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專題10二次函數(shù)綜合問(wèn)題一、【知識(shí)回顧】【思維導(dǎo)圖】【類(lèi)型清單】二、【考點(diǎn)類(lèi)型】考點(diǎn)1:線段周長(zhǎng)問(wèn)題典例1:(2022·漳州)如圖,拋物線y=x2+bx+c與x軸交于點(diǎn)A和點(diǎn)B(3,0),與y軸交于點(diǎn)C(0,3).(1)求拋物線的解析式;(2)若點(diǎn)M是拋物線在x軸下方上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M作MN∥y軸交直線BC于點(diǎn)N,求線段MN的最大值;(3)在(2)的條件下,當(dāng)MN取得最大值時(shí),在拋物線的對(duì)稱軸l上是否存在點(diǎn)P,使△PBN是等腰三角形?若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出所有點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)解:將點(diǎn)B(3,0)、C(0,3)代入拋物線y=x2+bx+c中,得:0=9+3b+c3=c,解得:b=?4∴拋物線的解析式為y=x2﹣4x+3.(2)解:設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(m,m2﹣4m+3),設(shè)直線BC的解析式為y=kx+3,把點(diǎn)點(diǎn)B(3,0)代入y=kx+3中,得:0=3k+3,解得:k=﹣1,∴直線BC的解析式為y=﹣x+3.∵M(jìn)N∥y軸,∴點(diǎn)N的坐標(biāo)為(m,﹣m+3).∵拋物線的解析式為y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,∴拋物線的對(duì)稱軸為x=2,∴點(diǎn)(1,0)在拋物線的圖象上,∴1<m<3.∵線段MN=﹣m+3﹣(m2﹣4m+3)=﹣m2+3m=﹣12+9∴當(dāng)m=32時(shí),線段MN取最大值,最大值為9(3)解:假設(shè)存在.設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,n).當(dāng)m=32時(shí),點(diǎn)N的坐標(biāo)為(32,∴PB=(2?3)2+(n?0)2=1+n2,PN=△PBN為等腰三角形分三種情況:①當(dāng)PB=PN時(shí),即1+n2=解得:n=12此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,12②當(dāng)PB=BN時(shí),即1+n2=解得:n=±142此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,﹣142)或(2,14③當(dāng)PN=BN時(shí),即(2?32)解得:n=3±17此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,3?172)或(2,綜上可知:在拋物線的對(duì)稱軸l上存在點(diǎn)P,使△PBN是等腰三角形,點(diǎn)的坐標(biāo)為(2,12)、(2,﹣142)、(2,142)、(2,3?【解析】【分析】(1)由點(diǎn)B、C的坐標(biāo)利用待定系數(shù)法即可求出拋物線的解析式;(2)設(shè)出點(diǎn)M的坐標(biāo)以及直線BC的解析式,由點(diǎn)B、C的坐標(biāo)利用待定系數(shù)法即可求出直線BC的解析式,結(jié)合點(diǎn)M的坐標(biāo)即可得出點(diǎn)N的坐標(biāo),由此即可得出線段MN的長(zhǎng)度關(guān)于m的函數(shù)關(guān)系式,再結(jié)合點(diǎn)M在x軸下方可找出m的取值范圍,利用二次函數(shù)的性質(zhì)即可解決最值問(wèn)題;(3)假設(shè)存在,設(shè)出點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,n),結(jié)合(2)的結(jié)論可求出點(diǎn)N的坐標(biāo),結(jié)合點(diǎn)N、B的坐標(biāo)利用兩點(diǎn)間的距離公式求出線段PN、PB、BN的長(zhǎng)度,根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)分類(lèi)討論即可求出n值,從而得出點(diǎn)P的坐標(biāo).【變式1】(2018·大慶)如圖,拋物線y=x2+bx+c與x軸交于A、B兩點(diǎn),B點(diǎn)坐標(biāo)為(4,0),與y軸交于點(diǎn)C(0,4).(1)求拋物線的解析式;(2)點(diǎn)P在x軸下方的拋物線上,過(guò)點(diǎn)P的直線y=x+m與直線BC交于點(diǎn)E,與y軸交于點(diǎn)F,求PE+EF的最大值;(3)點(diǎn)D為拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn).①當(dāng)△BCD是以BC為直角邊的直角三角形時(shí),直接寫(xiě)出點(diǎn)D的坐標(biāo);②若△BCD是銳角三角形,直接寫(xiě)出點(diǎn)D的縱坐標(biāo)n的取值范圍.【答案】(1)解:把B(4,0),C(0,4)代入y=x2+bx+c,得16+4b+c=0c=4,解得b=?5c=4∴拋物線的解析式為y=x(2)解:由B(4,0),C(0,4)易得BC的解析式為y=﹣x+4,由OB=OC,可得△BOC為等腰直角三角形,∠BCO=∠CBO=45°,由直線y=x+m可得F(0,m),與x軸的交點(diǎn)為Q(-m,0),則OF=OQ,∴∠EFC=45°,∴△ECF為等腰直角三角形,EF=22作PG∥y軸交BC于G,
△EPG為等腰直角三角形,PE=22PG,設(shè)P(t,t2﹣5t+4)(1<t<4),則G(t,﹣t+4),m=t2﹣6t+4∴PG=﹣t+4﹣(t2﹣5t+4)=﹣t2+4t,EF=22∴PE=22PG=﹣22t∴PE+EF=﹣22t2+22當(dāng)t=52時(shí),PE+EF的最大值為25(3)解:①如圖,
拋物線的對(duì)稱軸為直線x=52,設(shè)D(52,n),則BC2=42+42=32,DC2=(52)2+(n﹣4)2,BD2=(4﹣52)2+n2=94+n2,當(dāng)△BCD是以BC為直角邊,BD為斜邊的直角三角形時(shí),BC2+DC2=BD2,即32+(52)2+(n﹣4)2=94+n當(dāng)△BCD是以BC為直角邊,CD為斜邊的直角三角形時(shí),BC2+BD2=DC2,即32+94+n2=(52)2+(n﹣4)2,解得n=﹣1,此時(shí)D點(diǎn)坐標(biāo)為(52綜上所述,符合條件的點(diǎn)D的坐標(biāo)是(52,132)或(52②當(dāng)△BCD是以BC為斜邊的直角三角形時(shí),DC2+DB2=BC2,即(52)2+(n﹣4)2+94+n2=32,解得n1=4+312,n2=4?312,此時(shí)D點(diǎn)坐標(biāo)為(52∴△BCD是銳角三角形,點(diǎn)D的縱坐標(biāo)的取值范圍為4+312<n<132或?【解析】【分析】(1)利用待定系數(shù)法求拋物線的解析式:將B(4,0)和C(0,4)代入二次函數(shù)解析式,聯(lián)立方程解出b,c即可;(2)求PE+PF的最大值,一般可以通過(guò)幾何分析得到特殊點(diǎn),或者將PE+PF運(yùn)用含字母的代數(shù)式表示出來(lái),分析字母的取值范圍,得到PE+PF的最值;由點(diǎn)P是拋物線與直線y=x+m的交點(diǎn),即點(diǎn)P為動(dòng)點(diǎn),不妨設(shè)P(t,t2﹣5t+4)(1<t<4),嘗試結(jié)合直線y=x+m及直線BCy=﹣x+4的特殊性,可得∠BCO=∠CFE=45°,用t表示出PE及EF的長(zhǎng)度,并求出PE+EF的和;(3)①直角三角形中已知B(4,0),C(0,4),且D的橫坐標(biāo)為52,∵②結(jié)合①的結(jié)論,以及當(dāng)△BCD是以BC為斜邊的直角三角形時(shí),由勾股定理可求得此時(shí)D的坐標(biāo),結(jié)合圖形將①和②所求得的點(diǎn)D的坐標(biāo)在圖中標(biāo)出來(lái),可確定點(diǎn)D在哪些位置時(shí),△BCD是銳角三角形.【變式2】(2022九上·東陽(yáng)月考)如圖,拋物線y=ax2+bx+c經(jīng)過(guò)A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3)三點(diǎn),D為直線BC上方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)D做DQ⊥x軸于點(diǎn)M,DQ與BC相交于點(diǎn)M.DE⊥BC于E.(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;(2)求線段DE長(zhǎng)度的最大值;(3)連接AC,是否存在點(diǎn)D,使得△CDE中有一個(gè)角與∠CAO相等?若存在,求點(diǎn)D的橫坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)解:∵拋物線y=ax2+bx+c經(jīng)過(guò)A(-1,0),B(3,0),C(0,3)三點(diǎn),∴設(shè)拋物線解析式為y=a(x+1)(x-3),將C(0,3)代入,得:a×(0+1)×(0-3)=3,解得:a=-1,∴y=-(x+1)(x-3)=-x2+2x+3,∴拋物線解析式為y=-x2+2x+3(2)解:設(shè)D(m,-m2+2m+3),且0<m<3,如圖1,在Rt△BOC中,BO=3,OC=3,
∴BC=BO2設(shè)直線BC的解析式為y=kx+n,將B(3,0),C(0,3)代入,得:3k+n=0解得:k=?1∴直線BC的解析式為y=-x+3,∴G(m,-m+3),∴DG=-m2+2m+3-(-m+3)=-m2+3m,∵DE⊥BC,∴∠DEG=∠BOC=90°,∵DG⊥x軸,∴DG∥y軸,∴∠DGE=∠BCO,∴△DGE∽△BCO,∴DEDG=BOBC,∴DE=-2∴當(dāng)m=32時(shí),DE取得最大值,最大值是9(3)解:存在點(diǎn)D,使得△CDE中有一個(gè)角與∠CFO相等.∵點(diǎn)F是AB的中點(diǎn),A(-1,0),B(3,0),C(0,3),∴F(1,0),∴OF=1,OC=3,BC=4,∴tan∠CFO=OCOF如圖2所示,過(guò)點(diǎn)B作BG⊥BC,交CD的延長(zhǎng)線于點(diǎn)G,過(guò)點(diǎn)G作GH⊥x軸于點(diǎn)H,①若∠DCE=∠CFO,∴tan∠DCE=tan∠CFO=3,∵tan∠DCE=GBBC∴GB=12,∵BG⊥BC,GH⊥x軸,∴∠CBG=∠GHB=∠BCO=90°,∴∠CBO+∠GBH=∠BGH+∠GBH=90°,∴∠CBO=∠BGH,∴△CBO∽△BGH,∴GHBO∴GH=9,HB=9,∴OH=OB+BH=3+9=12,∴G(12,9),設(shè)直線CG的解析式為y=k1x+b1,∴12k解得:k1∴直線CG的解析式為y=12聯(lián)立方程組,得:y=1解得:x1當(dāng)x=32時(shí),y=12×32∴D(32,15②若∠CDE=∠CFO,∴tan∠CDE=tan∠CFO=3,∵BG⊥BC,DE⊥BC,∴∠CBG=∠CED=90°,∴GB∥DE,∴∠CDE=∠CGB,∴tan∠CDE=tan∠CGB=BCGB∴GB=13BC=13×32=∵△CBO∽△BGH,∴GHBO∴GH=13BO=1,HB=1∴OH=OB+BH=3+1=4,∴G(4,1);同①方法,易求得直線CG的解析式為y=-12聯(lián)立方程組,得y=解得:x1∴D(52,7綜上所述,存在點(diǎn)D使得△CDE中有一個(gè)角與∠CFO相等,點(diǎn)D的坐標(biāo)為(32,154)或(52【解析】【分析】(1)利用”兩根式“待定系數(shù)法求解,由拋物線y=ax2+bx+c經(jīng)過(guò)A(-1,0),B(3,0),C(0,3)三點(diǎn),設(shè)拋物線解析式為y=a(x+1)(x-3),再代入點(diǎn)坐標(biāo)求解即可;
