直角三角形在二次函数中的存在性问题
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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。
【中考压轴题专题突破】二次函数中的直角三角形存在性问题1.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C(0,3),且OB=OC.直线y=x+1与抛物线交于A、D两点,与y轴交于点E,点Q是抛物线的顶点,设直线AD上方的抛物线上的动点P的横坐标为m.(1)求该抛物线的解析式及顶点Q的坐标.(2)连接CQ,直接写出线段CQ与线段AE的数量关系和位置关系.(3)连接P A、PD,当m为何值时S△APD=S△DAB?(4)在直线AD上是否存在一点H,使△PQH为等腰直角三角形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.2.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=﹣1,抛物线经过A(1,0),C(0,3)两点,与x轴交于A、B两点.(1)若直线y=mx+n经过B、C两点,求直线BC和抛物线的解析式.(2)在该抛物线的对称轴x=﹣1上找一点M,使点M到点A的距离与到点C的距离之和最小,求出点M的坐标;(3)设点P为该抛物线的对称轴x=﹣1上的一个动点,直接写出使△BPC为直角三角形的点P的坐标.提示:若平面直角坐标系内有两点P(x1,y1)、Q(x2,y2),则线段PQ的长度PQ=).3.如图,已知抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣1,0)、B(3,0),顶点为M.(1)求抛物线的解析式和点M的坐标;(2)点E是抛物线段BC上的一个动点,设△BEC的面积为S,求出S的最大值,并求出此时点E的坐标;(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得以A、P、C为顶点的三角形是直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.4.综合与探究如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A(﹣3,0)、B两点,与y轴相交于点.当x=﹣4和x=2时,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的函数值y相等,连接AC,BC.(1)求抛物线的解析式;(2)判断△ABC的形状,并说明理由;(3)若点M、N同时从B点出发,均以每秒1个单位长度的速度分别沿BA、BC边运动,其中一个点到达终点时,另一点也随之停止运动,当运动时间为t秒时,连接MN,将△BMN沿MN翻折,B点恰好落在AC边上的P处,则t的值为,点P的坐标为;(4)抛物线对称轴上是否存在一点F,使得△ACF是以AC为直角边的直角三角形?若不存在,请说明理由;若存在,请直接写出点F的坐标.参考答案与试题解析1.【分析】(1)直线y=x+1与抛物线交于A 点,则点A(﹣1,0)、点E(0,1),可得出点B、C的坐标分别为:(3,0)、(0,3),用待定系数法求出二次函数解析即可求解;(2)求出CQ和AE的长,可得出CQ=AE,由两直线的解析式k相等可得出CQ 与AE平行;(3)联立直线y=x+1与抛物线的表达式,并解得x=﹣1或2.故点D(2,3),过点P作y轴的平行线交AD于点K,设点P(m,﹣m2+2m+3),则点K(m,m+1),根据面积关系可求出m的值;(4)分∠QOH=90°、∠PQH=90°、∠QHP=90°三种情况,分别求解即可.【解答】(1)直线y=x+1与抛物线交于A点,则点A(﹣1,0)、点E(0,1).∵OB=OC,C(0,3),∴点B的坐标为(3,0),故抛物线的表达式为y=a(x+1)(x﹣3)=a(x2﹣2x﹣3),将点C的坐标代入,得﹣3a=3,解得a=﹣1,∴抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+3,∴函数的对称轴为x=1,故点Q的坐标为(1,4).(2)CQ=AE,且CQ∥AE,理由:∵Q(1,4),C(0,3),∴CQ ==,CQ的解析式为y=x+3,又∵AE ==,直线AE的解析式为y=x+1,∴CQ=AE,CQ∥AE,(3)∵,∴,,∴点D的坐标为(2,3).如图1,过点P作y轴的平行线,交AD 于点K,设点P(m,﹣m2+2m+3),则点K(m,m+1)∴===.