都江堰·中考二模)如图,抛物线y =ax 2+c (a ≠0)与y 轴交于点A ,与x 轴交于B 、C 两点(点C 在x 轴正半轴上),△ABC 为等腰直角三角形,且面积为4.现将抛物线沿BA 方向平移,平移后的抛物线经过点C 时,与x 轴的另一交点为E ,其顶点为F ,对称轴与x 轴的交点为H .(1)求a 、c 的值;(2)连接OF ,求△OEF 的周长;(3)现将一足够大的三角板的直角顶点Q放在射线HF上,一直角边始终过点E,另一直角边与y轴相交于点P,是否存在这样的点Q,使得以点P、Q、E为顶点的三角形与△POE 全等?若存在,请直接写出Q点坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)122ac⎧=-⎪⎨⎪=⎩;(2)(3)存在,点Q(6,Q(6,3).【分析】(1)根据直角三角形的性质,可得B(﹣2,0),A(0,2),C(2,0),将点代入解析式即可求a,c的值;(2)求出AB的直线解析为y=x+2,设F(m,m+2),平移后抛物线解析式y=﹣12(x﹣m)2+m+2,将点C(2,0)代入,得平移后抛物线解析式为y=﹣12x2+6x﹣10,进而求出点E的坐标,即可得出结论;(3)当P在x轴上方时,由△PQE≌△POE,可得QE=OE=10,在Rt△QHE中,OH=Q(6,;当P在x轴下方时,PQ=OE=10,过点P作PK⊥HF与点K,可证明△PKQ∽△QHE,则PK QKQH HE=,则Q(6,3),即可得出结论.【详解】解:(1)∵△ABC为等腰直角三角形,∴AO=12BC,∵△ABC面积为4,∴12BC•OA=4,∴OA=2,BO=4,∴B(﹣2,0),A(0,2),C(2,0),∵点A,B在抛物线y=ax2+c上,∴240ca c=⎧⎨+=⎩,∴122ac⎧=-⎪⎨⎪=⎩,即a、c的值分别为﹣12和2;(2)如图1,连接OF,由(1)可知:y=﹣12x2+2,∵B(﹣2,0),A(0,2),∴AB的直线解析为y=x+2,∵平移后抛物线顶点F在射线BA上,设F(m,m+2),∴平移后抛物线解析式y=﹣12(x﹣m)2+m+2,将点C(2,0)代入y=﹣12(x﹣m)2+m+2,得﹣12(2﹣m)2+m+2=0,∴m=6或m=0(舍),∴F(6,8),∴平移后抛物线解析式为y=﹣12x2+6x﹣10,当y=0时,﹣12x2+6x﹣10=0,∴x=2或x=10,∴E(10,0),∴OE=10,∵F(6,8),∴OF10,EF∴△OEF的周长为OE+OF+EF=(3)当P在x轴上方时,如图2,∵△PQE≌△POE,∴QE=OE=10,在Rt△QHE中,HQ∴Q(6,,当P在x轴下方时,如图3,∵△PQE≌△EOP,∴PQ=OE=10,过点P作PK⊥HF与点K,∴PK=6,在Rt△PQK中,QK8,∵∠PQE=90°,∴∠PQK+∠HQE=90°,∵∠HQE+∠HEQ=90°,∴∠PQK=∠HEQ,∵∠PKQ=∠QHE=90°,∴△PKQ∽△QHE,∴PK QK QH HE=,∴684 QH=,∴QH=3,∴Q(6,3),综上所述:满足条件的点Q(6,Q(6,3).【点睛】此题是二次函数的综合题,考查了二次函数的性质,抛物线平移的特点,待定系数法求函数解析式,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定及性质,相似三角形的判定及性质,勾股定理,解题中注意分类讨论的思想.10.已知抛物线y=x2+bx+c过点(-6,-2),与y轴交于点C,且对称轴与x轴交于点B (-2,0),顶点为A.(1)求该抛物线的解析式和A点坐标;(2)若点D是该抛物线上的一个动点,且使△DBC是以B为直角顶点BC为腰的等腰直角三角形,求点D坐标;(3)若点M是第二象限内该抛物线上的一个动点,经过点M的直线MN与y轴交于点N,是否存在以O、M、N为顶点的三角形与△OMB全等?若存在,请求出直线MN的解析式;若不存在,请说明理由.【答案】(1)A点的坐标为(﹣2,6);(2)D点的坐标为:(2,﹣2);x+2.(3)存在.直线MN的解析式为y=6或y=﹣12【分析】(1)首先依据顶点坐标先求出b 的值,然后利用待定系数法求出抛物线的解析式;(2)过B 点作CB 的垂线交抛物线与D ,然后过D 点作x 轴的垂线,垂足为E ,通过三角形全等即可求得点D 的坐标.(3)由于三角形的各边,只有OB =2是确定长度的,因此可以以OB 为基准进行分类讨论: ①OB =OM .因为第二象限内点P 到原点的距离均大于4,因此OB ≠OM ,此种情形排除; ②OB =ON .分析可知,只有如答图2所示的情形成立;③OB =MN .分析可知,只有如答图3所示的情形成立.【详解】(1)∵对称轴与x 轴交于点B (﹣2,0),∴A 的横坐标为:x =﹣2, ∴﹣2b a=﹣2, 解得;b =﹣2,∴抛物线为y =﹣12x 2﹣2x +c , ∵抛物线y =﹣12x 2+bx +c 过点(﹣6,﹣2), ∴代入得﹣2=﹣12×(﹣6)2﹣2×(﹣6)+c ,解得c =4, ∴该抛物线的解析式为:y =﹣12x 2﹣2x +4, ∴y =﹣12x 2﹣2x +4=﹣12(x 2+4x +4)+6)=﹣12(x +2)2+6 ∴A 点的坐标为(﹣2,6);(2)过B 点作CB 的垂线交抛物线与D ,然后过D 点作x 轴的垂线,垂足为E , ∵∠CBD =90°,∴∠CBO +∠EBD =90°,∵∠BCO +∠CBO =90°,∴∠EBD =∠BCO ,∠CBO =∠BDE ,∴在△CBO 与△BDE 中EBD BCO BC BDCBO BDE ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩∴△CBO ≌△BDE (ASA )∴DE =OB =2,BE =OC =4∴D点的坐标为(2,﹣2)或(﹣6.2),把(2,﹣2)或(﹣6.2)分别代入y=﹣12x2﹣2x+4,(﹣2,2)合适,(﹣6,2)不合适,∴D点的坐标为:(2,﹣2)图1(3)存在.