(2)設(shè)D(m,-m2+2m+3),且0<m<3,利用勾股定理求得BC的長(zhǎng),再利用待定系數(shù)法求出直線BC的解析式,再證明△DGE∽△BCO,根據(jù)相似三角形性質(zhì),用含m的代數(shù)式表示出DE,再利用二次函數(shù)最值即可求解;
(3)△CDE中有一個(gè)角與∠CAO相等,分兩種情況:①若∠DCE=∠CFO,②若∠CDE=∠CFO,過(guò)點(diǎn)B作BG⊥BC,交CD的延長(zhǎng)線于點(diǎn)G,過(guò)點(diǎn)G作GH⊥x軸于H,運(yùn)用三角函數(shù)定義和相似三角形性質(zhì)求出直線CG的解析式,再聯(lián)立方程組并求解方程組,即可求得使得△CDE中有一個(gè)角與∠CFO相等的點(diǎn)D的坐標(biāo).【變式3】(2022九上·鄞州月考)如圖,已知拋物線y=x2+bx+c與x軸交于A,B兩點(diǎn),其中點(diǎn)A的坐標(biāo)為(-3,0),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)D(-2,-3)在拋物線上.(1)求拋物線的表達(dá)式;(2)拋物線的對(duì)稱軸上有一動(dòng)點(diǎn)P,求△PAD周長(zhǎng)的最小值;(3)拋物線的對(duì)稱軸上有一動(dòng)點(diǎn)M,當(dāng)△MAD是等腰三角形時(shí),直接寫(xiě)出點(diǎn)M的坐標(biāo).【答案】(1)解:由題意得
9?3b+c=04a?2b+c=?3
解之:b=2c=?3
∴拋物線的解析式為y=x(2)解:連接BD交對(duì)稱軸于點(diǎn)P,
∵點(diǎn)A,B關(guān)于對(duì)稱軸對(duì)稱,
∴AP=BP,
∴AP+PD+AD=BP+PD+AP=BD+AD,
∵兩點(diǎn)之間線段最短,
∴此時(shí)△PAD的周長(zhǎng)為BD+AD為最小,
當(dāng)y=0時(shí)x2+2x-3=0
解之:x1=-3,x2=1,
∴點(diǎn)B(1,0),
∵A(-3,0),D(-2,-3),
∴BD=?2?12+32=32,
(3)解:設(shè)點(diǎn)M(-1,n),
∵A(-3,0),D(-2,-3),
∴AM2=(-1+3)2+n2=n2+4,AD2=(-3+2)2+9=10,
MD2=(-1+2)2+(n+3)2=n2+6n+10
當(dāng)AM=AD時(shí)n2+4=10,
解之:n1=6,n2=-6,
∴點(diǎn)M(-1,6)或(-1,-6);
當(dāng)AM=MD時(shí)n2+4=n2+6n+10
解之:n=-1,
∴點(diǎn)M(-1,-1)
當(dāng)AD=DM時(shí)n2+6n+10=10
解之:n1=0,n2=-6;
∴點(diǎn)P(-1,0),(-1,-6),
設(shè)AD的函數(shù)解析式為y=kx+b
∴?3k+b=0?2k+b=?3
解之:k=?3b=?9
∴AD的函數(shù)解析式為y=-3x-9,
當(dāng)x=-1時(shí)y=3-9=-6,
∴(-1,-6)在直線AD上,
∴點(diǎn)(-1,-6)不符合題意,舍去
∴當(dāng)△MAD是等腰三角形時(shí),點(diǎn)M的坐標(biāo)為(-1,6)或(-1,-6【解析】【分析】(1)將點(diǎn)A,D的坐標(biāo)分別代入函數(shù)解析式,可得到關(guān)于b,c的方程組,解方程組求出b,c的值,可得到拋物線的解析式.
(2)連接BD交對(duì)稱軸于點(diǎn)P,利用對(duì)稱軸的應(yīng)用-最短問(wèn)題及二次函數(shù)的對(duì)稱性,可知此時(shí)△PAD的周長(zhǎng)為BD+AD為最小,由y=0求出對(duì)應(yīng)的x的值,可得到點(diǎn)B的坐標(biāo);再利用勾股定理求出BD,AD的長(zhǎng),然后求出△PAD的周長(zhǎng).
(3)設(shè)點(diǎn)M(-1,n),利用平面直角坐標(biāo)系中的兩點(diǎn)之間的距離公式,分別求出AM2,AD2,MD2,再利用等腰三角形的定義,分情況討論:當(dāng)AM=MD時(shí);當(dāng)AM=AD時(shí);當(dāng)MD=AD時(shí),分別可得到關(guān)于n的方程,分別解方程求出n的值,可得到點(diǎn)P的坐標(biāo);再求出直線AD的函數(shù)解析式,可知點(diǎn)(-1,-6)在此函數(shù)圖象上,綜上所述可得到符合題意的點(diǎn)P的坐標(biāo).考點(diǎn)2:面積問(wèn)題典例2:(2021九上·鄂城期末)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線y=ax2+bx經(jīng)過(guò)點(diǎn)(?2,5),且與直線y=?12x在第二象限交于點(diǎn)A,過(guò)點(diǎn)A作AB⊥x軸,垂足為點(diǎn)B(?4,0).若P是直線OA上方該拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作PC⊥x軸于點(diǎn)C,交(1)求拋物線的解析式;(2)求△AOP的面積S的最大值;(3)連接PB交OA于點(diǎn)E,如圖2,線段PB與AD能否互相平分?若能,請(qǐng)求出點(diǎn)E的坐標(biāo);若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)解:∵AB⊥x軸,點(diǎn)B(?4,0),∴y=?∴A(?4,2),又∵拋物線經(jīng)過(guò)(?2,5),∴16a?4b=24a?2b=5∴拋物線的解析式為y=?(2)解:設(shè)點(diǎn)P(t,?t2?∴PD=(?∴S=1∴t=?2時(shí),Smax(3)解:線段PB與AD能相互平分.理由如下:如圖,連接BD∵線段PB與AD相互平分,∴四邊形ABDP是平行四邊形,∴PD=AB,∵A(?4,2),PD=?∴?t∴t=?2+2或當(dāng)t=?2+2時(shí),則∵E為AD的中點(diǎn),∴點(diǎn)E的坐標(biāo)為(當(dāng)t=?2?2時(shí),則∵E為AD的中點(diǎn),∴點(diǎn)E的坐標(biāo)為(∴點(diǎn)E的坐標(biāo)為(?6+22【解析】【分析】(1)根據(jù)AB⊥x軸可得點(diǎn)A、B的橫坐標(biāo)均為-4,將x=-4代入y=?12x中求出y,據(jù)此可得點(diǎn)A的坐標(biāo),將點(diǎn)A的坐標(biāo)及(-2,5)代入y=ax2+bx中求出a、b,據(jù)此可得拋物線的解析式;
(2)設(shè)P(t,-t2-92t),則D(t,?【變式1】(2022九上·岳麓開(kāi)學(xué)考)如圖,拋物線y=ax2+bx+6經(jīng)過(guò)A(?2,0)、B(4,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)D是拋物線上一動(dòng)點(diǎn),設(shè)點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為m(1<m<4),連結(jié)AC、BC、DB(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式.(2)當(dāng)△BCD的面積等于△AOC的面積的34時(shí),求m(3)當(dāng)m=2時(shí),若點(diǎn)M是x軸上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)N是拋物線上一動(dòng)點(diǎn),試判斷是否存在這樣的點(diǎn)M,使得以點(diǎn)B、D、M、N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)M的的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)解:由拋物線交點(diǎn)式表達(dá)式得:y=a(x+2)(x?4)=a(x即?8a=6,解得:a=?3故拋物線的表達(dá)式為:y=?3(2)解:由拋物線的表達(dá)式知,點(diǎn)C(0,6),由點(diǎn)B、C的坐標(biāo),得直線BC的表達(dá)式為:y=?3如圖所示,過(guò)點(diǎn)D作y軸的平行線交直線BC于點(diǎn)H,設(shè)點(diǎn)D(m,?34m則S△BDC∴3即:2(?3解得:m=1或3(舍去1),故m=3;(3)解:當(dāng)m=2時(shí),點(diǎn)D(2,6),設(shè)點(diǎn)M(x,0),點(diǎn)N(t,n),則n=?3①當(dāng)BD是邊時(shí),點(diǎn)B向左平移1個(gè)單位向上平移6個(gè)單位得到點(diǎn)D,同樣點(diǎn)M(N)向左平移1個(gè)單位向上平移6個(gè)單位得到點(diǎn)N(M),故x?1=t0+6=n或x+1=t聯(lián)立①②并解得:x=3t=2n=6或故點(diǎn)M的坐標(biāo)為(3,0)或(33?12②當(dāng)BD是對(duì)角線時(shí),由中點(diǎn)公式得:12聯(lián)立①③并解得m=3n=6故點(diǎn)M的坐標(biāo)為(4,0);綜上,點(diǎn)M的坐標(biāo)為(3,0)或(33?12,0)或【解析】【分析】(1)由A、B的坐標(biāo)可設(shè)拋物線的解析式為y=a(x+2)(x-4)=a(x2-2x-8)=ax2-2ax-8a,則-8a=6,求出a的值,進(jìn)而可得拋物線的解析式;
(2)由拋物線的表達(dá)式知C(0,6),求出直線BC的解析式,過(guò)點(diǎn)D作y軸的平行線交直線BC于點(diǎn)H,設(shè)D(m,?34m2+32m+6),則H(m,?32m+6),根據(jù)三角形的面積公式表示出S△BDC,結(jié)合題意可得m的值;
(3)當(dāng)m=2時(shí),點(diǎn)D(2,6),設(shè)M(x,0),N(t,n),則n=?34t2【變式2】(2022九上·舟山月考)如圖,拋物線y=ax(1)求拋物線的表達(dá)式;(2)點(diǎn)M在直線AB上方的拋物線上運(yùn)動(dòng),當(dāng)ΔABM的面積最大時(shí),求點(diǎn)M的坐標(biāo);(3)若點(diǎn)F為平面內(nèi)的一點(diǎn),且以點(diǎn)B,【答案】(1)解:將點(diǎn)A(2,0),B(-2,4),C(-4,0)分別代入y=ax4a+2b+c=016a?4b+c=04a?2b+c=4,解得∴拋物線的表達(dá)式為y=?1(2)解:如圖,作MN∥y軸交直線AB于點(diǎn)N,設(shè)點(diǎn)M(m,?1設(shè)直線AB的方程為y=kx+n,將A(2k+n=0?2k+n=4解得k=?1n=2∴直線AB的解析式為:y=?x+2,∴N(m,?m+2)∴SΔABM∵-1<0,且-2<0<2,∴當(dāng)m=0時(shí),ΔABM的面積最大,此時(shí)?1(3)解:∵拋物線的對(duì)稱軸為直線x=?b將x=?1代入y=?x+2得y=3,∴E(-1,3),當(dāng)BC為對(duì)角線時(shí),構(gòu)成?BECF.∵B(-2,4),E(-1,3),∴點(diǎn)E到點(diǎn)B向左一個(gè)單位長(zhǎng)度,向上1個(gè)單位長(zhǎng)度,∴點(diǎn)C到點(diǎn)F也向左一個(gè)單位長(zhǎng)度,向上1個(gè)單位長(zhǎng)度,∵C(-4,0),∴F(-5,1).同理,當(dāng)BE為對(duì)角線時(shí),構(gòu)成?BCEF,可得F(1,7);當(dāng)BF為對(duì)角線時(shí),構(gòu)成?BCFE,可得F(-3,-1).綜上所述點(diǎn)F得坐標(biāo)為(-5,1)或(1,7)或(-3,-1).【解析】【分析】(1)分別將點(diǎn)A,B,C的坐標(biāo)代入函數(shù)解析式,可得到關(guān)于a,b,c的方程組,解方程組求出a,b,c的值,可得到拋物線的解析式.