解得m=0或1.(4)存在,点P的坐标为(2,3)或(0,3)或.设点H(t,t+1),点P(m,n),n=﹣m2+2m+3,而点Q(1,4),①当∠QPH=90°时,如图2,过点P作y轴的平行线,过点H、点Q作x轴的平行线,交过点P且平行于y轴的直线于点M、G,∵∠GQP+∠QPG=90°,∠QPG+∠HPM=90°,∴∠HPM=∠GQP,∠PGQ=∠HMP=90°,PH=PQ,∴△PGQ≌△HMP(AAS),∴PG=MH,GQ=PM,即4﹣n|=|t﹣m|,|1﹣m|=|n﹣(t+1)|,解得m=2或n=3.当n=3时,3=﹣m2+2m+3,解得m1=0,m2=2,∴点P(2,3)或(0,3).②当∠PQH=90°时,如图3所示,同理可得m1=0,m2=3(舍去),故点P为(0,3).③当∠PHQ=90°时,同理可得n=2,解得(舍去),.故点P 为.综上可得,点P的坐标为(2,3)或(0,3)或.【点评】本题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法求函数解析式(包括二次函数解析式,一次函数解析式),三角形面积,全等三角形的判定与性质,等腰直角三角形的判定与性质,坐标与图形的性质,正确进行分类是解题的关键.2.【分析】(1)用待定系数法即可求出直线BC和抛物线的解析式;(2)设直线BC与对称轴x=﹣1的交点为M,则此时MA+MC的值最小.把x =﹣1代入直线y=x+3得y的值,即可求出点M坐标;(3)设P(﹣1,t),又因为B(﹣3,0),C(0,3),所以可得BC2=18,PB2=(﹣1+3)2+t2=4+t2,PC2=(﹣1)2+(t﹣3)2=t2﹣6t+10,再分三种情况分别讨论求出符合题意t值即可求出点P的坐标.【解答】(1)由题意得:,解得:,∴抛物线解析式为y=﹣x2﹣2x+3,∵对称轴为x=﹣1,且抛物线经过A(1,0),∴把B(﹣3,0)、C(0,3)分别代入直线y=mx+n,得,解得:,∴直线y=mx+n的解析式为y=x+3;(2)设直线BC与对称轴x=﹣1的交点为M,则此时MA+MC的值最小.把x=﹣1代入直线y=x+3得,y=﹣1+3=2,∴M(﹣1,2),即当点M到点A的距离与到点C的距离之和最小时M的坐标为(﹣1,2);(3)如图,设P(﹣1,t),又∵B(﹣3,0),C(0,3),∴BC2=18,PB2=(﹣1+3)2+t2=4+t2,PC2=(﹣1)2+(t﹣3)2=t2﹣6t+10,①若点B为直角顶点,则BC2+PB2=PC2即:18+4+t2=t2﹣6t+10解之得:t=﹣2;②若点C为直角顶点,则BC2+PC2=PB2即:18+t2﹣6t+10=4+t2解之得:t=4,③若点P为直角顶点,则PB2+PC2=BC2即:4+t2+t2﹣6t+10=18解之得:t1=,t2=;综上所述P的坐标为(﹣1,﹣2)或(﹣1,4)或(﹣1,)或(﹣1,).【点评】本题是二次函数的综合题,考查了二次函数的图象与性质,待定系数法求函数的解析式,利用轴对称性质确定线段的最小长度,两点间的距离公式的运用,直角三角形的性质等知识点,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.3.【分析】(1)将点A、B的坐标代入函数解析式,列出方程组,通过解方程组求得a、b的值即可;利用配方法将函数解析式转化为顶点式,即可得到点M的坐标;(2)利用待定系数法确定直线BC解析式,由函数图象上点的坐标特征求得点E、F的坐标,然后根据两点间的距离公式求得EF长度,结合三角形的面积公式列出函数式,根据二次函数最值的求法求得点E的横坐标,易得其纵坐标,则点E的坐标迎刃而解了;(3)需要分类讨论:点A、P、C分别为直角顶点,利用勾股定理求得答案.【解答】(1)∵抛物线y=ax2+bx+3与x 轴交于点A(﹣1,0)、B(3,0),∴.解得.∴y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,则M (1,4);(2)如图,作EF∥y轴交BC于点F∵B(3,0),C(0,3),∴直线BC解析式为:y=﹣x+3.设E(m,﹣m2+2m+3),则F(m,﹣m+3).∴EF=(﹣m2+2m+3)﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m.∴S =EF•OB =(﹣m2+3m)×3=﹣(m ﹣)2+.当m =时,S最大=.此时,点E 的坐标是(,);(3)设P(1,n),A(﹣1,0)、C(0,3),∴AC2=10,AP2=4+n2,CP2=1+(n﹣3)2=n2﹣6n+10.