若以O、M、N为顶点的三角形与△OBM全等,可能有以下情形:(I)OB=OM.由图象可知,OM最小值为4,即OM≠OB,故此种情形不存在.(II)OB=ON.若点M在y轴正半轴上,如答图2所示:图2此时△OBM≌△OMN,∴∠OMB=∠OMN,即点P在第二象限的角平分线上,ON=OB=2,M点坐标为:(4,-4),∴直线PE的解析式为:y=﹣12x+2;若点E在y轴负半轴上,易知此种情形下,两个三角形不可能全等,故不存在.(III)OB=MN.∵OB=2,∴第二象限内对称轴左侧的点到y轴的距离均大于2,则点M只能位于对称轴右侧或与顶点A重合.若点M位于第二象限内抛物线对称轴的右侧,易知△OMN为钝角三角形,而△OMB为锐角三角形,则不可能全等;若点M与点A重合,如答图3所示,此时△OBM≌△OMN,四边形MNOB为矩形,图3∴直线MN的解析式为:y=6.综上所述,存在以O、M、N为顶点的三角形与△OMB全等,直线MN的解析式为y=6,y=﹣12x+2.考点:二次函数综合题.11.定义:对于抛物线y=ax2+bx+c(a、b、c是常数,a≠0),若b2=ac,则称该抛物线为黄金抛物线.例如:y=2x2﹣2x+2是黄金抛物线.(1)请再写出一个与上例不同的黄金抛物线的解析式;(2)若抛物线y=ax2+bx+c(a、b、c是常数,a≠0)是黄金抛物线,请探究该黄金抛物线与x轴的公共点个数的情况(要求说明理由);(3)将黄金抛物线y=2x2﹣2x+2沿对称轴向下平移3个单位.①直接写出平移后的新抛物线的解析式;②设①中的新抛物线与y轴交于点A,对称轴与x轴交于点B,动点Q在对称轴上,问新抛物线上是否存在点P,使以点P、Q、B为顶点的三角形与△AOB全等?若存在,直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明.【答案】(1)如y=x2,y=x2﹣x+1,y=x2+2x+4等(答案不唯一);(2)详见解析;(3)①y=2x2﹣2x﹣1;②符合条件的点P的坐标:(0,﹣1),(1,﹣1),(﹣12,12),(32,12).【分析】(1)按照黄金抛物线的定义给a、b、c赋值即可;(2)将ac=b2代入判别式当中,消去ac,然后对b分等于0和不等于0两种情讨论即可;(3)①根据“上加下减”写出平移后的抛物线解析式即可;②根据所给的限制条件,只能画出四种图形,分别写出相应的P点坐标即可;【详解】(1)答:如y=x2,y=x2﹣x+1,y=x2+2x+4等;(2)依题意得b2=ac,∴△=b2﹣4ac=b2﹣4b2=﹣3b2,∴当b=0时,△=0,此时抛物线与x轴有一个公共点,当b≠0时,△<0,此时抛物线与x轴没有公共点;(3)①抛物线y=2x2﹣2x+2向下平移3个单位得到的新抛物线的解析式为y=2x2﹣2x﹣1,②存在.如图:若BQ=AO,过点Q作x轴的平行线,交抛物线于点P,P点的坐标为:(0,﹣1),(1,﹣1),此时,△AOB≌△BQP;若BQ=BO,过点Q作x轴的平行线,交抛物线于点P,令2x2﹣2x﹣1=12,解得:x=﹣12或x=32,∴P点的坐标为:(﹣12,12),(32,12).此时,△AOB≌△PQB;综上所述,有四个符合条件的点P的坐标:(0,﹣1),(1,﹣1),(﹣12,12),(32,12).【点睛】此题主要考查新定义下抛物线的性质,熟练掌握,即可解题.。
探究抛物线中特定三角形的存在性以抛物线为载体、满足某种条件的几何图形是否存在的问题,是中考的热点和难点.解决这类问题的关键是,弄清函数与几何图形之间的联系,在解题过程中将函数问题几何化,几何问题数量化,数形统一,同时要学会将大题分解为小题,各个击破,本文选取“抛物线中特定三角形的存在性”为例,说明这类问题的解题策略.一、抛物线中等腰三角形的存在性例1(湖南湘西州中考题)如图1,已知抛物线y =-14x 2+bx +4与x 轴相交于A 、B 两点,与y 轴相交于点C ,若已知A 点坐标为A (-2,0).(1)求抛物线的解析式及它的对称轴方程;(2)求C 点坐标,连结AC 、BC 并求线段BC 所在直线的解析式;(3)试判断△AOC 与△COB 是否相似?并说明理由;(4)在抛物线的对称轴上是否存在点Q ,使△ACQ 为等腰三角形,若存在,求出符合条件的Q 点坐标;若不存在,请说明理由.解 (1)易得抛物线解析式为配方得,y =()2125344x --+, 所以对称轴方程为x =3;(2)在213442y x x =-++中,令x =0, 则y =4,所以点C(0,4).令y =0,则2134042x x -++= 解得x 1=8,x 2=-2,∴A (-2,0),B(8,0).设直线BC 的解析式为y =kx +b ,把B(8,0),C(0,4)的坐标分别代入解析式,解得直线BC 的解析式为142y x =-+; (3) △AOC ∽△COB .理由:在△AOC 与△COB 中∵OA =2,OC =4,OB =8, ∴2141,4282OA OC OC OB ==== ∴OA OC OC OB =.又∠AOC =∠BOC =90°,∴△AOC ∽△COB ;(4)因为抛物线的对称轴方程为x =3,Q 点在对称轴x =3上,如图2.点评 本题点的移动贯穿始终,其中对于等腰三角形的确定需要分类讨论,在具体求点Q 坐标时,还要充分注意图形的几何特点,利用数形结合思想.