2018届重庆中考复习:抛物线与与平移、折叠、旋转相关的动态问题练习(含答案)

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抛物线与与平移、折叠、旋转相关的动态问题(含答案)
例1. 已知如图①:抛物线y =ax 2
-x +c 交x 轴于A ,B 两点,交y 轴于点C ,对称轴为直线x =1,且过
点⎝
⎛⎭⎪⎫2,-32; (1)求出抛物线的解析式及点C 坐标.
(2)点D 为抛物线的顶点,点E ()0,1,作直线BE 交抛物线于另一点F ,点K 为点D 关于直线BE 的对称点,连接KE ,求△KEF 的面积.
(3)如图②,在(2)的条件下,将△FKE 绕着点F 逆时针旋转45°得到△FK′E′,点M 、N 分别为线段FE 、BA 上的动点,动点M 以每秒2个单位长度的速度从F 向E 运动,动点N 以每秒1个单位长度的速度从B 向A 运动,M 、N 同时出发,连接ME′,当点N 到达A 点时,M 、N 同时停止运动,设运动时间为t 秒.在此运动过程中,是否存在时间t ,使得点N 在线段ME′的垂直平分线上?若存在,求出点N 的坐标与t 的值;若不存在,请说明理由.
针对训练:
1.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=-x2+bx+c的图象与x轴交于点A(-1,0)和点B,与y轴交于点C(0,3),抛物线的顶点为点D.
(1)求抛物线和直线AD的解析式;
(2)直线AD与y轴交于点F,点E是点C关于对称轴的对称点,点P是线段AE上一动点,将△AFP沿着FP 所在的直线翻折得到△A′FP,当△A′FP与△AED重叠部分为直角三角形时,求AP的长.
2.如图,在平面直角坐标系中,直线y =-12x +3的图象与x 轴、y 轴分别交于点A ,点B.抛物线y =14
x 2+bx +c 的图象经过点A ,并且与直线相交于点C.已知点C 的横坐标为-4.
(1)求二次函数的解析式以及cos ∠BAO 的值;
(2)点P 是直线AC 下方抛物线上一动点(不与点A 、点C 重合).过点P 作PD⊥x 轴于点D ,交AC 于点E ,作PF⊥AC 于点F.当△PEF 的周长与△ADE 的周长之比等于5∶2时,求出点D 的坐标并求出此时△PEF 的周长;
(3)在(2)的条件下,将△ADE 绕平面内一点M 按顺时针方向旋转90°后得到△A 1D 1E 1,点A 、D 、E 的对应点分别是A 1、D 1、E 1.若△A 1D 1E 1的两个顶点恰好落在抛物线上,求出点A 1的坐标.
抛物线与与平移、折叠、旋转相关的动态问题答案
例1. 解:(1)由题意得:
⎩⎪⎨⎪⎧--12a =1,4a -2+c =-32⇒⎩⎪⎨⎪⎧a =12,c =-32.∴y =12x 2
-x -32, 点C 坐标为⎝
⎛⎭⎪⎫0,-32. (2)如图,连接DE ,延长FD 交y 轴于点G ,
∵点K 为点D 关于直线BE 的对称点,∴S △KEF =S △DEF .当y =0时,12x 2-x -32
=0,解得:x 1=-1,x 2=3.
∴A (3,0),B (-1,0).∵B (-1,0),E (0,1),
∴直线BE 的解析式为y =x +1.
解方程x +1=12x 2-x -32
,得:x 1=-1,x 2=5. 则F (5,6).∵点D 坐标为(1,-2),
∴直线DF 的解析式为y =2x -4.则G (0,-4).
∴S △KEF =S △DEF =S △EFG -S △EDG
=12
×(1+4)×(5-1)=10.
(3)旋转后的图形如图:由直线y =x +1可得:∠FBA =45°.
则逆时针旋转45°得到△FK ′E ′且FE ′⊥x 轴.
∵E (0,1),F (5,6),∴FE ′=FE =5 2,则E ′(5,6-5 2).
作MT ⊥FE ′于点T ,连接NM ,NE ′,则△MFT 为等腰直角三角形,
∵FM =2t ,∴FT =MT =t ,则M (5-t ,6-t ).∵N (t -1,0),
当点N 在线段ME ′的垂直平分线上时,
NM =NE ′,∴(5-t -t +1)2+(6-t )2=(t -1-5)2+(0-6+5 2)2,解得:t 1=5 22<4,t 2=6-5 22
<4, 当t 1=5 22时,N 1⎝ ⎛⎭
⎪⎫5 22-1,0, 当t 2=6-5 22时,N 2⎝ ⎛⎭
⎪⎫5-5 22,0. 针对训练:
1. 解:(1)抛物线解析式为y =-x 2+2x +3,
直线AD 的解析式为y =2x +2.