①当AC⊥AP时,AC2+AP2=CP2,即10+4+n2=n2﹣6n+10.解得n =﹣.②当AC⊥CP时,AC2+CP2=AP2,即10+n2﹣6n+10=4+n2.解得n =.③当AP⊥CP时,AP2+CP2=AC2,即4+n2+n2﹣6n+10=10.解得n=1或2.综上所述,存在,符合条件的点P的坐标是(1,﹣)或(1,)或(1,1)或(1,2),【点评】主要考查了二次函数的解析式的求法和与几何图形结合的综合能力的培养.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.4.【分析】(1)由对称性先求出点B的坐标,可设抛物线的解析式为y=a(x+3)(x﹣1),将C坐标代入y=a(x+3)(x﹣1)即可;(2)先判断△ABC为直角三角形,分别求出AB,AC,BC的长,由勾股定理的逆定理可证明结论;(3)因为点M、N同时从B点出发,均以每秒1个单位长度的速度分别沿BA、BC边运动,所以BM=BN=t,证四边形PMBN是菱形,设PM与y轴交于H,证△CPN∽△CAB,由相似三角形的性质可求出t的值,CH的长,可得出点P纵坐标,求出直线AC的解析式,将点P纵坐标代入即可;(4)求出直线BC的解析式,如图2,当∠ACF=90°时,点B,C,F在一条直线上,求出直线BC与对称轴的交点即可;当∠CAF=90°时,求出直线AF的解析式,再求其与对称轴的交点即可.【解答】(1)∵在抛物线y=ax2+bx+c中,当x=﹣4和x=2时,二次函数y=ax2+bx+c的函数值y相等,∴抛物线的对称轴为x ==﹣1,又∵抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A (﹣3,0)、B两点,由对称性可知B(1,0),∴可设抛物线的解析式为y=a(x+3)(x ﹣1),将C(0,)代入y=a(x+3)(x﹣1),得,﹣3a =,解得,a =﹣,∴此抛物线的解析式为y =﹣(x+3)(x﹣1)=﹣x2﹣x +;(2)△ABC为直角三角形,理由如下:∵A(﹣3,0),B(1,0),C(0,),∴OA=3,OB=1,OC =,∴AB=OA+OB=4,AC ==2,BC ==2,∵AC2+BC2=16,AB2=16,∴AC2+BC2=AB2,∴△ABC是直角三角形;(3)∵点M、N同时从B点出发,均以每秒1个单位长度的速度分别沿BA、BC 边运动,∴BM=BN=t,由翻折知,△BMN≌△PMN,∴BM=PM=BN=PN=t,∴四边形PMBN是菱形,∴PN∥AB,∴△CPN∽△CAB,设PM与y轴交于H,∴==,即==,解得,t =,CH =,∴OH=OC﹣CH =﹣=,∴y P =,设直线AC的解析式为y=kx +,将点A(﹣3,0)代入y=kx +,得,k =,∴直线AC的解析式为y =x +,将y P =代入y =x +,∴x=﹣1,∴P(﹣1,),故答案为:,(﹣1,);(4)设直线BC的解析式为y=kx +,将点B(1,0)代入y=kx +,得,k =﹣,∴直线BC的解析式为y =﹣x +,由(2)知△ABC为直角三角形,∠ACB =90°,如图2,当∠ACF=90°时,点B,C,F在一条直线上,在y =﹣x +中,当x=﹣1时,y=2,∴F1(﹣1,2);当∠CAF=90°时,AF∥BC,∴可设直线AF的解析式为y=﹣x+n,将点A(﹣3,0)代入y =﹣x+n,得,n=﹣3,∴直线AF的解析式为y =﹣x﹣3,在y =﹣x﹣3中,当x=﹣1时,y =﹣2,∴F2(﹣1,﹣2);∴点F的坐标为F1(﹣1,2),F2(﹣1,﹣2).【点评】本题考查了待定系数法求解析式,勾股定理,相似三角形的判定与性质,直角三角形的性质等,解题关键是注意分类讨论思想在解题过程中的运用.。
二次函数中直角三角形存在性问题
解题方法
一、代数法:
(1)根据条件用坐标表示三边或三边的平方
(2)以直角顶点分三种情况,根据勾股定理列方程,解方程
(3)根据题目条件及方程解确定坐标
二、几何法:
(1)先分三种情况进行构造:若已知边做直角边,过直角边的两端点作垂线,则第三个顶点在垂线上,若已知边为斜边,可取斜边为直径作圆,直角顶点在圆上
(2)计算:注意题目的几何背景,如有直接的相似则表示线段长度,进行相似求解,无直接相似则围绕顶点分别做坐标轴的平行线,构造一线三角模型进行相似求解。
专题训练
例1.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=-1,且经过A(1,0),C(0,3)两点,与x轴的另一个交点为B.设点P为抛物线的对称轴x=-1上的一个动点,求使△BPC为直角三角形的点P的坐标.