二、抛物线中的直角三角形的存在性例2 (广州市中考题)如图3,抛物线y =-38x 2-34x +3与x 轴交于A 、B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C .(1)求点A 、B 的坐标;(2)设D 为已知抛物线的对称轴上的任意一点,当△ACD 的面积等于△ACB 的面积时,求点D 的坐标;(3)若直线l 过点E(4,0),M 为直线l 上一动点,当以A 、B 、M 为顶点所作的直角三角形有且只有三个时,求直线l 解析式.解 (1)A (-4,0),B(2,0)(过程略);(2)因为抛物线y =-38x 2-34x +3的对称轴为x =-1, 与y 轴交点C 的坐标为(0,3),所以直线AC 的解析式为y =34x +3.且当x =-1时,有y =94,所以直线AC 与对称轴x =-1的交点H 的坐标为(-1,94). 因为AB =6,CO =3,所以△ACB 的面积为,S △ACE =9.不妨设点D 的坐标为(-1,m ),如图4,则△ACD 的面积为S △ACD =12×DH ×AO =9.当点D 位于AC 上方时,DH =m -94, 代入解得m =274; 当点D 位于AC 下方时,DH =94-m , 代入解得m =-94.所以点D 的坐标为 (-1,274),或(-1,-94) (3)如图5,以AB 为直径作⊙P ,当且仅当直线l 与⊙P 相切时符合题意.因为Rt △PME 中,∠PME =90°,PM =3,PE =5,所以由勾股定理,可得ME =4.利用三角形相似可以求得点M 的坐标M (45,125) 设直线l 的解析式为y=kx+b ,代入M (45,125),E(4,0),解得 4125540k b k b ⎧+=⎪⎨⎪+=⎩,即343k b ⎧=-⎪⎨⎪=⎩ 所以直线l 的解析式为y =-34x +3 同理可得直线l 的另一个解析式为y =34x -3. 点评 此题借助于几何图形的知识考查函数的综合应用,这是初中阶段的重点,解答这类题型时要注意数形结合、综合分析思考,第3问具有较高的区分度,对学生的能力要求特别高,学生必须具有较强的观察能力、分析能力和综合运用知识的能力.三、抛物线中相似三角形的存在例3 (山东日照中考题)已知,如图6,抛物线y=ax2+bx+c经过点A(x1,0),B(x2,0),C(0,-2),其顶点为D.以AB为直径的⊙M交y轴于点E、F,过点E作⊙M的切线交x轴于点N.∠ONE=30°,128x x-=.(1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;(2)连结AD、BD,在(1)中的抛物线上是否存在一点P,使得△ABP与△ADB相似?若存在,求出P点的坐标;若不存在,说明理由;(3)如图7,点Q为弧EBF上的动点(Q不与E、F重合),连结AQ交y轴于点H,问:AH·AQ是否为定值?若是,请求出这个定值;若不是,请说明理由.(2)如图8,由抛物线的对称性可知:AD=BD,△ADB为等腰三角形.若在抛物线对称轴的右侧图象上存在点P,使△ABP与△ADB相似,必须有∠BAP=∠BPA=∠BAD.设AP交抛物线的对称轴于D’点,显然同理可说明在对称轴左边的抛物线上也不存在符合条件的P点.所以在该抛物线上不存在点P,使得与△PAB与△ADB相似;点评解决存在性问题的基本思路是:先假设存在,然后根据问题的已知条件去探索,但对于按部分条件得出的结论,还需要验证是否满足题目的全部要求.。
中考数学专题复习:二次函数综合题(特殊三角形问题)1.如图,已知抛物线经过点A (-1,0),B (4,0),C (0,2)三点,点D 与点C 关于x 轴对称,点P 是线段AB 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 ,交直线BD 于点M .(1)求该抛物线所表示的二次函数的表达式;(2)在点P 运动过程中,是否存在点Q ,使得△BQM 是直角三角形?若存在,求出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)连接AC ,将△AOC 绕平面内某点H 顺时针旋转90°,得到111A O C △,点A 、O 、C 的对应点分别是点1A 、1O 、1C 、若111A O C △的两个顶点恰好落在抛物线上,那么我们就称这样的点为“和谐点”,请直接写出“和谐点”的个数和点1A 的横坐标.2.如图,已知A (﹣2,0)、B (3,0),抛物线y =ax 2+bx +4经过A 、B 两点,交y 轴于点C .点P 是第一象限内抛物线上的一动点,点P 的横坐标为m .过点P 作PM ⊥x 轴,垂足为点M ,PM 交BC 于点Q .过点P 作PN ⊥BC ,垂足为点N .(1)直接写出抛物线的函数关系式 ;(2)请用含m 的代数式表示线段PN 的长 ;(3)连接PC ,在第一象限的抛物线上是否存在点P ,使得⊥BCO +2⊥PCN =90°?若存在,请求出m 的值;若不存在,请说明理由;(4)连接AQ ,若△ACQ 为等腰三角形,请直接写出m 的值 .3.如图,抛物线2y ax bx =+过()4,0A ,()1,3B 两点,点C 、B 关于抛物线的对称轴对称,过点B 作直线BH x ⊥轴,交x 轴于点H .(1)求抛物线的表达式;(2)求ABC 的面积;(3)若点M 在直线BH 上运动,点N 在x 轴上运动,当CMN △为等腰直角三角形时,点N 的坐标为______.4.