(2)作MN∥y軸交直線AB于點(diǎn)N,利用待定系數(shù)法求出直線AB的函數(shù)解析式;利用兩函數(shù)解析式點(diǎn)M(m,?12m2?m+4),N【變式3】(2021九上·槐蔭期末)二次函數(shù)y=ax2+bx+4(a≠0)的圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(-4,0),B(1,0),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)P為第二象限內(nèi)拋物線上一點(diǎn),連接BP、AC,過(guò)點(diǎn)P作PD⊥x軸于點(diǎn)D.(1)求二次函數(shù)的表達(dá)式;(2)連接PA,PC,求SΔPAC(3)連接BC,當(dāng)∠DPB=2∠BCO時(shí),求直線BP的表達(dá)式.【答案】(1)解:∵二次函數(shù)y=ax2+bx+4(a≠0)的圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(﹣4,0),B(1,0),∴16a?4b+4=0a+b+4=0解得:a=?1b=?3∴該二次函數(shù)的表達(dá)式為y=﹣x2﹣3x+4(2)解:將x=0代入y=-x2-3x+4得,y=4,∴點(diǎn)C(0,4),設(shè)直線AC所在直線的表達(dá)式為y=k1x+b1,則0=?4×k1+∴直線AC的表達(dá)式為y=x+4,如圖,設(shè)PD與線段AC交于點(diǎn)N,設(shè)P(t,-t2-3t+4),∵PD⊥x軸交AC于點(diǎn)N,∴N(t,t+4),∴PN=yP-yN=-t2-4t,過(guò)點(diǎn)C作CH⊥PD,則CH=-t,AD=t-4,∴S△APC=S△APN+S△PCN=12PN?AD+1=12=12(?t2?4t)?(?=-2t2-8t=-2(t+2)2+8,∵a=-2<0,∴當(dāng)t=-2時(shí),S△APC有最大值,△PAC面積的最大值為8.(3)解:設(shè)BP與y軸交于點(diǎn)E,∵PD∥y軸,∴∠DPB=∠OEB,∵∠DPB=2∠BCO,∴∠OEB=2∠BCO,∴∠ECB=∠EBC,∴BE=CE,∵C(0,4),B(1,0),∴OC=4,OB=1,設(shè)OE=a,則CE=BE=4-a,在Rt△BOE中,BE2=OE2+OB2,∴(4-a)2=a2+12,解得:a=158∴E(0,158設(shè)BP所在直線表達(dá)式為y=kx+b(k≠0),∴k+b=0b=解得:k=?15∴直線BP的表達(dá)式為y=-158x+15【解析】【分析】(1)利用待定系數(shù)法可求出二次函數(shù)的表達(dá)式;(2)由圖可知S△APC=S△APN+S△PCN,設(shè)P(t,-t2-3t+4),過(guò)點(diǎn)C作CH⊥PD,則CH=-t,AD=t-4,則可求出S△APC的面積表達(dá)式,再求出S△APC的最大值;
(3)可根據(jù)題目已知條件,求出點(diǎn)B、點(diǎn)E的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法確定直線BP的表達(dá)式.考點(diǎn)3:角度問(wèn)題典例3:(2022九下·磐安期中)如圖,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)與x軸交于點(diǎn)A(1,0),B(9,0),與y軸交于點(diǎn)C(1) 求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;(2) 若點(diǎn)P在y軸上,在該拋物線的對(duì)稱軸上,是否存在唯一的點(diǎn)Q,滿足∠AQP=90°?如果存在,請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo);如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;(3) 若點(diǎn)P在y軸上,滿足sin∠APB=23的點(diǎn)P是否存在?如果存在,請(qǐng)求出點(diǎn)【答案】(1) 解:∵∠OAC=∠OCB,∠AOC=∠COB=90°,∴△OAC∽△OCB,∴OC∴OC∵OC>0,∴OC=3,∵拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)與x軸交于點(diǎn)A(1,0) 設(shè)y=a(x?1)(x?9), 把C(0,3)代入得a(0?1)(0?9)=3,解得a=1∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式y(tǒng)=1(2) 解:存在, 拋物線的對(duì)稱軸上是否存在唯一的點(diǎn)Q,滿足∠AQP=90°,就是指以AP為直徑的圓與對(duì)稱軸:直線x=9+1 如圖, 設(shè)AP的中點(diǎn)為M,∵A(1,0),∴點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為0.5,∴點(diǎn)M到直線x=5的距離為4.5,∴直徑AP的長(zhǎng)為9,∴OP=9∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0,45)或(3) 解:存在,如圖: 當(dāng)點(diǎn)P在以AB為弦的⊙N上,圓心角∠ANB=2∠APB. 過(guò)點(diǎn)N做NH⊥AB于H,則∠ANH=∠APB.∴sin∠ANH=sin∠APB=AH∵AH=BH=4.∴AN=6,∴NH=6∴N(5,25)或 設(shè)P(0,P),∵PN=AN=6, 當(dāng)N(5,25)時(shí),∴P=25?11 同理,當(dāng)N(5,?25)時(shí),p=?2 綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0,25?11)或(0,25【解析】【分析】(1)由已知條件知∠OAC=∠OCB,∠AOC=∠COB=90°,證明△OAC∽△OCB,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)可得OC的值,設(shè)y=a(x-1)(x-9),將點(diǎn)C的坐標(biāo)代入求出a的值,據(jù)此可得拋物線的解析式;
(2)由題意可得以AP為直徑的圓與對(duì)稱軸x=5有唯一的交點(diǎn),即相切,設(shè)AP的中點(diǎn)為M,易得點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為0.5,則點(diǎn)M到直線x=5的距離為4.5,然后求出OP,據(jù)此可得點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)當(dāng)點(diǎn)P在以AB為弦的⊙N上時(shí),根據(jù)圓周角定理可得∠ANB=2∠APB,過(guò)點(diǎn)N做NH⊥AB于H,則∠ANH=∠APB,結(jié)合三角函數(shù)的概念可得AN=6,利用勾股定理求出NH,據(jù)此可得點(diǎn)N的坐標(biāo),設(shè)P(0,p),根據(jù)兩點(diǎn)間距離公式可得p的值,據(jù)此可得點(diǎn)P的坐標(biāo).【變式1】(2021九上·潮安期末)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx?3過(guò)點(diǎn)A(?3,0),B(1,0)(1)求拋物線的解析式;(2)求線段AN的長(zhǎng);(3)若點(diǎn)M在第三象限拋物線上,連接MN,∠ANM=45°,則這時(shí)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(直接寫(xiě)出結(jié)果).【答案】(1)解:把A(?3,0),B(1,0)代入y=ax0=9a?3b?30=a+b?3,解得a=1故拋物線的表達(dá)式為y=x(2)解:令x=0,得y=?3,∴C(0,?3),∵A(?3,0),∴OA=OC=3.∵∠NAB=∠BCO,∠AOE=∠COB,∴△AEO≌△CBO.∴OE=OB=1,∴E(0,設(shè)直線AN的解析式為y=kx+n,把A(?3,0),E(0,1)代入得:解得k=1故直線AN的解析式為y=1由y=1解得x1=4故點(diǎn)N(4過(guò)點(diǎn)N作ND⊥x軸于點(diǎn)D,則ND=139,根據(jù)勾股定理得:AN=N(3)M(?【解析】【解答】解:(3)設(shè)△AMN的外接圓為圓R,過(guò)點(diǎn)R作GH⊥x軸于點(diǎn)G,過(guò)點(diǎn)M作MH⊥GR的延長(zhǎng)線于點(diǎn)H,連接AR,MR,NR.當(dāng)∠ANM=45°時(shí),則∠ARM=90°,設(shè)圓心R的坐標(biāo)為(m,∵∠GRA+∠MRH=90°,∠MRH+∠RMH=90°,∴∠RMH=∠GAR,∵AR=MR,∠AGR=∠RHM=90°,∴△AGR≌△RHM(AAS),∴AG=m+3=RH,RG=?n=MH,∴點(diǎn)M(m+n,將點(diǎn)M的坐標(biāo)代入拋物線表達(dá)式得:n?m?3=(m+n)2由題意得:AR=NR,即(m+3)2+聯(lián)立④⑤并解得:m=?2故點(diǎn)M(?4【分析】(1)將A(-3,0)、B(1,0)代入y=ax2+bx-3中可得a、b的值,據(jù)此可得拋物線的解析式;