几何法:
例2.如图,在平面直角坐标系中,已知点A 的坐标是(4,0),并且OA=OC=4OB ,动点P 在过A ,B ,C 三点的抛物线上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)是否存在点P ,使得△ACP 是以AC 为直角边的直角三角形?若存在,求出所有符合条件的点P 的坐标;若不存在,说明理由;
例3.如图,在平面直角坐标系中,直线交轴于点,交轴于点,抛物线的图象过点,并与直线相交于、两点. 求抛物线的解析式(关系式);
过点作交轴于点,求点的坐标;
除点外,在坐标轴上是否存在点,使得是直角三角形?若存在,请求出点的坐标,若不存在,请说明理由.
123y x =-
+x P y A 212
y x bx c =-++(1,0)E -A B ⑴⑵A AC AB ⊥x C C ⑶C M MAB ∆M。
第22章二次函数中的存在性问题-重难点题型总结【】【题型1 二次函数中直角三角形存在性问题】【例1】(2021•罗湖区校级模拟)如图,已知抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,点P是抛物线上一动点,连接PB,PC.(1)点A的坐标为,点B的坐标为;(2)如图1,当点P在直线BC上方时,过点P作PD上x轴于点D,交直线BC于点E.若PE=2ED,求△PBC的面积;(3)抛物线上存在一点P,使△PBC是以BC为直角边的直角三角形,求点P的坐标.【变式1-1】(2021春•望城区校级月考)如图,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(﹣3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C(0,3),连接AC,点P为第二象限抛物线上的动点.(1)求a、b、c的值;(2)连接P A、PC、AC,求△P AC面积的最大值;(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点Q,使得△QAC为直角三角形,若存在,请求出所有符合条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.【变式1-2】(2021•长沙模拟)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴相交于A、B两点,与y轴相交于点C,且点B与点C的坐标分别为B(3,0).C(0,3),点M是抛物线的顶点.点P为线段MB上一个动点,过点P作PD⊥x轴于点D,若OD=m.(1)求二次函数解析式;(2)设△PCD的面积为S,试判断S有最大值或最小值?若有,求出其最值,若没有,请说明理由;(3)在MB上是否存在点P,使△PCD为直角三角形?若存在,请写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.【变式1-3】(2021•长沙模拟)如图,抛物线y=ax2+bx过A(4,0),B(1,3)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)直接写出点C的坐标,并求出△ABC的面积;(3)点P是抛物线上一动点,且位于第四象限,当△ABP的面积为6时,求出点P的坐标;(4)若点M在直线BH上运动,点N在x轴上运动,是否存在以点C、M、N为顶点的三角形为等腰直角三角形?若存在,请直接写出此时点M的坐标,若不存在,请说明理由.【题型2 二次函数中等腰三角形存在性问题】【例2】(2020秋•曾都区期末)如图,抛物线y=ax2+4x+c经过A(﹣3,﹣4),B(0,﹣1)两点,点P是y轴左侧且位于x轴下方抛物线上一动点,设其横坐标为m.(1)直接写出抛物线的解析式;(2)将线段AB绕点B顺时针旋转90°得线段BD(点D是点A的对应点),求点D的坐标,并判断点D是否在抛物线上;(3)过点P作PM⊥x轴交直线BD于点M,试探究是否存在点P,使△PBM是等腰三角形?若存在,求出点m的值;若不存在,说明理由.【变式2-1】(2020秋•云南期末)如图,直线y=−12x+2与x轴交于点B,与y轴交于点C,已知二次函数的图象经过点B,C和点A(﹣1,0).(1)求B,C两点的坐标.(2)求该二次函数的解析式.(3)若抛物线的对称轴与x轴的交点为点D,则在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△PCD是以CD 为腰的等腰三角形?如果存在,直接写出点P的坐标;如果不存在,请说明理由.【变式2-2】(2021•南充)如图,已知抛物线y=ax2+bx+4(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和B,与y轴交于点C,对称轴为直线x=5 2.(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,若点P是线段BC上的一个动点(不与点B,C重合),过点P作y轴的平行线交抛物线于点Q,连接OQ,当线段PQ长度最大时,判断四边形OCPQ的形状并说明理由;(3)如图2,在(2)的条件下,D是OC的中点,过点Q的直线与抛物线交于点E,且∠DQE=2∠ODQ.在y轴上是否存在点F,得△BEF为等腰三角形?若存在,求点F的坐标;若不存在,请说明理由.【变式2-3】(2021•建华区二模)综合与探究如图,在平面直角坐标系中,直线y=﹣3x﹣3与x轴交于点A,与y轴交于点C.