(2)共分4种情况:
①∠FRP =90°,如图①,FA ′交AE 于点R .
F (0,2),AF =5=DF ,
E (2,3),∴DE =2,AD =2 5,AE =3 2.
∵DE 2+AE 2=20=AD 2,∴∠DEA =90°.
∵∠FRA =∠DEA =90°,∴FR ∥DE .
∵F 为DA 的中点,∴FR 为△DAE 中位线,
∴AR =12AE =32 2,FR =12DE =22
. ∴x =2 5-26
.
∴AP =3 22-2 5-26=5 2-53
; 过P 点作PK ⊥AF 于K 点,在△PKF 和△PRF 中,
⎩⎪⎨⎪⎧∠PKF =∠PRF =90°,∠PFK =∠PFR ,
PF =PF ,
△PKF ≌△PRF .∴PK =PR ,FK =FR . 设PR =PK =x ,则PA =3 22-x ,AK =AF -KF =5-22,∵AK 2+PK 2=AP 2, ∴(5-
22)2+x 2=(3 22
-x )2,
②∠FPA ′=90°,如图②,
由①可知FP 为△DAE 的中位线,
∴AP =12AE =32
2;
③∠PFA ′=90°,如图③,
∵FA =FD ,PF ⊥AD ,
∴PF 为AD 的垂直平分线,∴AP =DP .
设AP =x ,则PE =3 2-x ,
∵PE 2+DE 2=PD 2,
∴(3 2-x )2+2=x 2,∴x =5 23
, ∴AP =5 2
3

④∠PK ′F =90°,如图④,
过点F 作FW ⊥AE 于点W ,
由①可知,FW =12DE =22,AW =12AE =3 22
, ∵∠WPF =∠K ′PF ,FK ′⊥PK ′,FW ⊥AP , ∴FK ′=FW =2
2,∴AK ′=5+22
. ∵∠K ′AP =∠EAD ,∠AK ′P =∠AED =90°,∴△AK ′P ∽△AED ,
∴AK ′AE =PK ′DE ,5+
2
23 2=PK ′2,∴PK ′=2 5+26, ∴PW =PK ′=2 5+26
, ∴AP =AW +WP =3 22+2 5+26=5 2+53
. 综上,AP 的长度为5 2-53或3 22或5 23或5 2+53
.
2. 解:(1)对于y =-12
x +3, 当x =-4,y =5,∴C (-4,5),
当y =0,x =6,∴A (6,0),
当x =0,y =3,∴B (0,3).
将A (6,0)和C (-4,5)代入y =14
x 2+bx +c , 得⎩⎪⎨⎪⎧9+6b +c =0,4-4b +c =5,解得⎩
⎪⎨⎪⎧b =-1,c =-3, ∴二次函数的解析式为y =14
x 2-x -3. 在Rt △AOB 中,AB =OA 2+OB 2
=3 5, 则cos ∠BAO =AO AB =2 55
; (2)∵PD ⊥x 轴,PF ⊥AE 于F ,∴∠EDA =∠PFE =90°.∵∠PEF =∠PEF ,∴△PEF ∽△AED ,∴C △PEF C △AED =PE AE , 设D (a ,0),P (a ,14a 2-a -3),E (a ,-12
a +3), PE =-14
a 2+12a +6,AE =AD cos ∠BAO =52
(6-a ).
由题得:-14a 2+12a +652(6-a )=52,解得a 1=1,a 2=6(舍). ∴D (1,0),E (1,52),此时C △PEF =15 54+254
; (3)当A 1、E 1在抛物线上,如图①,
设A 1(b ,14b 2-b -3),D 1(b ,14b 2-b +2),E 1(b +52,14
b 2-b +2),
则14(b +52)2-(b +52)-3=14
b 2-b +2, 解得b =194,∴A 1(194,-13564), 当D 1、E 1在抛物线上,如图②,此时D 1、E 1关于对称轴对称,设xD 1=
c ,则xE 1=52
+c . ∵xD 1+xE 12=2,解得c =34,∴A 1(34,-55164
).。