如图,已知二次函数的图象经过点()3,3A 、()4,0B 和原点O .P 为二次函数图象上的一个动点,过点P 作x 轴的垂线,垂足为(),0D m ,并与直线OA 交于点C .(1)求出二次函数的解析式;(2)当点P 在直线OA 的上方时,求线段PC 的最大值;(3)当0m >时,探索是否存在点P ,使得PCO △为等腰三角形,如果存在,求出P 的坐标;如果不存在,请说明理由.5.如图,在平面直角坐标系中,抛物线2y ax x m =++(a ≠0)的图象与x 轴交于A 、C 两点,与y 轴交于点B ,其中点B 坐标为(0,-4),点C 坐标为(2,0).(1)求此抛物线的函数解析式.(2)点D 是直线AB 下方抛物线上一个动点,连接AD 、BD ,探究是否存在点D ,使得⊥ABD 的面积最大?若存在,请求出点D 的坐标;若不存在,请说明理由.(3)点P 为该抛物线对称轴上的动点,使得⊥P AB 为直角三角形,请求出点P 的坐标.6.如图,在平面直角坐标系xOy 中,抛物线26y ax bx =++与x 轴交于点()2,0A -和点()6,0B ,与y 轴交于点C ,顶点为D ,连接BC 交抛物线的对称轴l 于点E .(1)求抛物线的表达式;(2)连接CD 、BD ,点P 是射线DE 上的一点,如果PDB CDB S S =△△,求点P 的坐标;(3)点M 是线段BE 上的一点,点N 是对称轴l 右侧抛物线上的一点,如果EMN 是以EM 为腰的等腰直角三角形,求点M 的坐标.7.已知抛物线经过A (-1,0)、B (0、3)、 C (3,0)三点,O 为坐标原点,抛物线交正方形OBDC 的边BD 于点E ,点M 为射线BD 上一动点,连接OM ,交BC 于点F(1)求抛物线的表达式;(2)求证:⊥BOF =⊥BDF :(3)是否存在点M 使⊥MDF 为等腰三角形?若不存在,请说明理由;若存在,求ME 的长8.如图,抛物线23y ax x c =-+与x 轴交于(4,0)A -,B 两点,与y 轴交于点(0,4)C ,点D 为x 轴上方抛物线上的动点,射线OD 交直线AC 于点E ,将射线OD 绕点O 逆时针旋转45︒得到射线OP ,OP 交直线AC 于点F ,连接DF .(1)求抛物线的解析式;(2)当点D 在第二象限且34DE EO =时,求点D 的坐标; (3)当ODF △为直角三角形时,请直接写出点D 的坐标.9.已知二次函数214y x bx c =-++图像的对称轴与x 轴交于点A (1,0),图像与y 轴交于点B (0,3),C 、D 为该二次函数图像上的两个动点(点C 在点D 的左侧),且90CAD ∠=.(1)求该二次函数的表达式;(2)若点C 与点B 重合,求tan⊥CDA 的值;(3)点C 是否存在其他的位置,使得tan⊥CDA 的值与(2)中所求的值相等?若存在,请求出点C 的坐标;若不存在,请说明理由.10.如图1,抛物线y =-x 2+bx +c 交x 轴于A ,B 两点,交y 轴于C 点,D 是抛物线上的动点,已知A 的坐标为(-3,0),C 的坐标为(0,3).(1)求该抛物线的函数表达式以及B 点的坐标;(2)在第二象限内是否存在点D 使得⊥ACD 是直角三角形且⊥ADC=90°,若存在请求出D 点的坐标,若不存在请说明理由;(3)如图2,连接AC ,BC ,当⊥ACD=⊥BCO ,求D 点的坐标.11.如图,在平面直角坐标系中,抛物线C 1:y =ax 2+bx ﹣1经过点A (﹣1,﹣2)和点B (﹣2,1),抛物线C 2:y =3x 2+3x +1,动直线x =t 与抛物线C 1交于点N ,与抛物线C 2交于点M .(1)求抛物线C 1的表达式;(2)求线段MN 的长(用含t 的代数式表达);(3)当⊥BMN 是以MN 为直角边的等腰直角三角形时,求t 的值.12.如图,二次函数23y ax bx =++的图象经过点A (-1,0),B (3,0),与y 轴交于点C .(1)求二次函数的解析式;(2)第一象限内的二次函数23y ax bx =++图象上有一动点P ,x 轴正半轴上有一点D ,且OD =2,当S △PCD =3时,求出点P 的坐标;(3)若点M 在第一象限内二次函数图象上,是否存在以CD 为直角边的Rt MCD ,若存在,求出点M 的坐标,若不存在,请说明理由.13.如图,抛物线23y ax bx =+-与x 轴交于()2,0A -,()6,0B 两点,与y 轴交于点C .直线l 与抛物线交于A ,D 两点,与y 轴交于点E ,点D 的坐标为()4,3-.(1)求抛物线的解析式;(2)若点P 是抛物线上的点,点P 的横坐标为()0m m ≥,过点P 作PM x ⊥轴,垂足为M .PM 与直线l 交于点N ,当点N 是线段PM 的三等分点时,求点P 的坐标;(3)若点Q 是y 轴上的点,且45ADQ ∠=︒,求点Q 的坐标.14.如图,抛物线23y ax bx =+-与x 轴交于()30A -,,()1,0B 两点,与y 轴交于点C .(1)求该抛物线的解析式;(2)若点E 是线段AC 上一动点,过点E 的直线EF 平行于y 轴并交抛物线于点F ,当线段EF 取得最大值时,在x 轴上是否存在这样的点P ,使得以点E 、B 、P 为顶点的三角形是以EB 为腰的等腰三角形?若存在,请求出所有点P 的坐标;若不存在,请说明理由.15.如图,抛物线2y x bx c =-++与x 轴相交于A ,B 两点(点A 位于点B 的左侧),与y 轴相交于点C ,M 是抛物线的顶点,直线1x =是抛物线的对称轴,且点C 的坐标为(0,3).(1)求抛物线的解析式;(2)已知P 为线段MB 上一个动点,过点P 作PD x ⊥轴于点D .若,PD m PCD =△的面积为S .