(2)易得C(0,-3),則OC=3,根據(jù)點(diǎn)A的坐標(biāo)可得OA=3,則OA=OC,證明△AEO≌△CBO,得到OE=OB=1,據(jù)此可得點(diǎn)E的坐標(biāo),然后求出直線AN的解析式,聯(lián)立拋物線解析式求出x、y,課程點(diǎn)N的坐標(biāo),過(guò)點(diǎn)N作ND⊥x軸于點(diǎn)D,則可得ND,AD,然后利用勾股定理求解即可;
(3)設(shè)△AMN的外接圓為圓R,過(guò)點(diǎn)R作GH⊥x軸于點(diǎn)G,過(guò)點(diǎn)M作MH⊥GR的延長(zhǎng)線于點(diǎn)H,連接AR,MR,NR,當(dāng)∠ANM=45°時(shí),∠ARM=90°,設(shè)圓心為(m,n),易證△AGR≌△RHM,得到AG=m+3=RH,RG=-n=MH,表示出點(diǎn)M的坐標(biāo),代入拋物線解析式中可得m與n的關(guān)系式,根據(jù)AR=NR可得m與n的關(guān)系式,聯(lián)立求解可得m、n的值,據(jù)此可得點(diǎn)M的坐標(biāo).【變式2】(2022·通遼)如圖,拋物線y=?x2+bx+c與x軸交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于C點(diǎn),直線BC(1)求拋物線的解析式;(2)點(diǎn)P為拋物線上一點(diǎn),若S△PBC=1(3)點(diǎn)Q是拋物線上一點(diǎn),若∠ACQ=45°,求點(diǎn)Q的坐標(biāo).【答案】(1)解:對(duì)于直線BC解析式y(tǒng)=x-3,令x=0時(shí),y=-3,則C(0,-3),令y=0時(shí),x=3,則B(3,0),把B(3,0),C(0,-3),分別代入y=?x?9+3b+c=0c=?3,解得:b=4∴求拋物線的解析式為:y=-x2+4x-3;(2)解:對(duì)于拋物線y=-x2+4x-3,令y=0,則-x2+4x-3=0,解得:x1=1,x2=3,∴A(1,0),B(3,0),∴OA=1,OB=3,AB=2,過(guò)點(diǎn)A作AN⊥BC于N,過(guò)點(diǎn)P作PM⊥BC于M,如圖,∵A(1,0),B(3,0),C(0,-3),∴OB=OC=3,AB=2,∴∠ABC=∠OCB=45°,∴AN=2,∵S△PBC∴PM=22過(guò)點(diǎn)P作PE∥BC,交y軸于E,過(guò)點(diǎn)E作EF⊥BC于F,則EF=PM=22∴CE=1∴點(diǎn)P是將直線BC向上或向下平移1個(gè)單位,與拋物線的交點(diǎn),如圖P1,P2,P3,P4,∵B(3,0),C(0,-3),∴直線BC解析式為:y=x-3,∴平移后的解析式為y=x-2或y=x-4,聯(lián)立直線與拋物線解析式,得y=?x2+4x?3解得:x1=3+52y=?1+∴P點(diǎn)的坐標(biāo)為(3+52,?1+52)或(3?52,?1?52)或((3)解:如圖,點(diǎn)Q在拋物線上,且∠ACQ=45°,過(guò)點(diǎn)Q作AD⊥CQ于D,過(guò)點(diǎn)D作DF⊥x軸于F,過(guò)點(diǎn)C作CE⊥DF于E,∵∠ADC=90°,∴∠ACD=∠CAD=45°,∴CD=AD,∵∠E=∠AFD=90°,∴∠ADF=90°-∠CDE=∠DCE,∴△CDE≌△DAD(AAS),∴DE=AF,CE=DF,∵∠COF=∠E=∠AFD=90°,∴四邊形OCEF是矩形,∴OF=CE,EF=OC=3,設(shè)DE=AF=n,∵OA=1,∴CE=DF=OF=n+1∴DF=3-n,∴n+1=3-n解得:n=1,∴DE=AF=1,∴CE=DF=OF=2,∴D(2,-2),設(shè)直線CQ解析式為y=px-3,把D(2,-2)代入,得p=12∴直線CQ解析式為y=12聯(lián)立直線與拋物線解析式,得y=解得:x1=7∴點(diǎn)Q坐標(biāo)為(72,?【解析】【分析】(1)利用待定系數(shù)法即可得出拋物線的解析式;
(2)令y=0,則-x2+4x-3=0,解得x的值,得出OA=1,OB=3,AB=2,過(guò)點(diǎn)A作AN⊥BC于N,過(guò)點(diǎn)P作PM⊥BC于M,由點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo)得出OB=OC=3,AB=2,由S△PBC=12S【變式3】(2021九上·海珠期末)如圖,已知直線y=﹣2x+m與拋物線相交于A,B兩點(diǎn),且點(diǎn)A(1,4)為拋物線的頂點(diǎn),點(diǎn)B在x軸上.(1)求拋物線的解析式;(2)若點(diǎn)P是y軸上一點(diǎn),當(dāng)∠APB=90°時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo).【答案】(1)解:將點(diǎn)A(1,4)代入y=-2x+m,∴-2+m=4,∴m=6,∴y=-2x+6,令y=0,則x=3,∴B(3,0),設(shè)拋物線解析式為y=a(x-1)2+4,將B(3,0)代入y=a(x-1)2+4,∴4a+4=0,∴a=-1,∴y=-x2+2x+3;(2)解:設(shè)P(0,t),∵A(1,4),B(3,0),∴AB=25∵∠APB=90°,∴MP=5,∴4+(t-2)2=5,∴t=1或t=3,∴P點(diǎn)坐標(biāo)為(0,1)或(0,3).【解析】【分析】(1)利用待定系數(shù)法即可求出二次函數(shù)解析式;
(2)設(shè)P(0,t),則可求出AB=25,AB的中點(diǎn)M(2,2),再根據(jù)直角三角形斜邊的中線等于斜邊的一半可以得出4+(t-2)2考點(diǎn)4:特殊三角形問(wèn)題典例4:(2022·湘西)定義:由兩條與x軸有著相同的交點(diǎn),并且開(kāi)口方向相同的拋物線所圍成的封閉曲線稱為“月牙線”,如圖①,拋物線C1:y=x2+2x﹣3與拋物線C2:y=ax2+2ax+c組成一個(gè)開(kāi)口向上的“月牙線”,拋物線C1和拋物線C2與x軸有著相同的交點(diǎn)A(﹣3,0)、B(點(diǎn)B在點(diǎn)A右側(cè)),與y軸的交點(diǎn)分別為G、H(0,﹣1).(1)求拋物線C2的解析式和點(diǎn)G的坐標(biāo).(2)點(diǎn)M是x軸下方拋物線C1上的點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M作MN⊥x軸于點(diǎn)N,交拋物線C2于點(diǎn)D,求線段MN與線段DM的長(zhǎng)度的比值.(3)如圖②,點(diǎn)E是點(diǎn)H關(guān)于拋物線對(duì)稱軸的對(duì)稱點(diǎn),連接EG,在x軸上是否存在點(diǎn)F,使得△EFG是以EG為腰的等腰三角形?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)F的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)解:將A(﹣3,0)、H(0,﹣1)代入y=ax2+2ax+c中,
∴9a?6a+c=0c=?1,解得a=13c=?1,
∴y=13x2+23x﹣1,
在y=x2(2)解:設(shè)M(t,t2+2t﹣3),則D(t,13t2+23t?1),N(t,0),
∴NM=﹣t2﹣2t+3,DM=(3)解:存在點(diǎn)F,使得△EFG是以EG為腰的等腰三角形,
理由如下:
由(1)可得y=x2+2x﹣3的對(duì)稱軸為直線x=﹣1,
∵E點(diǎn)與H點(diǎn)關(guān)于對(duì)稱軸x=﹣1對(duì)稱,
∴E(﹣2,﹣1),設(shè)F(x,0),
①當(dāng)EG=EF時(shí),∵G(0,﹣3),
∴EG=22,
∴22=(x+2)2+1,
解得x=7﹣2或x=﹣7﹣2,
∴F(7﹣2,0)或(﹣7﹣2,0);
②當(dāng)EG=FG時(shí),22=9+x2,此時(shí)x無(wú)解;【解析】【分析】(1)將點(diǎn)A,H的坐標(biāo)代入函數(shù)解析式,可得到關(guān)于a,c的方程組解方程組求出a,c的值,可得到二次函數(shù)解析式;由x=0可求出對(duì)應(yīng)的y的值,可得到點(diǎn)G的坐標(biāo).