抛物线y=x2+bx+c经过A、C两点,且与x轴交于另一点B(点B在点A右侧).(1)求抛物线的解析式及点B坐标;(2)设该抛物线的顶点为点H,则S△BCH=;(3)若点M是线段BC上一动点,过点M的直线ED平行y轴交x轴于点D,交抛物线于点E,求ME 长的最大值及点M的坐标;(4)在(3)的条件下:当ME取得最大值时,在x轴上是否存在这样的点P,使得以点M、点B、点P 为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请直接写出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.【题型3 二次函数中平行四边形存在性问题】【例3】(2020秋•元阳县期末)如图,直线y=−12x+c与x轴交于点A(﹣3,0),与y轴交于点C,抛物线y=12x2+bx+c经过点A,C,与x轴的另一个交点为B(1,0),连接BC.(1)求抛物线的函数解析式.(2)M为x轴的下方的抛物线上一动点,求△ABM的面积的最大值.(3)P为抛物线上一动点,Q为x轴上一动点,当以B,C,Q,P为顶点的四边形为平行四边形时,求点P的坐标.【变式3-1】(2020秋•泰山区期末)如图,抛物线y=12x2+bx+c经过点A(﹣4,0),点M为抛物线的顶点,点B在y轴上,且OA=OB,直线AB与抛物线在第一象限交于点C(2,6),如图.(1)求直线AB和抛物线的表达式;(2)在y轴上找一点Q,使得△AMQ的周长最小,在备用图中画出图形并求出点Q的坐标;(3)在坐标平面内是否存在点N,使以点A、O、C、N为顶点且AC为一边的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.【变式3-2】(2021春•雨花区期末)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c的对称轴为直线x=﹣1,且抛物线经过A(1,0),C(0,3)两点,与x轴交于点B.(1)求抛物线的解析式;(2)若点P从点B出发,沿着射线BC运动,速度每秒√2个单位长度,过点P作直线PM∥y轴,交抛物线于点M.设运动时间为t秒.①在运动过程中,当t为何值时,使(MA+MC)(MA﹣MC)的值最大?并求出此时点P的坐标.②若点N同时从点B出发,向x轴正方向运动,速度每秒v个单位长度,问:是否存在t使点B,C,M,N构成平行四边形?若存在,求出t,v的值;若不存在,说明理由.【变式3-3】(2021•北碚区校级模拟)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣6与x轴交于A,C(﹣6,0)两点(点A在点C右侧),交y轴于点B,连接BC,且AC=4.(1)求抛物线的解析式.(2)若P是BC上方抛物线上不同于点A的一动点,连接P A,PB,PC,求当S△PBC−12S△P AC有最大值时点P的坐标,并求出此时的最大值.(3)如图2,将原抛物线向右平移,使得点A刚好落在原点O,M是平移后的抛物线上一动点,Q是直线BC上一动点.当A,M,B,Q组成的四边形是平行四边形时,请直接写出此时点Q的坐标.【题型4 二次函数中菱形存在性问题】【例4】(2020秋•巴南区期末)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C.(1)求b,c的值;(2)如图1,点P为直线BC上方抛物线上的一个动点,设点P的横坐标m.当m为何值时,△PBC的面积最大?并求出这个面积的最大值.(3)如图2,将该抛物线向左平移2个单位长度得到新的抛物线y=a1x2+b1x+c1(a1≠0),平移后的抛物线与原抛物线相交于点D,点M为直线BC上的一点,点N是平面坐标系内一点,是否存在点M,N,使以点B,D,M,N为顶点的四边形为菱形,若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.【变式4-1】(2021•湘潭)如图,一次函数y=√33x−√3图象与坐标轴交于点A、B,二次函数y=√33x2+bx+c图象过A、B两点.(1)求二次函数解析式;(2)点B关于抛物线对称轴的对称点为点C,点P是对称轴上一动点,在抛物线上是否存在点Q,使得以B、C、P、Q为顶点的四边形是菱形?若存在,求出Q点坐标;若不存在,请说明理由.【变式4-2】(2021春•无棣县月考)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,B点的坐标为(3,0),与y轴交于点C(0,﹣3),点P是直线BC下方抛物线上的一个动点.(1)求二次函数解析式;(2)连接PO,PC,并将△POC沿y轴对折,得到四边形POP'C.是否存在点P,使四边形POP'C为菱形?若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由;(3)当点P运动到什么位置时,四边形ABPC的面积最大?求出此时P点的坐标和四边形ABPC的最大面积.【变式4-3】(2020秋•南岸区期末)如图,在平面直角坐标系xOy中,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于点A(4,0)和B(﹣1,0),交y轴于点C.(1)求二次函数y=x2+bx+c的表达式;(2)将点C向右平移n个单位得到点D,点D在该二次函数图象上.