⊥求S 与m 之间的函数关系式,并写出自变量m 的取值范围;⊥当S 取得最大值时,求点P 的坐标.(3)在(2)的条件下,在线段MB 上是否存在点P ,使PCD 为等腰三角形?如果存在,直接写出满足条件的点P 的坐标;如果不存在,请说明理由.16.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y =ax 2+4x +c 与直线AB 相交于点A (0,1)和点B (3,4).(1)求该抛物线的解析式;(2)设C 为直线AB 上方的抛物线上一点,连接AC ,BC ,以AC ,BC 为邻边作平行四边形ACBP ,求四边形ACBP 面积的最大值;(3)将该抛物线向左平移2个单位长度得到抛物线y =a 1x 2+b 1x +c 1(a 1≠0),平移后的抛物线与原抛物线相交于点D ,是否存在点E 使得△ADE 是以AD 为腰的等腰直角三角形?若存在,直接写出....点E 的坐标;若不存在,请说明理由.17.如图,在平面直角坐标系中,抛物线223y x x =--与x 轴相交于点A 、B (点A 在点B 的左侧),与y 轴相交于点C ,连接,AC BC .(1)求线段AC 的长;(2)若点Р为该抛物线对称轴上的一个动点,当PA PC =时,求点P 的坐标;(3)若点M 为该抛物线上的一个动点,当BCM 为直角三角形时,求点M 的坐标.18.如图,已知抛物线212y x bx c =++经过点B (4,0)和点C (0,-2),与x 轴的另一个交点为点A ,其对称轴l 与x 轴交于点E ,过点C 且平行x 轴的直线交抛物线于点D ,连接AD .(1)求该抛物线的解析式;(2)判断⊥ABD 的形状,并说明理由;(3)P 为线段AD 上一点,连接PE ,若△APE 是直角三角形,求点P 的坐标;(4)抛物线的对称轴上是否存在一点P ,使△APD 是直角三角形,若存在,求出P 点坐标;若不存在,请说明理由.19.如图,抛物线22y ax x c =-+与x 轴相交于A ,B 两点,与y 轴相交于点C ,点A 在点B 的左侧,()1,0A -,()0,3C -,点E 是抛物线的顶点,P 是抛物线对称轴上的点.(1)求抛物线的函数表达式;(2)当点P 关于直线BC 的对称点Q 落在抛物线上时,求点Q 的横坐标;(3)若点D 是抛物线上的动点,是否存在以点B ,C ,P ,D 为顶点的四边形是平行四边形.若存在,直接写出点D 的坐标__________;若不存在,请说明理由;(4)直线CE 交x 轴于点F ,若点G 是线段EF 上的一个动点,是否存在以点O ,F ,G 为顶点的三角形与ABC 相似,若存在,请直接写出点G 的坐标__________;若不存在,请说明理由.20.如图1,抛物线23y ax bx =++与x 轴交于点()3,0A 、()1,0B -,与y 轴交于点C ,点P 为x 轴上方抛物线上的动点,点F 为y 轴上的动点,连接PA ,PF ,AF .(1)求该抛物线所对应的函数解析式;(2)如图1,当点F 的坐标为()0,4-,求出此时AFP 面积的最大值;(3)如图2,是否存在点F ,使得AFP 是以AP 为腰的等腰直角三角形?若存在,求出所有点F 的坐标;若不存在,请说明理由.参考答案:1.(1)213222y x x =-++ (2)存在,Q (3,2)或Q (-1,0)(3)两个“和谐点”,1A 的横坐标是1或122.(1)222433y x x =-++ (2)22655PN m m =-+ (3)存在,741253.(1)24y x x =-+(2)3(3)(2,0)或(﹣4,0)或(﹣2,0)或(4,0).4.(1)y =-x 2+4x (2)94(3)存在,点P 的坐标为(3+或(3-或(5,-5)或(4,0)5.(1)2142y x x =+- (2)(-2,-4)(3)P 点坐标为:(-1,3),(-1,-5),(12--+,,(12--, 6.(1)21262y x x =-++ (2)()2,2(3)()4,2或(27.(1)2y x 2x 3=-++(2)见解析(3)存在,2或28.(1)234y x x =--+(2)(1,6)D -或(3,4)D -(3)()3,4-或(0,4)或2⎫⎪⎪⎝⎭或2⎫⎪⎪⎝⎭9.(1)211342y x x =-++(2)1(3)()2,1-,()32,(12--10.(1)y =-x 2-2x +3,B (1,0)(2)存在,D (-2,3) (3)D (-52,74)或(-4,-5)11.(1)y =2x 2+3x ﹣1(2)t 2+2(3)t =012.(1)2+23y x x =-+(2)P 1(32,154),P 2(2,3)(3)存在点M 其坐标为1M 43539(,)或2M13.(1)y =14x 2−x −3 (2)(3,−154)或(0,−3) (3)(0,−133)或(0,9)14.(1)223y x x =+-(2)()4,-0,或10⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,或10⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭15.(1)2y x 2x 3=-++ (2)⊥213(04)42S m m m =-+<≤;⊥S 有最大值为94,此时3,32P ⎛⎫ ⎪⎝⎭(3)存在,(6-+-或(42-+16.(1)241y x x =-++ (2)274(3)存在,E (4,3)或(-2,5)或(-3,2)或(3,0).17.(2)()11,-(3)()14-,或()25-,或⎝⎭或⎝⎭18.(1)213222y x x =-- (2)直角三角形,见解析(3)(1,-1)或(32,-54)(4)存在,( 32,-1+2 ),( 32,-1- 2,( 32,5),( 32,-5) 19.(1)223y x x =-- (2)11(3)存在,()2,3-或()4,5或()2,5-(4)存在,39,44⎛⎫-- ⎪⎝⎭或()1,2--20.(1)2y x 2x 3=-++ (2)323(3)存在,12(0,3),(0,1)F F --,32)F。