(2)設(shè)M(t,t2+2t﹣3),可得到D(t,13t2【變式1】(2021九上·南充期末)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線的對(duì)稱軸是直線x=1,且與x軸交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C(0,?3),OB=OC.(1)求拋物線的解析式.(2)在拋物線上是否存在點(diǎn)Q,使得△BCQ是以BC為直角邊的直角三角形?若存在,求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.(3)設(shè)拋物線上的一點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為m,且在直線BC的下方,求使△BCP的面積為最大整數(shù)時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo).【答案】(1)解:∵C(0,?3),OB=OC,∴OB=OC=3,∴B(3,0),設(shè)拋物線的解析式為y=ax?b2a=1∴拋物線解析式為y=x(2)解:存在點(diǎn)Q,使得△BCQ是以BC為直角邊的直角三角形,理由如下:①當(dāng)∠BCQ=90°時(shí),如圖所示:過(guò)點(diǎn)Q作QH⊥y軸于點(diǎn)H,∵OB=OC,∠BOC=90°,∴△BOC是等腰直角三角形,∴∠OCB=45°,∵∠BCQ=90°,∴∠HCQ=45°,∴△HCQ是等腰直角三角形,∴HC=HQ,設(shè)點(diǎn)Q(t,t2?2t?3)∴t=?t2+2t∴點(diǎn)Q(1,?4);②當(dāng)∠CBQ=90°時(shí),如圖所示:過(guò)點(diǎn)B作x軸的垂線,然后過(guò)點(diǎn)Q、C分別作QE⊥BE于點(diǎn)E,CF⊥BE于點(diǎn)F,∴CF=BF=3,∴△BFC是等腰直角三角形,∴∠CBF=45°,∵∠CBQ=90°,∴∠EBQ=45°,∴△QEB是等腰直角三角形,∴EQ=EB,設(shè)點(diǎn)Q(t,t2?2t?3)∴3?t=t2?2t?3∴點(diǎn)Q(?2,5);綜上所述:當(dāng)△BCQ是以BC為直角邊的直角三角形時(shí),點(diǎn)Q(1,?4)或Q(?2,5);(3)解:由(1)可知:B(3,0),C(0,?3),設(shè)直線BC的解析式為y=kx+b,則有:3k+b=0b=?3,解得:k=1∴直線BC的解析式為y=x?3,過(guò)點(diǎn)P作PM⊥x軸,交BC于點(diǎn)M,如圖所示:∴P(m,m∴M(m,m?3),∴PM=m?3?m∴S△BCP∵?3∴S△BCP∴△BCP的面積為最大整數(shù)時(shí)的值為3,∴?3解得:m1∴點(diǎn)P(1,?4)或P(2,?3).【解析】【分析】(1)根據(jù)點(diǎn)C的坐標(biāo)可得OC,結(jié)合OB=OC可得OB的值,據(jù)此可得點(diǎn)B的坐標(biāo),將B(3,0)、C(0,-3)、對(duì)稱軸為x=?b2a=1代入可得a、b、c的值,進(jìn)而可得拋物線的解析式;
(2)①當(dāng)∠BCQ=90°時(shí),過(guò)點(diǎn)Q作QH⊥y軸于點(diǎn)H,易得△BOC、△HCQ是等腰直角三角形,得到HC=HQ,設(shè)Q(t,t2-2t-3),表示出HQ、CH,根據(jù)HC=HQ求出t的值,據(jù)此可得點(diǎn)Q的坐標(biāo);②當(dāng)∠CBQ時(shí),過(guò)點(diǎn)B作x軸的垂線,然后過(guò)點(diǎn)Q、C分別作QE⊥BE于點(diǎn)E,CF⊥BE于點(diǎn)F,易得△BFC、△QEB是等腰直角三角形,則EQ=EB,同理求出t的值,得到點(diǎn)Q的坐標(biāo);
(3)首先利用待定系數(shù)法求出直線BC的解析式,過(guò)點(diǎn)P作PM⊥x軸,交BC于點(diǎn)M,設(shè)P(m,m2-2m-3),則M(m,m-3),表示出PM,根據(jù)S△BCP=S△CPM+S△BPM表示出S【變式2】(2021九上·遂寧期末)如圖,拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于A(?2,0),B(6,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,直線l與拋物線交于A,D兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)E,且點(diǎn)D(1)求拋物線及直線l的函數(shù)關(guān)系式;(2)點(diǎn)F為拋物線頂點(diǎn),在拋物線的對(duì)稱軸上是否存點(diǎn)G,使ΔAFG為等腰三角形,若存在,求出點(diǎn)G的坐標(biāo);(3)若點(diǎn)Q是y軸上一點(diǎn),且∠ADQ=45°,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)【答案】(1)解:∴設(shè)拋物線的解析式為y=a(x+2)(x?6),∵D(4,3)在拋物線上,∴3=a(4+2)×(4?6),解得a=?1∴拋物線的解析式為y=?1∵直線l經(jīng)過(guò)A(?2,0)、D(4,3),設(shè)直線l的解析式為y=kx+m(k≠0),則?2k+m=04k+m=3解得,k=1∴直線l的解析式為y=1(2)解:∴頂點(diǎn)坐標(biāo)F(2,4),∴AF=當(dāng)點(diǎn)A為頂點(diǎn),AF為腰時(shí),AF=AG,此時(shí)點(diǎn)G與點(diǎn)F是關(guān)于x軸的對(duì)稱,故此時(shí)G(2,?4);當(dāng)點(diǎn)F為頂點(diǎn),AF為腰時(shí),F(xiàn)A=FG,此時(shí)G(2,4+4當(dāng)點(diǎn)G為頂點(diǎn),AF為底時(shí),設(shè)G(2,y),(2+2)2+y2綜上所述:∴G(2,0),(2,4+4(3)解:設(shè)DT交y軸于點(diǎn)Q,則∠ADQ=45°,∵D(4,3),∴直線DT的解析式為y=?1∴Q(0,13將線段AD繞點(diǎn)A順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到AT',則直線DT'的解析式為y=3x?9,設(shè)DQ'交y軸于點(diǎn)Q',則∠ADQ'=45°,∴Q'(0,?9),綜上所述,滿足條件的點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(0,133)【解析】【分析】(1)根據(jù)點(diǎn)A、B的坐標(biāo)可設(shè)拋物線的解析式為y=a(x+2)(x-6),將D(4,3)代入求解可得a的值,據(jù)此可得拋物線的解析式,利用待定系數(shù)法可得直線l的解析式;
(2)根據(jù)拋物線的解析式可得頂點(diǎn)坐標(biāo),利用勾股定理求出AF,當(dāng)點(diǎn)A為頂點(diǎn),AF為腰時(shí),AF=AG,此時(shí)點(diǎn)G與點(diǎn)F是關(guān)于x軸的對(duì)稱,據(jù)此可得點(diǎn)G的坐標(biāo);當(dāng)點(diǎn)F為頂點(diǎn),AF為腰時(shí),F(xiàn)A=FG,同理可得點(diǎn)G的坐標(biāo);當(dāng)點(diǎn)G為頂點(diǎn),A、F為底時(shí),設(shè)G(2,y),根據(jù)兩點(diǎn)間距離公式表示出AG、AF,求出y的值,據(jù)此可得點(diǎn)G的坐標(biāo);
(3)設(shè)DT交y軸于點(diǎn)Q,則∠ADQ=45°,求出直線DT的解析式,得到點(diǎn)Q的坐標(biāo);將線段AD繞點(diǎn)A順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到AT′,求出直線DT′的解析式,設(shè)DQ′交y軸于點(diǎn)Q′,則∠ADQ′=45°,求出點(diǎn)Q′的坐標(biāo).【變式3】(2022九上·溫州月考)如圖1,拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于點(diǎn)A(3,0)、B(﹣1,0),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)P為拋物線第一象限上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)F為y軸上的動(dòng)點(diǎn),連結(jié)PA,PF,AF.(1)求該拋物線所對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式;(2)如圖1,當(dāng)點(diǎn)F的坐標(biāo)為(0,﹣4),求出此時(shí)△AFP面積的最大值;(3)如圖2,是否存在點(diǎn)F,使得△AFP是以AP為腰的等腰直角三角形?若存在,求出所有點(diǎn)F的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)解:∵拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于點(diǎn)A(3,0)、B(﹣1,0),∴9a+3b+3=0解得:a=?1∴該拋物線所對(duì)應(yīng)的函數(shù)解析式為y=﹣x2+2x+3.(2)解:如圖1,過(guò)點(diǎn)P作PQ∥y軸交直線AF于點(diǎn)Q,設(shè)直線AF的解析式為y=kx+d,∵A(3,0),F(xiàn)(0,﹣4),∴3k+d=0d=?4,解得:k=∴直線AF的解析式為y=43設(shè)P(t,﹣t2+2t+3)(﹣1<t<3),則Q(t,43∴PQ=﹣t2+2t+3﹣(43t﹣4)=﹣t2+2∴S△AFP=12PQ·OA=12(﹣t2+23t+7)×3=﹣32(t﹣13∵?3∴當(dāng)t=13時(shí),△AFP面積的最大值為32(3)解:設(shè)P(m,﹣m2+2m+3)(﹣1<m<3),F(xiàn)(0,n),∵A(3,0),∴OA=3,OF=|n|,①當(dāng)AP=AF,∠PAF=90°時(shí),如圖2,過(guò)點(diǎn)P作PD⊥x軸于點(diǎn)D,則∠ADP=90°=∠AOF,∴∠PAD+∠APD=90°,∵∠PAD+∠FAO=90°,∴∠APD=∠FAO,在△APD和△FAO中,∠ADP=∠AOF∴△APD≌△FAO(AAS),∴PD=OA,AD=OF,∵PD=﹣m2+2m+3,AD=3﹣m,∴﹣m2+2m+3=3,解得:m=0或2,當(dāng)m=0時(shí),P(0,3),AD=3,∴OF=3,即|n|=3,∵點(diǎn)F在y的負(fù)半軸上,∴n=﹣3,∴F(0,﹣3);當(dāng)m=2時(shí),P(2,3),AD=1,∴OF=1,即|n|=1,∵點(diǎn)F在y的負(fù)半軸上,∴n=﹣1,∴F(0,﹣1);②當(dāng)AP=PF,∠APF=90°時(shí),如圖3,過(guò)點(diǎn)P作PD⊥x軸于點(diǎn)D,PG⊥y軸于點(diǎn)G,則∠PDA=∠PDO=∠PGF=90°,∵∠PDO=∠PGF=∠DOG=90°,∴四邊形PDOG是矩形,∴∠FPG+∠FPD=90°,∵∠APD+∠FPD=∠APF=90°,∴∠FPG=∠APD,在△FPG和△APD中,∠PGF=∠PDA∠FPG=∠APD∴△FPG≌△APD(AAS),∴PG=PD,F(xiàn)G=AD,∵PD=﹣m2+2m+3,AD=3﹣m,PG=m,∴﹣m2+2m+3=m,解得:m=1?132(舍去)或m=當(dāng)m=1+132時(shí),P(1+13∴FG=AD=3﹣m=3﹣1+132=∴F(0,13﹣2);綜上所述,點(diǎn)F的坐標(biāo)為(0,﹣3)或(0,﹣1)或(0,13﹣2).【解析】【分析】(1)利用待定系數(shù)法,即把點(diǎn)A、點(diǎn)B坐標(biāo)代入解析式求得a、b,即可求得拋物線所對(duì)應(yīng)函數(shù)表達(dá)式;