点P是直线BD下方该二次函数图象上一点,求△PBD面积的最大值以及此时点P的坐标;(3)在(2)中,当△PBD面积取得最大值时,点E是过点P且垂直于x轴直线上的一点.在该直角坐标平面内,是否存在点Q,使得以点P,D,E,Q四点为顶点的四边形是菱形?若存在,直接写出满足条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.【题型5 二次函数中矩形存在性问题】【例5】(2021春•九龙坡区校级期末)如图1,若二次函数y=﹣x2+3x+4的图象与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,连接AC、BC.(1)求三角形ABC的面积;(2)若点P是抛物线在一象限内BC上方一动点,连接PB、PC,是否存在点P,使四边形ABPC的面积为18,若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由;(3)如图2,若点Q是抛物线上一动点,在平面内是否存在点K,使以点B、C、Q、K为顶点,BC为边的四边形是矩形?若存在,请直接写出点K的坐标;若不存在,请说明理由.【变式5-1】(2021•齐齐哈尔)综合与探究如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+2x+c(a≠0)与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,连接BC,OA=1,对称轴为直线x=2,点D为此抛物线的顶点.(1)求抛物线的解析式;(2)抛物线上C、D两点之间的距离是2√2;(3)点E是第一象限内抛物线上的动点,连接BE和CE,求△BCE面积的最大值;(4)点P在抛物线对称轴上,平面内存在点Q,使以点B、C、P、Q为顶点的四边形为矩形,请直接写出点Q的坐标.【变式5-2】(2021春•杏花岭区校级月考)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2﹣2x﹣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.(2)若点P为直线BC下方抛物线上一动点,当点P运动到某一位置时,△BCP的面积最大,求△BCP 的最大面积及此时点P的坐标;(3)点M为抛物线对称轴上一动点,点N为坐标平面内一点,若以点B,C,M,N为顶点的四边形是矩形,直接写出点M的坐标.【变式5-3】(2021•北碚区校级模拟)如图,已知抛物线y=ax2+bx﹣4与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,且点A的坐标为(﹣2,0),直线BC的解析式为y=12x﹣4.(2)如图1,过点A作AD∥BC交抛物线于点D(异于点A),P是直线BC下方抛物线上一点,过点P作PQ∥y轴,交AD于点Q,过点Q作QR⊥BC于点R,连接PR.求△PQR面积的最大值及此时点P 的坐标.(3)如图2,点C关于x轴的对称点为点C′,将抛物线沿射线C′A的方向平移2√5个单位长度得到新的抛物线y′,新抛物线y′与原抛物线交于点M,原抛物线的对称轴上有一动点N,平面直角坐标系内是否存在一点K,使得以D,M,N,K为顶点的四边形是矩形?若存在,请直接写出点K的坐标;若不存在,请说明理由.【题型6 二次函数中正方形存在性问题】【例6】(2021•渝中区校级二模)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+3与y轴交于点C,与x 轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),其中A(﹣2,0),并且抛物线过点D(4,3).(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,点P为直线CD上方抛物线上一点,过P作PE∥y轴交BC于点E,连接CP,PD,DE,求四边形CPDE面积的最值及点P的坐标;(3)如图2,将抛物线沿射线CB方向平移得新抛物线y=a1x2+b1x+c1(a1≠0),是否在新抛物线上存在点M,在平面内存在点N,使得以A,C,M,N为顶点的四边形为正方形?若在,直接写出此时新抛物线的顶点坐标,若不存在,请说明理由.【变式6-1】(2020秋•高明区期末)如图,抛物线y=x2+bx+c经过A(﹣1,0),B(3,0)两点,且与y 轴交于点C,点D是抛物线的顶点,抛物线的对称轴DE交x轴于点E,连接BD.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)点Q在该抛物线的对称轴上,若△ACQ是以AC为腰的等腰三角形,求点Q的坐标;(3)若P为BD的中点,过点P作PF⊥x轴于点F,G为抛物线上一动点,GM⊥x轴于点M,N为直线PF上一动点,当以F、M、G、N为顶点的四边形是正方形时,直接写出点M的坐标.【变式6-2】(2021•合川区校级模拟)如图,在平面直角坐标系.xOy中,直线y=x﹣4与x轴交于点A,与y轴交于点B,过A,B两点的抛物线交x轴于另一点C(﹣2,0).(1)求抛物线解析式;(2)如图1,点F是直线AB下方抛物线上一动点,连接F A,FB,求出四边形F AOB面积最大值及此时点F的坐标.(3)如图2,在(2)问的条件下,点Q为平面内y轴右侧的一点,是否存在点Q及平面内任意一点M 使得以A,F,Q,M为顶点的四边形是正方形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由.【变式6-3】(2021•海南模拟)如图,平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c交x轴于A(﹣3,0),B (4,0),交y轴于点C(0,4).(1)求抛物线的函数表达式;(2)直线y=34x+94与抛物线交于A、D两点,与直线BC交于点E.若点M(m,0)是线段AB上的动点,过点M作x轴的垂线,交抛物线于点F,交直线AD于点G,交直线BC于点H.①当S EOG=12S△AOE时,求m的值;②在平面内是否存在点P,使四边形EFHP为正方形?若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.。