抛物线背景下特殊三角形存在性问题的解题策略【专题综述】动态问题是近几年来中考数学的热点题型,常与存在性问题结合,这类问题综合性较强,对学生分析问题和解决问题的能力要求较高,解题时要特别关注运动和变化过程中的不变量、不变关系和特殊关系.本文以中考题为例,对二次函数背景下,一些特殊三角形存在性问题的解题策略进行探究.【方法解读】一、探究等腰三角形的存在性例1 如图1,已知抛物线y=ax2+b x+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.解(1)易得y=-x2+2x-3;(2)分析由图知,A,B两点关于抛物线的对称轴对称,那么根据对称性以及两点之间线段最短可知,若连结BC,那么BC与直线l的交点即为符合条件的P点.易求得BC的函数关系式为y=-x+3,当x=1时,y=2,所以P(1,2);评注例1(3)中,由于△MAC的腰和底不明确,因此要分上述三种情况来讨论.可先设出M的坐标,然后用M点纵坐标表示△MAC的三边长,再分别按三种情况列式求解.同学们可根据上述解题思路分析解决下题:如图2,在平面直角坐标系中,直角三角形AOB的顶点A、B分别落在坐标轴上.O为原点,点A的坐标为(6,0),点B的坐标为(0,8).动点M从点O出发.沿OA向终点A以每秒1个单位的速度运动,同时动点N从点A出发,沿AB向终点B以每秒53个单位的速度运动.当一个动点到达终点时,另一个动点也随之停止运动,设动点M、N运动的时间为t秒(t>0).(1)当t=3秒时,直接写出点Ⅳ的坐标,并求出经过O、A、N三点的抛物线的解析式;(2)在此运动的过程中,△MNA的面积是否存在最大值?若存在,请求出最大值;若不存在,请说明理由;(3)当t为何值时,△MNA是一个等腰三角形?二、探究直角三角形的存在性例2 如图3,已知抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点(A点在B点左侧),与y轴交于点C(0,-3),对称轴是直线x=1,直线BC与抛物线的对称轴交于点D.(1)求抛物线的函数表达式;(2)求直线BC的函数表达式;(3)点E为y轴上一动点,CE的垂直平分线交CE于点F,交抛物线于P、Q两点,且点P在第三象限.①当线段PQ=34AB时,求tan∠CED的值;②当以点C、D、E为顶点的三角形是直角三角形时,请直接写出点P的坐标.评注例2(3)②中直角三角形的存在性问题有三部曲:先罗列三边,再分类列方程,后解方程检验.罗列三边时,应将三边由同一变量的表达式进行表示,分类列方程的分类标准为直角顶点的不同,求解后注意取舍.三、探究相似三角形的存在性例3 如图4,已知二次函数y=148(x+2)(a x+b)的图象过点A(-4,3),B(4,4).(1)求二次函数的解析式:(2)求证:△ACB是直角三角形;(3)若点P在第二象限,且是抛物线上的一动点,过点P作PH垂直戈轴于点H,是否存在以P、H、D为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.评注由动点产生的相似三角形问题的一般解题途径为:①若两个三角形各边均未给出,则应先设所求点的坐标,进而用变量表达式来表示各边的长度,再利用相似关系列方程求解.②求相似三角形的第三个顶点时,先要分析已知三角形的边和角的特点,进而得出其是否为特殊三角形,再根据未知三角形中,已知边与已知三角形中边的对应情形分类讨论.【强化训练】1.(2017辽宁省辽阳市)如图,抛物线223y x x =--与y 轴交于点C ,点D 的坐标为(0,﹣1),在第四象限抛物线上有一点P ,若△PCD 是以CD 为底边的等腰三角形,则点P 的横坐标为( )A .12+B .12-C . 21-D .12-或12+2.(2017山东省莱芜市)二次函数2y ax bx c =++(a <0)图象与x 轴的交点A 、B 的横坐标分别为﹣3,1,与y 轴交于点C ,下面四个结论: ①16a ﹣4b +c <0;②若P (﹣5,y 1),Q (52,y 2)是函数图象上的两点,则y 1>y 2;③a =﹣13c ;④若△ABC 是等腰三角形,则b =﹣273.其中正确的有 (请将结论正确的序号全部填上) 3.如图,二次函数2y ax bx c =++(a >0)图象的顶点为D ,其图象与x 轴的交点A 、B 的横坐标分别为﹣1和3,则下列结论正确的是( )A .2a ﹣b =0B .a +b +c >0C .3a ﹣c =0D .当a =12时,△ABD 是等腰直角三角形 4.已知直线33y x =-+与坐标轴分别交于点A ,B ,点P 在抛物线21(3)43y x =--+上,能使△ABP为等腰三角形的点P 的个数有( )A .3个B .4个C .5个D .6个5. 如图,抛物线223y x x =-++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 .6. 如图1,抛物线23[(2)]5y x n =--+与x 轴交于点A (m ﹣2,0)和B (2m +3,0)(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C ,连结BC . (1)求m 、n 的值;(2)如图2,点N 为抛物线上的一动点,且位于直线BC 上方,连接CN 、BN .