(2)如圖1,過(guò)點(diǎn)P作PQ∥y軸交直線AF于點(diǎn)Q,利用待定系數(shù)法求得直線AF的解析式為y=43x﹣4,設(shè)P(t,﹣t2+2t+3)(﹣1<t<3),則Q(t,43t﹣4),并表示出PQ的長(zhǎng),再利用三角形面積公式可得S△AFP=12PQ·OA=﹣32(t﹣13)2+323,最后利用二次函數(shù)增減性求得△AFP面積的最大值;
(3)設(shè)P(m,﹣m考點(diǎn)5:特殊四邊形問(wèn)題典例5:(2022九下·重慶開(kāi)學(xué)考)如圖,已知拋物線y=ax2+bx-4與x軸交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,且點(diǎn)A的坐標(biāo)為(-2,0),直線BC的解析式為y=12(1)求拋物線的解析式;(2)如圖1,過(guò)點(diǎn)A作AD∥BC交拋物線于點(diǎn)D(異于點(diǎn)A),P是直線BC下方拋物線上一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作PQ∥y軸,交AD于點(diǎn)Q,過(guò)點(diǎn)Q作QR⊥BC于點(diǎn)R,連接PR.求△PQR面積的最大值及此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)如圖2,點(diǎn)C關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)為點(diǎn)C′,將拋物線沿射線C′A的方向平移25個(gè)單位長(zhǎng)度得到新的拋物線y′,新拋物線y′與原拋物線交于點(diǎn)M,原拋物線的對(duì)稱軸上有一動(dòng)點(diǎn)N,平面直角坐標(biāo)系內(nèi)是否存在一點(diǎn)K,使得以D,M,N,K為頂點(diǎn)的四邊形是矩形?若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)K的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)解:∵B點(diǎn)在x軸上,且B點(diǎn)在y=12∴B(8,0),∵A(-2,0),B(8,0),都在拋物線y=ax2+bx-4上,∴x=-2,x=8是方程ax2+bx-4=0的兩個(gè)根,∴-16=-4a,?∴a=14,b=-3∴y=14x2-3(2)解:∵AD∥BC,直線BC的解析式為y=12設(shè)直線AD的解析式為y=12x+b1把A(-2,0)代入得:0=12×(?2)+b解得:b1=1,∴直線AD的解析式為y=12過(guò)點(diǎn)B作BG⊥AD交點(diǎn)G,∵QR⊥BC,∴QR=BG,在Rt△ABG中,AB=10,tan∠BAG=12∴由勾股定理得:BG=25,設(shè)P(m,14m2-32m-4),R(n,12∵QR=25,∴(25)2=(m-n)2+(12m?12n+5)∴n-m=2,∴R(m+2,12S△PQR=12×(12m+1-14m2+32m+4)×2=-14m2∴當(dāng)m=4時(shí),S△PQR有最大值9,∴P(4,-6);(3)解:存在,以D,M,N,K為頂點(diǎn)的四邊形是矩形時(shí),K點(diǎn)坐標(biāo)為(-1,-65)或(7,36【解析】【解答】解:(3)∵點(diǎn)C關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)為點(diǎn)C′,∴C'(0,4),∴直線AC的解析式為y=2x+4,∵拋物線沿射線C′A的方向平移25個(gè)單位長(zhǎng)度,∴拋物線沿著x軸負(fù)方向平移2個(gè)單位長(zhǎng)度,沿著y軸負(fù)方向平移4個(gè)單位長(zhǎng)度,∵y=14x2-32x-4=14(x-3)2∴y'=14(x-1)2-41聯(lián)立14(x-3)2-254=14(x-1)2∴M(6,-4),聯(lián)立12x+1=14x2-∵D異于點(diǎn)A,∴D(10,6),∵y=14x2-3設(shè)N(3,t),K(x,y),①當(dāng)DM與KN為矩形對(duì)角線時(shí),DM的中點(diǎn)與KN的中點(diǎn)重合,∴8=3+x2,1=t+y∴x=13,t=2-y,∵DM=KN,∴16+100=(3-x)2+(t-y)2,∴y=-1或y=3,∴K(13,-1)或K(13,3);②當(dāng)DN與MK為矩形對(duì)角線時(shí),DN的中點(diǎn)與MK的中點(diǎn)重合,∴132=6+x2,∴x=7,t=y-10,∵DN=MK,∴49+(6-t)2=(6-x)2+(y+4)2,∴y=365∴K(7,365③當(dāng)KD與MN為矩形對(duì)角線時(shí),KD的中點(diǎn)與MN的中點(diǎn)重合,∴10+x2=9∴x=-1,t=10+y,∵KD=MN,∴(x-10)2+(6-y)2=9+(t+4)2,∴y=-65∴K(-1,-65綜上所述:以D,M,N,K為頂點(diǎn)的四邊形是矩形時(shí),K點(diǎn)坐標(biāo)為(-1,-65)或(7,36【分析】(1)易得B(8,0),根據(jù)點(diǎn)A、B在拋物線圖象上結(jié)合根與系數(shù)的關(guān)系可得a、b的值,據(jù)此可得拋物線的解析式;
(2)首先求出直線BC、AD的解析式,過(guò)點(diǎn)B作BG⊥AD交點(diǎn)G,根據(jù)勾股定理求出BG,設(shè)P(m,14m2-32m-4),R(n,12n-4),則Q(m,12m+1),根據(jù)QR=25結(jié)合兩點(diǎn)間距離公式可得n-m=2,則R(m+2,12m-3),根據(jù)三角形的面積公式表示出S△PQR,然后利用二次函數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行解答;
(3)點(diǎn)C關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)為點(diǎn)C′(0,4),求出直線AC的解析式,易得平移后拋物線的解析式為y'=14(x-1)2-414【變式1】(2022九上·浦江期中)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(4,0)的直線AB與y軸交于點(diǎn)B(0,4).經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O的拋物線y=﹣x2+bx+c交直線AB于點(diǎn)A,C,拋物線的頂點(diǎn)為D.(1)求拋物線y=﹣x2+bx+c的表達(dá)式;(2)M是線段AB上一點(diǎn),N是拋物線上一點(diǎn),當(dāng)MN∥y軸且MN=2時(shí),求點(diǎn)M的坐標(biāo);(3)P是拋物線上一動(dòng)點(diǎn),Q是平面直角坐標(biāo)系內(nèi)一點(diǎn).是否存在以點(diǎn)A,C,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是矩形?若存在,直接寫(xiě)出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)解:由題意得
c=0?16+4b+c=0
解之:b=4c=0
∴二次函數(shù)解析式為:y=﹣x(2)解:如圖,
∵點(diǎn)A(4,0),點(diǎn)B(0,4),
∴設(shè)直線AB的函數(shù)解析式為y=kx+4
∴4k+4=0,
解之:k=-1,
∴直線AB的解析式為y=-x+4;
設(shè)點(diǎn)N(m,-m2+4m),點(diǎn)M(m,-m+4)
∵點(diǎn)M是線段AB上的一點(diǎn),
∴0<m<4,
MN=|-m2+4m-(-m+4)|=|-m2+5m-4|=2
∴-m2+5m-4=±2,
當(dāng)-m2+5m-4=2時(shí),
解之:m1=3,m2=2,
當(dāng)m=3時(shí)-m+4=1;
當(dāng)m=2時(shí)-m+4=2;
∴點(diǎn)M(2,2)或(3,1);
當(dāng)-m2+5m-4=-2,
解之:m3=5?172,m4=5+172>4(舍去),
∴?m+4=?5?(3)解:存在
當(dāng)AC為矩形的邊時(shí),
∵-x2+4x=-x+4
解之:x1=4,x2=1,
當(dāng)x=1時(shí)y=-1+4=3,
∴點(diǎn)C(1,3),
∵y=-x2+4x=-(x-2)2+4,
∴點(diǎn)D(2,4)
當(dāng)x=2時(shí)y=-2+4=2,
∴點(diǎn)R(2,2)
過(guò)點(diǎn)C,A分別作直線AB的垂線交拋物線于點(diǎn)P1,P2,
∵C(1,3),D(2,4),
∴CD2=(1-2)2+(4?3)2=2,CR2=1,RD=2,
∴CD2+CR2=DR2,
∴∠RCD=90°,
∴點(diǎn)P1與點(diǎn)D重合,
當(dāng)CP1∥AQ1,CP1=AQ1時(shí),四邊形ACP1Q1是矩形,
∵C(1,3)向右平移1個(gè)單位,向上平移1個(gè)單位得到P1(2,4),
∴A(4,0)向右平移1個(gè)單位,向上平移1個(gè)單位得到Q1(5,1),
此時(shí)直線P1C的解析式為:y=x+2,
∵直線P2A與P1C平行且過(guò)點(diǎn)A(4,0),
∴直線P2A的解析式為:y=x?4,
∵點(diǎn)P2是直線y=x?4與拋物線y=?x2+4x的交點(diǎn),
∴?x2+4x=x?4,
解之:x1=?1,x2=4(舍),
∴P2(?1,?5),
當(dāng)AC∥P2Q2時(shí),四邊形ACQ2P2是矩形,
∵A(4,0)向左平移3個(gè)單位,向上平移3個(gè)單位得到C(1,3),
∴P2(?1,?5)向左平移3個(gè)單位,向上平移3個(gè)單位得到Q2(?4,?2);
當(dāng)AC是矩形的對(duì)角線時(shí),
設(shè)P3(m,?m2+4m)
當(dāng)∠AP3C=90°時(shí),過(guò)點(diǎn)P3作P3H⊥x軸于H,過(guò)點(diǎn)C作CK⊥P3H于K,
∴∠P3KC=∠AHP3=90°,∠P3CK=∠AP3H,
∴△P3CK∽△AP3H,
∴P3KCK=AHP3H
∴?m2+4m?3m?1=4?m?m2+4m,
∵點(diǎn)P不與點(diǎn)A,C重合,
∴m≠1或m≠4,
∴?m2?3m+1=0,
∴m=3±52,
∴如圖,滿足條件的點(diǎn)P有兩個(gè),即P33+52,5+52,P43?52,5?52
當(dāng)P3C∥AQ3,P3C=AQ3時(shí),四邊形AP3CQ3是矩形,
∵P33+52,5+52向左平移?1+52個(gè)單位,向下平移?1+52個(gè)單位得到C(1,3),
∴A(4,0)向左平移1+52個(gè)單位,向下平移?1+52個(gè)單位得到Q3【解析】【分析】(1)將點(diǎn)A和點(diǎn)O的坐標(biāo)代入,可得到關(guān)于b,c的方程組,解方程組求出b,c的值,可得到函數(shù)解析式.(2)利用待定系數(shù)法及點(diǎn)A,B的坐標(biāo)求出直線AB的函數(shù)解析式,設(shè)點(diǎn)N(m,-m2+4m),點(diǎn)M(m,-m+4),同時(shí)可得到m的取值范圍,利用MN=2可得到關(guān)于m的方程為:|-m2+5m-4|=2,解方程求出符合題意的m的值,可得到點(diǎn)M的坐標(biāo).