挑战2023年中考数学解答题压轴真题汇编专题06二次函数中三角形存在性问题一.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△PAB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,t2+t﹣4),连接OD.令y=0,则x2+x﹣4=0,解得x=﹣4或2,∴A(﹣4,0),C(2,0),∵B(0,﹣4),∴OA=OB=4,=S△AOD+S△OBD﹣S△AOB=×4×(﹣﹣t+4)+×4×(﹣t)﹣×∵S△ABD4×4=﹣t2﹣4t=﹣(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△OPG+S△EPG∴S△OPE=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,M 1(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),,,M 4(1,1).13.(2023•三亚一模)如图,抛物线y =ax 2+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 =ax 2+3x +c (a ≠0)过点A (﹣2,0)和C (0,8),∴,解得,∴抛物线的解析式为y =﹣x 2+3x +8.令y =0,得.解得x 1=﹣2,x 2=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。
课题:二次函数图像中直角三角形的存在性问题一、教学目标1、掌握求二次函数表达式的方法。
2、掌握判断直角三角形可以从边和角两个角度入手。
3、掌握二次函数与直角三角形结合的动点问题的解决方法。
二、重、难点重点:线段的表示与分类讨论难点:分类讨论三、教学过程情境创设:存在性问题是中考中的热点问题,所涉知识点多,难度较大,也是学生比较荆手的问题,但它也是有解题方法可循的。
比如我们本节课将复习的直角三角形存在性问题,就可利用坐标系中两点的距离公式,正确得到所求三角形三边长的平方的代数式;根据勾股定理的逆定理得到方程,并解方程即可。
知识梳理:1、二次函数的表达式有哪些?一般式:对轴称为顶点坐标(,)项点式:对轴称为顶点坐标(,)交点(两根)式:对轴称为顶点坐标(,)(设计意图:让学生能根据所给条件选用恰当的表达式求二次函数解析式)2、直角三角形的判定方法有哪些?(设计意图:让学生知道判断一个三角形是直角三角形可从边和角两个角度入手,重点是对勾股定理逆定理的运用)3、已知点P(x,y),则点P到x轴的距离为,到y轴的距离为。
(设计意图:让学生知道点的坐标的实际意义)4、两点间的距离公式:用A,B两点的坐标来表示线段AB的长。
(设计意图:让学生知道用两点坐标来表示该两点的线段长)习题展示:oy B( x2,y2)A( x1,y1)x如图,已知抛物线y=-x 2+bx+c 与x 轴交于点A 、B (3,0),与y 轴交于点C (0,3),直线l 经过点B 、C 两点,抛物线的顶点为D 。
(1)求此抛物线和直线l 的解析式;(2)判断ΔBCD 的形状并说明理由;(3)如图,在抛物线的对称轴上求点P ,使ΔPBC 为直角三角形;思考题:如图,在对称轴右侧的抛物线上,是否存在点P ,使ΔPDC 为等腰三角形。
若存在,请求出符合条件点P 的坐标,若不存在,请说明理由;C B A O y xD CBDA yLO C B A O y xD 思路分析:将B (3,0),C (0,3)代入y=-x 2+bx+c 中,得关于b ,c 的二元一次方程组,解出b ,c 的值,从而得到抛物线的解析式;设y=kx+z,将B (3,0),C (0,3)代入y=kx+z ,得关于k ,z 的二元一次方程组,解出k ,z 的值,从而得到直线l 的解析式。
复习课《二次函数与几何图形存在性问题
——直角三角形的存在性问题》
教学设计
普定县第二中学孙家坤
:
例
如图,已知抛物线y=1/2x
2
+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;
【思路点拨】
解:略
(2)判断△ABD的形状;
【思路点拨】
判断三角形形状,一般为特殊三角形,若两边相等,则为等腰三角形;若三边相等,则为等边三角形;若两条边的平方和等于第三边的平方,则为直角三角形。
解:略
(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;
【思路点拨】
解:略
(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.