求△NBC 面积的最大值; (3)如图3,点M 、P 分别为线段BC 和线段OB 上的动点,连接PM 、PC ,是否存在这样的点P ,使△PCM 为等腰三角形,△PMB 为直角三角形同时成立?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由. 7.(2017辽宁省盘锦市)如图,直线y =﹣2x +4交y 轴于点A ,交抛物线212y x bx c =++ 于点B (3,﹣2),抛物线经过点C (﹣1,0),交y 轴于点D ,点P 是抛物线上的动点,作PE ⊥DB 交DB 所在直线于点E . (1)求抛物线的解析式;(2)当△PDE 为等腰直角三角形时,求出PE 的长及P 点坐标;(3)在(2)的条件下,连接PB ,将△PBE 沿直线AB 翻折,直接写出翻折点后E 的对称点坐标.8.(2017四川省雅安市)如图,已知抛物线2y x bx c =++的图象经过点A (l ,0),B (-3,0),与y 轴交于点C ,抛物线的顶点为D ,对称轴与x 轴相交于点E ,连接BD . (1)求抛物线的解析式.(2)若点P 在直线BD 上,当PE =PC 时,求点P 的坐标.(3)在(2)的条件下,作PF ⊥x 轴于F ,点M 为x 轴上一动点,N 为直线PF 上一动点,G 为抛物线上一动点,当以点F ,N ,G ,M 四点为顶点的四边形为正方形时,求点M 的坐标.9.(2017四川省眉山市)如图,抛物线22y ax bx =+-与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于C 点,已知A (3,0),且M (1,83-)是抛物线上另一点. (1)求a 、b 的值;(2)连结AC ,设点P 是y 轴上任一点,若以P 、A 、C 三点为顶点的三角形是等腰三角形,求P 点的坐标; (3)若点N 是x 轴正半轴上且在抛物线内的一动点(不与O 、A 重合),过点N 作NH ∥AC 交抛物线的对称轴于H 点.设ON =t ,△ONH 的面积为S ,求S 与t 之间的函数关系式.10.(2017内蒙古包头市)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线232y x bx c =++与x 轴交于A (﹣1,0),B (2,0)两点,与y 轴交于点C . (1)求该抛物线的解析式;(2)直线y =﹣x +n 与该抛物线在第四象限内交于点D ,与线段BC 交于点E ,与x 轴交于点F ,且BE =4EC . ①求n 的值;②连接AC ,CD ,线段AC 与线段DF 交于点G ,△AGF 与△CGD 是否全等?请说明理由;(3)直线y =m (m >0)与该抛物线的交点为M ,N (点M 在点N 的左侧),点 M 关于y 轴的对称点为点M ',点H 的坐标为(1,0).若四边形OM 'NH 的面积为53.求点H 到OM '的距离d 的值.。
一、 三角形形状及与直角相关的问题:①勾股定理:②射影定理 ③线与线的位置关系 ④构造相似(构造圆)1、如图,在平面直角坐标系中,直线y=x+2交x 轴于点P ,交y 轴于点A .抛物线y=x 2+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.2、如图1,抛物线233384y x x =--+与x 轴交于A 、B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C .(1)求点A 、B 的坐标;(2)若直线l 过点E (4, 0),M 为直线l 上的动点,当以A 、B 、M 为顶点所作的直角三角形有且只有....三个时,求直线l 的解析式.3.在平面直角坐标系中,抛物线y=x 2+(k ﹣1)x ﹣k 与直线y=kx+1交于A ,B 两点,点A 在点B 的左侧. (1)如图1,当k=1时,直接写出A ,B 两点的坐标;(2)在(1)的条件下,点P 为抛物线上的一个动点,且在直线AB 下方,试求出△ABP 面积的最大值及此时点P 的坐标;(3)如图2,抛物线y=x 2+(k ﹣1)x ﹣k (k >0)与x 轴交于点C 、D 两点(点C 在点D 的左侧),在直线y=kx+1上是否存在唯一一点Q ,使得∠OQC=90°?若存在,请求出此时k 的值;若不存在,请说明理由.二、定点问题:1、如图,已知直线AB :24y kx k =++ 与抛物线212y x =交于A 、B 两点。
(1)直线AB 总经过一个定点C ,请直接写出点C 坐标(2)当12k =时,在直线AB 下方的抛物线上求点P ,使△ABP 的面积等于5(3)若在抛物线上存在定点D 使=90ADB ∠,求点D 到直线AB 的最大距离。
抛物线内的三角形问题
近年来中考数学试题中,经常出现以函数、几何知识为背景的探究性问题,特别是有关抛物线内的三角形问题,此类问题综合性强,往往涉及一次函数、二次函数、一元二次方程、三角形、相似三角形等多方面的知识,既考查学生基本运算的能力,又考查学生对函数、方程、数形结合、分类和待定系数法等思想方法的掌握情况,具有很好的选拔功能.本文举例分析如下:
例1 (2005·孝感市)如图1,开口向下的抛物线C:y=a(x-2)(x+3),与x•轴
交于A、B两点,y有最大值25
8
.
(1)求实数a的值;
(2)在抛物线C上是否存在点P,使△APB为直角三角形?若存在,求出P点坐标;•若不存在,说明理由.