(3)分情況討論:當(dāng)AC為矩形的邊時(shí),將兩函數(shù)解析式聯(lián)立方程組,可求出點(diǎn)C,D,R的坐標(biāo);過(guò)點(diǎn)C,A分別作直線AB的垂線交拋物線于點(diǎn)P1,P2,利用勾股定理的逆定理證明∠RCD=90°,可知點(diǎn)P1與點(diǎn)D重合;當(dāng)CP1∥AQ1,CP1=AQ1時(shí),四邊形ACP1Q1是矩形,利用點(diǎn)的坐標(biāo)平移規(guī)律可得到點(diǎn)P1,Q1的坐標(biāo),同時(shí)可求出直線P1C的解析式和直線P2A的解析式,再求出點(diǎn)P2的坐標(biāo),當(dāng)AC∥P2Q2時(shí),四邊形ACQ2P2是矩形,利用點(diǎn)的坐標(biāo)平移規(guī)律,可得到點(diǎn)Q2的坐標(biāo);AC是矩形的對(duì)角線時(shí),設(shè)P3(m,?m2+4m),當(dāng)∠AP3C=90°時(shí),過(guò)點(diǎn)P3作P3H⊥x軸于H,過(guò)點(diǎn)C作CK⊥P3H于K,易證△P3CK∽△AP3H,利用相似三角形的性質(zhì)可得到關(guān)于m的方程,解方程求出m的值,可得到滿足條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);當(dāng)P3C∥AQ3,P3C=AQ3時(shí),四邊形AP3CQ3是矩形,利用點(diǎn)的坐標(biāo)平移規(guī)律可求出點(diǎn)Q3及點(diǎn)Q4的坐標(biāo);綜上所述可得到符合題意的點(diǎn)Q的坐標(biāo).【變式2】21.(2022九上·海曙期中)如圖,拋物線y=?x2+bx+c交y軸于點(diǎn)A(0,2),交x軸于點(diǎn)B(4,0)(1)求拋物線的解析式;(2)連接AN和BN,當(dāng)△ABN的面積最大時(shí),求出點(diǎn)D的坐標(biāo)及△ABN的最大面積;(3)在平面內(nèi)是否存在一點(diǎn)P,使得以點(diǎn)A,M,N,P為頂點(diǎn),以AM為邊的四邊形是菱形?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)解:將點(diǎn)A(0,2),點(diǎn)B∴c=2?16+4b+c=0∴b=7∴拋物線的解析式為:y=?x(2)解:∵點(diǎn)A(0,2)∴直線AB的解析式為:y=?1設(shè)D(t,0∵DM⊥x軸,點(diǎn)M在直線AB上,點(diǎn)N在拋物線上,∴M(t,∴MN=?t∴△ABN的面積=1∵?2<0,0<t<4,∴當(dāng)t=2時(shí),△ABN有最大值,最大值為8,此時(shí)D(2,0(3)解:存在,如圖,過(guò)點(diǎn)M作ME⊥y軸于點(diǎn)E,∴ME∥OB,∴∠AEM=∠AOB=90°,∠AME=∠ABO,∴△AEM∽△AOB,∴AE:RtΔAOB中,OA=2,OB=4,∴AB=25∴AE2∴AE=1根據(jù)題意,需要分兩種情況討論:①AM=MN時(shí),如圖,此時(shí)52解得t=8?∴AM=8∴AP=AM=8∵AP∥MN,∴點(diǎn)P在y軸上,∴OP=2+8∴P(0,②當(dāng)AM=AN時(shí),如圖,此時(shí)AP與MN互相垂直平分,設(shè)AP與MN交于點(diǎn)F,∴MF=1∵M(jìn)F=AE=1∴12解得t=3或t=0(舍),∴AP=2t=6,∴P(6,2綜上,存在點(diǎn)P,使得以點(diǎn)A,M,N,P為頂點(diǎn),以AM為邊的四邊形是菱形,此時(shí)P(0,85【解析】【分析】(1)將點(diǎn)A及點(diǎn)B的坐標(biāo)分別代入y=-x2+bx+c中,得關(guān)于b、c的方程組,求解可得b、c的值,從而得出拋物線的解析式;
(2)利用待定系數(shù)法求出直線AB的解析式,設(shè)D(t,0),根據(jù)直線、拋物線上的點(diǎn)的坐標(biāo)特點(diǎn),并結(jié)合垂直x軸直線上的點(diǎn)的橫坐標(biāo)相同,用含t的式子表示出M、N的坐標(biāo),從而個(gè)表示出MN的長(zhǎng),利用三角形的面積公式得S△ABN=12MN·x【變式3】(2022九上·義烏月考)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線y=x2+bx+c與直線AB相交于A,B兩點(diǎn),其中A(﹣3,﹣4),B(0,﹣1),且拋物線的對(duì)稱軸與x軸的交點(diǎn)為Q.(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;(2)點(diǎn)P為直線AB下方拋物線上的任意一點(diǎn),連接PA,PB,QA,QB,求四邊形PAQB面積的最大值及此時(shí)P的坐標(biāo);(3)將該拋物線向右平移2個(gè)單位長(zhǎng)度得到拋物線y=a1x2+b1x+c1(a1≠0),平移后的拋物線與原拋物線相交于點(diǎn)C,點(diǎn)D為原拋物線對(duì)稱軸上的一點(diǎn),在平面直角坐標(biāo)系中是否存在點(diǎn)E,使以點(diǎn)B,C,D,E為頂點(diǎn)的四邊形為菱形,若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)E的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)解:∵拋物線過(guò)點(diǎn)A(﹣3,﹣4),B(0,﹣1),∴9?3b+c=?4c=?1,∴∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式為:y=x2+4x﹣1;(2)解:設(shè)直線AB的關(guān)系式為y=kx+b,將A(﹣3,﹣4),B(0,﹣1)代入,?3k+b=?4b=?1,∴k=1,b=﹣1,∴過(guò)點(diǎn)P作x軸的垂線與直線AB交于點(diǎn)F,設(shè)點(diǎn)P(a,a2+4a﹣1),則點(diǎn)F坐標(biāo)為(a,a﹣1),S△PAB=12|PF|?|xB﹣xA|=32(a﹣1﹣a=32(﹣a2﹣3a)=﹣32(a+32)2當(dāng)a=﹣32時(shí),S△PAB取得最大值為278,∵△QAB的面積為∴四邊形PAQB面積的最大值為638,此時(shí)點(diǎn)P坐標(biāo)為(﹣32,﹣(3)解:拋物線y=x2+4x﹣1的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣2,﹣5),對(duì)稱軸為直線x=﹣2,平移后的拋物線為y=x2﹣5,由y=x2∴點(diǎn)C的坐標(biāo)為(﹣1,﹣4),設(shè)點(diǎn)D坐標(biāo)為(﹣2,t),以點(diǎn)B,C,D,E為頂點(diǎn)的四邊形為菱形,即△BDC是等腰三角形,①當(dāng)BC為對(duì)角線時(shí),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式得E(1,﹣5﹣t),∵BD=CD,∴12+(﹣4﹣t)2=22+(﹣1﹣t)2,解得t=﹣2,∴E(1,﹣3);②當(dāng)BD為對(duì)角線時(shí),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式得E(﹣1,t+3),∵BC=CD,∴(﹣1)2+(﹣3)2=(﹣1)2+(t+4)2,解得t1=﹣1,t2=﹣7(舍去),∴E(﹣1,2);③當(dāng)BE為對(duì)角線時(shí),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式得E(﹣3,﹣3+t),∵BC=BD,∴(﹣1)2+(﹣3)2=(﹣2)2+(t+1)2,解得t1=﹣1+6,t2=﹣1﹣6,∴E(﹣3,﹣4+6)或(﹣3,﹣4﹣6),綜上所述,點(diǎn)E的坐標(biāo)為(1,﹣3)或(﹣1,2)或(﹣3,﹣4+6)或(﹣3,﹣4﹣6).【解析】【分析】(1)將點(diǎn)A,B的坐標(biāo)代入函數(shù)解析式,建立關(guān)于b,c的方程組,解方程組求出b,c的值,可得到函數(shù)解析式.
(2)設(shè)直線AB的關(guān)系式為y=kx+b,將點(diǎn)A,B的坐標(biāo)代入函數(shù)解析式,可得到關(guān)于k,b的方程組,解方程組求出k,b的值,可得到一次函數(shù)解析式;過(guò)點(diǎn)P作x軸的垂線與直線AB交于點(diǎn)F,利用兩函數(shù)解析式設(shè)點(diǎn)P(a,a2+4a﹣1),則點(diǎn)F坐標(biāo)為(a,a﹣1),可表示出PF的長(zhǎng),再利用三角形的面積公式,可得到S△PAB與a之間的函數(shù)解析式,將其函數(shù)解析式轉(zhuǎn)化為頂點(diǎn)式,利用二次函數(shù)的性質(zhì),可求出△PAB的面積的最大值,然后求出四邊形PAQB面積的最大值及此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo).