【思路点拨】
分别利用勾股定理,列出方程求解.若有解,则存在;若无解,则不存在.
解:略
:
对于抛物线与直角三角形的综合问题,解题时,一般需做好以下几点:
1.利用坐标系中两点距离公式,得到所求三角形三边平方的代数式;
2.确定三角形中的锐角,若存在锐角,则只需使得另外两个角中任意一个角为直角,并利用
勾股定理列方程求解;若无法确定哪个角是
锐角,则需要讨论三个角;
3.根据勾股定理得到方程,并解方程即可,若方
:
1.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=-1,且抛物线经过A(1,0),C(0,3)两点,与x轴交于点B.
(1)若直线y=mx+n经过B、C两点,求直线BC和抛物线的解析式;
(2)设点P为抛物线的对称轴x=-1上的一个动点,求使△BPC为直角三角形的点P的坐标.
第1题图
解:(1)依题意得
⎩⎪
⎨
⎪⎧-
b
2a
=-1
a+b+c=0
c=3
,解得
⎩
⎨
⎧a=-1
b=-2
c=3
,
∴抛物线解析式为y=-x2-2x+3,
∵对称轴为x=-1,抛物线经过A(1,0),
∴B(-3,0),
把B(-3,0),C(0,3)分别代入y=mx+n得,⎩
⎨
⎧-3m+n=0
n=3
,解得
⎩
⎨
⎧m=1
n=3
,
∴直线BC的解析式为y=x+3;
第1题解图
(2)设P(-1,t),
∵B(-3,0),C(0,3), ∴BC 2=18,
PB 2=(-1+3)2+t 2=4+t 2,
PC 2=(-1)2+(t -3)2=t 2-6t +10, ①若∠PBC =90°,则BC 2+PB 2=PC 2,
即18+4+t 2=t 2-6t +10,解得t 1=-2,∴点P 的坐标为(-1,-2);
②若∠PCB =90°,则BC 2+PC 2=PB 2,
即18+t 2-6t +10=4+t 2,解得t 2=4,∴点P 的坐标为(-1,4);
③若∠BPC =90°,则PB 2+PC 2=BC 2,
即4+t 2+t 2
-6t +10=18.解得t 3=3+172,
t 4=
3-172,∴点P 的坐标为(-1,3+17
2
)或(-1,3-17
2
)
综上所述,满足条件的点P 共有四个,分别为:(-1,-2),
(-1,4),(-1,3+172),(-1,3-17
2
).(10
分)
2.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y =x 2+bx +c 过A ,B ,C 三点,点A 的坐标是(3,0),点C 的坐标是(0,-3),动点P 在抛物线上.
(1)求抛物线的解析式及点B 的坐标;
(2)是否存在点P ,使得△ACP 是以AC 为直角边的直角三角形?若存在,求出所有符合条件的点P 的坐标;若不存在,说明理由;
解:(1)把点A(3,0)、C(0,-3)的坐标分别代入抛物线的解析式y =x 2+bx +c 得出方程组
⎩⎨⎧9+3b +c =0c =-3,解得⎩⎨⎧b =-2c =-3
, ∴抛物线的解析式是y =x 2-2x -3, 令x 2-2x -3=0, 解得x 1=-1,x 2=3, ∵点A 的坐标为(3,0),
第2题解图①
∴点B 的坐标是(-1,0);
(2)存在.如解图①,过点C 作AC 的垂线与抛物线交于点P ,与x 轴交于点N ,∵OC =OA =3,
∴ON =OC =3,∴N(-3,0),
∵直线CN 经过C(0,-3),N(-3,0), ∴直线CN 的解析式是y =-x -3, ∵抛物线与直线CN 交于一点,
∴x 2-2x -3=-x -3,解得x 1=1,x 2=0, 当x =0时,点P 与点C 重合,不合题意,当x =1时,y =-4,
∴此时点P 的坐标是(1,-4).
过点A 作AC 的垂线,交y 轴于点M ,点M 的坐标为(0,3),
∵直线AM 经过A(3,0),M(0,3), ∴直线AM 的解析式是y =-x +3, ∵抛物线与直线AM 交于一点, ∴x 2-2x -3=-x +3, 解得x 1=3,x 2=-2,
当x =3时,点P 与点A 重合,不合题意,当x =-2时,y =5.。