分析本题是一道中考压轴题,综合性较强.第(1)•问由抛物线顶点坐标直接求得a的值.第(2)问由△APB为直角三角形及相似知识可得△APB内的线段关系,再由方程思想求解.
解(1)∵当x=-1
2
时取最大值,
∴25
8
=a(-
5
2
)·(
5
2
).
∴a=-1
2
.
(2)由图1可知:A、B处不可能为直角,只可能∠APB=90°,且点P不能在x轴及x轴下方.
设存在满足条件的点P(x0,y0),(y0>0).
作PM⊥AB于M,而A(-3,0),B(2,0),
则AM=3+x0,BM=2-x0,PM=y0,
由∠APB=90°,PM⊥AB,
∴PM 2=AM ·BM .
则有y 02=(3+x 0)(2-x 0),
即y 02=-x 02-x 0+6. ①
∵P (x 0,y 0)在抛物线上,
∴y 0=-12x 02-12
x 0+3, 即2y 0=-x 02-x 0+6. ②
由①、②得y 02=2y 0.
∵y 0>0,∴y 0=2,
代入②得:x 0=-2或x 0=1.
故存在这样的点P 满足题意,P 点坐标为P (-2,2)或P (1,2).
注 有关抛物线内直角三角形的问题往往要考虑运用勾股定理或直角三角形相似等知识,并由此得到与所求点的坐标相关的方程.
例2 (2005·耒阳市)如图2,二次函数y=13x 2-73
x+a 经过点A (3,0)与y 轴交于点B .
(1)求二次函数的解析式;
(2)在x 轴的负半轴上是否存在一点C ,使△ABC 成为以AB 为腰的等腰三角形,若存在,请求出C 点的坐标,若不存在,请说明理由.
分析 以AB 为腰的等腰三角形△ABC 要分两种情况:一是以∠BAC 为底角,另是以∠BAC 为顶角.
解 (1)由二次函数y 过(3,0)得a=4.
∴y=13x 2-73
x+4. (2)∵B (0,4)、A (3,0).
∴OB=4,OA=3.
当∠BAC 为△ABC 的底角时,则OA=OC ,此时C 的坐标为(-3,0).
当∠BAC 为△ABC 的顶角时,则AB=AC .
∵,
∴OC=5-3=2,
∴C 的坐标为(-2,0).
故C 点的坐标为(-3,0)或(-2,0).
注 抛物线内等腰三角形问题通常要分情况讨论,•通过讨论弄清等腰三角形的底和腰,再由两腰相等来解答.
例3 (2005·成都市)已知抛物线y=ax 2+bx+c (a ≠0)与x 轴交于不同的两点A (x 1,0)和B (x 2,0),与y 轴的正半轴交于点C ,如果x 1,x 2是方程x 2-x-6=0的两个根(x 1<x 2),且△ABC 的面积为152
. (1)求此抛物线的解析式;
(2)求直线AC 和BC 的方程;
(3)如果P 是线段AC 上的一个动点(不与点A 、C 重合),过点P 作直线y=m (m 为常数),与直线BC 交于点Q ,则在x 轴上是否存在点R ,使得以PQ 为一腰的△PQR 为等腰直角三角形?若存在,求出点R 的坐标,若不存在,请说明理由.
分析 第(1)问由面积先求C 点坐标,再由待定系数法求得抛物线解析式.第(3)•问要分P 、Q 分别为直角顶点两种情况讨论,再由两直角边相等来处理.
解 (1)由题意知A (-2,0)、B (3,0),抛物线与y 轴的正半轴交于点C . ∴C (0,c )且c>0.
∵S △ABC =12·│AB │·│c │=152
, 而│AB │=5,∴│c │=3,∴C (0,3). 再由待定系数法求得抛物线解析式为:y=-
12x 2+12x+3. (2)由(1)可知:A (-2,0),B (3,0),C (0,3).
∴直线AC 的方程为y=32
x+3, 直线BC 的方程为y=-x+3.
(3)假设存在满足条件的点R ,并设直线y=m 与y 轴的交点为E (0,m ). 由(1)知│AB │=5,│OC │=3.
∵点P 不与A 、C 重合,
∴点E (0,m )不与点Q 、C 重合.
∴0<m<3.
由于PQ 为等腰直角三角形PQR 的一腰,过点P 作PR 1⊥x 轴于点R 1(如图3),
则∠R1PQ=90°.
∵│PQ│=│PR1│=│OE│=m,PQ∥AB,∴△CPQ∽△CAB,
∴||||
||||
PQ EC
AB QC
=,即
3
53
m m
-
=.
∴m=15
8
.
∴P(x p,15
8
),Q(x Q,
15
8
).
∵点P在直线AC上,
∴3
2
x p+3=
15
8
,
∴x p=-3
4
,∴P(-
3
4
-,
15
8
).
∴R1(-3
4
,0).
过Q作QR2⊥x轴于R,则∠R2QP=90°。
同理可求得x Q=9
8
,Q(
9
8
,
15
8
),
∴点R2(9
8
,0)。
经过验证:点R1,R2满足条件。
所以存在满足条件的R,它们的坐标分别是R1(3
4
,0),R2(
9
8
,0)。
注抛物线内的等腰直角三角形,既要考虑等腰直角三角形的性质,还要考虑有关相似三角形的性质,以便构造方程,求出点的坐标。
由上可见,抛物线内三角形问题覆盖面广,涉及知识点多,既要求我们掌握有关抛物线问题的基本处理方法,如用待定系数法求函数的解析式,抛物线的对称轴、顶点等相关知识,还要求我们掌握等腰三角形、直角三角形、相似三角形的性质,结合坐标与线段长的关系,得到相关的方程,这样才能顺利解决问题。