(3)利用二次函數(shù)解析式求出其頂點(diǎn)坐標(biāo)及對(duì)稱軸,利用二次函數(shù)圖象平移規(guī)律可得到平移后的二次函數(shù)解析式,將兩個(gè)二次函數(shù)解析式聯(lián)立方程組,解方程組求出x,y的值,可得到點(diǎn)C的坐標(biāo),設(shè)點(diǎn)D坐標(biāo)為(﹣2,t),利用以點(diǎn)B,C,D,E為頂點(diǎn)的四邊形為菱形,可知△BDC是等腰三角形,分情況討論:當(dāng)BC為對(duì)角線時(shí),利用線段中點(diǎn)坐標(biāo)表示出點(diǎn)E的坐標(biāo),再根據(jù)BD=CD,可得到關(guān)于t的方程,解方程求出t的值,可得到點(diǎn)E的坐標(biāo);當(dāng)BD為對(duì)角線時(shí),同理可求出點(diǎn)E的坐標(biāo);當(dāng)BE為對(duì)角線時(shí),同理可求出點(diǎn)E的坐標(biāo);綜上所述可得到符合題意的點(diǎn)E的坐標(biāo).考點(diǎn)6:相似三角形問(wèn)題典例6:(2022九上·鎮(zhèn)海區(qū)開(kāi)學(xué)考)如圖,拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(4,0)、B(1,(1)求此拋物線的解析式;(2)P是拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)P作PM⊥x軸,垂足為M,是否存在點(diǎn)P,使得以A、P、M為頂點(diǎn)的三角形與△OAC相似?若存在,請(qǐng)求出符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;(3)在直線AC上方的拋物線是有一點(diǎn)D,使得△DCA的面積最大,求出點(diǎn)D的坐標(biāo).【答案】(1)解:∵該拋物線過(guò)點(diǎn)C(0,∴可設(shè)該拋物線的解析式為y=ax將A(4,0),得16a+4b?2=0a+b?2=0解得a=?1∴此拋物線的解析式為y=?(2)解:存在.如圖,設(shè)P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為m,則P點(diǎn)的縱坐標(biāo)為?1當(dāng)1<m<4時(shí),AM=4?m,PM=?1又∵∠COA=∠PMA=90°,∴①當(dāng)AMPM∵C在拋物線上,∴OC=2,∵OA=4,∴AM∴△APM∽△ACO,即4?m=2(?1解得m1=2,m2∴P(2,②當(dāng)AMPM=OCOA=12解得m1=4,m∴當(dāng)1<m<4時(shí),P(2,當(dāng)m>4時(shí),AM=m?4,PM=1①PMAM=把P(m,?12m解得:第一個(gè)方程的解是m=?2?23<4(舍去)第二個(gè)方程的解是m=5,m=4(舍去求出m=5,?1則P(5,當(dāng)m<1時(shí),AM=4?m,PM=1①PMAM=則:2(12m解得:第一個(gè)方程的解是m=0(舍去),m=4(舍去),第二個(gè)方程的解是m=4(舍去)m=?3時(shí),?1則P(?3,綜上所述,符合條件的點(diǎn)P為(2,1)或(5,(3)解:如圖,設(shè)D點(diǎn)的橫坐標(biāo)為t(0<t<4),則過(guò)D作y軸的平行線交AC于E.由題意可求得直線AC的解析式為y=1∴E點(diǎn)的坐標(biāo)為(t,∴DE=?1∴S∴S∴當(dāng)t=2時(shí),△DAC面積最大,∴D(2,【解析】【分析】(1)由題意可設(shè)拋物線的解析式為y=ax2+bx-2,將A、B的坐標(biāo)代入求出a、b的值,進(jìn)而可得拋物線的解析式;
(2)設(shè)P(m,?12m2+52m-2),當(dāng)1<m<4時(shí),AM=4-m,PM=?12m2+52m-2,然后分①AMPM=AOOC,②AMPM=OCOA=12【變式1】(2022九下·長(zhǎng)沙開(kāi)學(xué)考)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx+c(ac≠0)與x軸交于點(diǎn)A和點(diǎn)B(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C.若線段OA、OB、OC的長(zhǎng)滿足OC(1)求拋物線的解析式;(2)若P為AC上方拋物線上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作PD⊥AC,垂足為D.①求PD的最大值;②連接PC,當(dāng)△PCD與△ACO相似時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo).【答案】(1)解:令y=ax設(shè)OB=x(x>0),則OA=4OB=4x,∵y=ax∴OC4=4x2,解得x=1(負(fù)值舍去),∴OB=1,OA=4,∴B(1,0),A(-4,0)代入y=ax∴0=a+b+20=16a?4b+2,解得a=?∴拋物線的解析式為y=?1(2)解:①過(guò)P點(diǎn)作PH⊥x軸于H點(diǎn),交AC于E點(diǎn),如下圖所示:則∠PDE=∠DHA=90°,∠PED=∠AEH,∴∠P=∠CAO,∴cos∠P=∴PDPE=故要使得PD最大,只要PE最大即可,接下來(lái)求PE的最大值,設(shè)直線AC的解析式為:y=mx+n,代入A(-4,0)、C(0,2),∴0=?4m+n2=n,解得:m=∴直線AC解析式為:y=1設(shè)P(x,?12x∴PE=(?1∵P為AC上方拋物線上的動(dòng)點(diǎn),∴?4<x<0,∴當(dāng)x=?2時(shí),PE有最大值為2,此時(shí)PD有最大值為25故PD的最大值為45②分類(lèi)討論:情況一:當(dāng)△ACO∽△CPD時(shí),此時(shí)∠CAO=∠PCD,如下圖所示:此時(shí)PC∥x軸,∴P點(diǎn)與C點(diǎn)縱坐標(biāo)相等為2,將y=2代入y=?1∴?12x2?∴此時(shí)P坐標(biāo)為(?3,2);情況二:當(dāng)△ACO∽△PCD時(shí),∠ACO=∠ACP,如下圖所示:此時(shí)AC為∠PCO的角平分線,將△ACO沿AC翻折,使得點(diǎn)O落在點(diǎn)G處,此時(shí)G、P、C三點(diǎn)共線,設(shè)G(x,y),則GO的中點(diǎn)I坐標(biāo)為(x2,y2)在直線AC:由折疊得到GC2=OC2,∴x2聯(lián)立①、②兩式解得x1=?8∴G(?8設(shè)直線GC解析式為:y=kx+t,代入G(?85,∴165=?8∴直線GC解析式為:y=?34x+2y=?34x+2y=?1又P在第二象限,故x2∴此時(shí)P坐標(biāo)為(?3綜上所述,P坐標(biāo)為(?3,2)或(?3【解析】【分析】(1)先求出C(0,2)可得OC=2,根據(jù)黃金拋物線及OA=4OB,可求出OB=1,OA=4,即得A、B坐標(biāo),將其代入拋物線解析式中求出a、b值即可;
(2)①過(guò)P點(diǎn)作PH⊥x軸于H點(diǎn),交AC于E點(diǎn),利用三角形內(nèi)角和可求出∠P=∠CAO,從而得出cosP=PDPE=cos∠CAO=AOAC=255,即得PD=255PE,故要使得PD最大,只要PE最大即可.求出直線AC解析式為y=12【變式2】(2022九上·金東期末)已知拋物線y=1(1)當(dāng)△ABC為直角三角形時(shí),求△ABC的面積.(2)如圖,當(dāng)AP∥BC時(shí),過(guò)點(diǎn)P作PQ⊥x軸于點(diǎn)Q,求BQ的長(zhǎng);(3)當(dāng)以點(diǎn)A,B,P為頂點(diǎn)的三角形和△ABC相似時(shí)(不包括兩個(gè)三角形全等),求m的值.【答案】(1)解:由拋物線y=1令x=0,則y=-2,即C點(diǎn)坐標(biāo)為(0,-2),OC=2令y=0,則0=1∴OA=2,OB=m∴AB=m+2由勾股定理可得AC2=(-2-0)2+[0-(-2)]2=8,BC2=(m-0)2+[0-(-2)]2=m2+4∵當(dāng)△ABC為直角三角形時(shí),僅有∠ACB=90°∴AB2=AC2+BC2,即(m+2)2=8+m2+4,解得m=2∴AB=m+2=4∴△ABC的面積為:12·AB·OC=1(2)解:設(shè)BC所在直線的解析式為:y=kx+b則0=mk+b?2=b,解得∴BC所在直線的解析式為y=2m設(shè)直線AP的解析式為y=2m則有:0=2m×(-2)+c,即c=∴線AP的解析式為y=2mx+聯(lián)立y=1∴點(diǎn)P的縱坐標(biāo)為:2∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(m+2,2m+8m∴OQ=m+2∴BQ=OQ-OB=m+2-m=2.(3)解:∵點(diǎn)P為拋物線y=1∴設(shè)P(x,1m∵在△ABC中,∠BAC=45°∴當(dāng)以點(diǎn)A,B,P為頂點(diǎn)的三角形和△ABC相似時(shí),有三種情況:①(?。┤簟鰽BC∽△BAP∴BP又∵BP=AC∴△ABC∽△BAP不符合題意;(?、。┤簟鰽BP∽△CAB,∴BP過(guò)P作PQ⊥x軸于點(diǎn)Q,則∠PQB=90°∴∠BPQ=90°-∠PBQ=45°∴PQ=BQ=m-x由于PQ=1∴m?x=∴(∴x-m=0或1∴x=m(舍去),x=-m-2∴BQ=m-(-m-2)=2m+2∵PB=∴2∴m2-4m-4=0,解得:m=2?22或m=2+2∴m=2?22②當(dāng)∠PAB=∠BAC=45°時(shí),分兩種情況討論:(?。┤簟鰽BP∽△ABC,則APAB(?、。┤簟鰽BP∽△ACB,則APAB過(guò)P作PQ⊥x軸于點(diǎn)Q,則∠PQA=90°∴∠APQ=90°-∠PAB=45°∴PQ=AQ=x+2由于PQ=1∴x+2=∴x+21mx?m?1∴x=-2(舍去),x=2m∴AQ=2m+2∵AP=∴2∴m2-4m-4=0,解得:m=2?22(舍去)或m=∴m=2+22③當(dāng)∠APB=∠BAC=45°時(shí),分兩種情況討論:?。┻^(guò)點(diǎn)A作PM//BC交拋物線于點(diǎn)M,則∠MAB=∠ABC,∵∠MAB≠∠PAB,∴∠PAB≠∠ABC,∴△PAB與△BAC不相似;ⅱ)取點(diǎn)C關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)C',連接并延長(zhǎng)B∵∠PBA≠∠NBA,∴∠PBA≠∠CBA,∴△PAB與△BAC不相似;綜上,m的值為m=2?22或m=2+2【解析】【分析】(1)先求出C(0,-2)A(-2,0),點(diǎn)B(m,0),可得OA=2,OB=m,OC=2,從而得出AB=m+2,根據(jù)勾股定理AB2=AC2+BC2,據(jù)此建立關(guān)于m方程,求出m值即得AB,利用三角形的面積公式求解即可;
(2)利用待定系數(shù)法求出直線BC為y=2mx-2,根據(jù)AP∥BC可求出AP為y=2mx+4m,聯(lián)立拋物線解析式為方程組并解之,可得點(diǎn)P(m+2,2m+8m),即得OQ=m+2,利用BQ=OQ-OB即可求解;
(3)由于∠BAC=45°,分三種情況:①當(dāng)∠PBA=∠BAC=45°分兩種情況:若△ABC∽△BAP或若△ABP∽△CAB
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