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文檔簡介
2023學年二輪復習解答題專題三十五:拋物線上有關等腰直角三角形問題的探究典例分析例1(2022棗莊中考)(12分)如圖①,已知拋物線L:y=x2+bx+c的圖象經(jīng)過點A(0,3),B(1,0),過點A作AC∥x軸交拋物線于點C,∠AOB的平分線交線段AC于點E,點P是拋物線上的一個動點.(1)求拋物線的關系式;(2)若動點P在直線OE下方的拋物線上,連結PE、PO,當△OPE面積最大時,求出P點坐標;(3)將拋物線L向上平移h個單位長度,使平移后所得拋物線的頂點落在△OAE內(包括△OAE的邊界),求h的取值范圍;(4)如圖②,F(xiàn)是拋物線的對稱軸l上的一點,在拋物線上是否存在點P,使△POF成為以點P為直角頂點的等腰直角三角形?若存在,直接寫出所有符合條件的點P的坐標;若不存在,請說明理由.專題過關1.(2022吉林中考)如圖,在平面直角坐標系中,拋物線(,是常數(shù))經(jīng)過點,點.點在此拋物線上,其橫坐標為.(1)求此拋物線的解析式;(2)當點在軸上方時,結合圖象,直接寫出的取值范圍;(3)若此拋物線在點左側部分(包括點)的最低點的縱坐標為.①求值;②以為邊作等腰直角三角形,當點在此拋物線的對稱軸上時,直接寫出點的坐標.2.(2022陜師大附中三模)如圖,在平面直角坐標系中,拋物線M的表達式為y=﹣x2+2x,與x軸交于O、A兩點,頂點為點B.(1)求證:△OAB為等腰直角三角形:(2)已知點P在y軸上,且OP=1,點C在第一象限,△ABC為等腰直角三角形,將拋物線M進行平移,使其對稱軸經(jīng)過點C,請問平移后的拋物線能否經(jīng)過點P?如果能,求出平移方式;如果不能,說明理由.3.(2022西安高新一中三模)已知拋物線L:y=x2﹣4x+2,其頂點為C.(1)求點C的坐標;(2)若M為拋物線L上一點,拋物線L關于點M所在直線x=m對稱的拋物線為L',點C的對應點為C',在拋物線L上是否存在點M,使得△CMC′為等腰直角三角形?若存在,請求出點M的坐標;若不存在,請說明理由.4.(2022山西一模)如圖,在平面直角坐標系中,拋物線的圖象與坐標軸相交于A,B,C三點,其中A點坐標為,B點坐標為,連接,.動點P從A點出發(fā),在線段上以每秒個單位長度向點C做勻速運動;同時,動點Q從B點出發(fā),在段上以每秒1個單位長度向點A做勻速運動,當其中一點到達終點時,另一點隨之停止運動,連接,設運動時間為t秒.(1)________,________;(2)在P,Q運動的過程中,當t為何值時,四邊形的面積最小,最小值為多少?(3)在線段上方的拋物線上是否存在點M,使是以點P為直角頂點的等腰直角三角形?若存在,請求出點P的坐標;若不存在,請說明理由.5.(2022運城二模)如圖,已知拋物線與x軸交于點,兩點,與y軸交于點C,點P是直線BC下方拋物線上一動點,過點P作直線軸,交直線BC于點D,交x軸于點F,以PD為斜邊,在PD的右側作等腰直角.(1)求拋物線的表達式,并直接寫出直線BC的表達式;(2)設點P的橫坐標為m(),在點P運動的過程中,當?shù)妊苯堑拿娣e為9時,請求出m的值;(3)連接AC,該拋物線上是否存在一點M,使,若存在,請直接寫出所有符合條件的點M的坐標,若不存在,請說明理由.6.(2022太原二模)綜合與探究:如圖,已知直線和拋物線相交于點和點,與x軸相交于點C.
(1)求拋物線的函數(shù)表達式和點C的坐標;(2)已知點D的坐標為,判斷的形狀,并說明理由;(3)試探究在拋物線上是否存在點P,使得為等腰直角三角形,若存在,求出點P的坐標;若不存在,請說明理由.7.(2021懷化中考)(14分)如圖所示,拋物線與x軸交于A、B兩點,與y軸交于點C,且OA=2,OB=4,OC=8,拋物線的對稱軸與直線BC交于點M,與x軸交于點N.(1)求拋物線的解析式;(2)若點P是對稱軸上的一個動點,是否存在以P、C、M為頂點的三角形與△MNB相似?若存在,求出點P的坐標,若不存在,請說明理由;(3)D為CO的中點,一個動點G從D點出發(fā),先到達x軸上的點E,再走到拋物線對稱軸上的點F,最后返回到點C.要使動點G走過的路程最短,請找出點E、F的位置,寫出坐標,并求出最短路程.(4)點Q是拋物線上位于x軸上方的一點,點R在x軸上,是否存在以點Q為直角頂點的等腰Rt△CQR?若存在,求出點Q的坐標,若不存在,請說明理由.8.(2021廣安中考)如圖,在平面直角坐標系中,拋物線的圖象與坐標軸相交于、、三點,其中點坐標為,點坐標為,連接、.動點從點出發(fā),在線段上以每秒個單位長度向點做勻速運動;同時,動點從點出發(fā),在線段上以每秒1個單位長度向點做勻速運動,當其中一點到達終點時,另一點隨之停止運動,連接,設運動時間為秒.(1)求、的值;(2)在、運動的過程中,當為何值時,四邊形的面積最小,最小值為多少?(3)在線段上方的拋物線上是否存在點,使是以點為直角頂點的等腰直角三角形?若存在,請求出點的坐標;若不存在,請說明理由.9.(2021張家界中考)如圖,已知二次函數(shù)的圖象經(jīng)過點且與軸交于原點及點.
(1)求二次函數(shù)的表達式;(2)求頂點的坐標及直線的表達式;(3)判斷的形狀,試說明理由;(4)若點為上的動點,且的半徑為,一動點從點出發(fā),以每秒2個單位長度的速度沿線段勻速運動到點,再以每秒1個單位長度的速度沿線段勻速運動到點后停止運動,求點的運動時間的最小值.10.(2021上海中考)已知拋物線經(jīng)過點P(3,0)、Q(1,4).(1)求拋物線的解析式;(2)若點A在直線PQ上,過點A作AB⊥x軸于點B,以AB為斜邊在其左側作等腰直角三角形ABC,①當Q與A重合時,求C到拋物線對稱軸的距離;②若C落在拋物線上,求C的坐標.11.(2021衡陽中考)(12分)在平面直角坐標系中,如果一個點的橫坐標與縱坐標相等,則稱該點為“雁點”.例如(1,1),(2021,2021)…都是“雁點”.(1)求函數(shù)y=圖象上的“雁點”坐標;(2)若拋物線y=ax2+5x+c上有且只有一個“雁點”E,該拋物線與x軸交于M、N兩點(點M在點N的左側).當a>1時.①求c的取值范圍;②求∠EMN的度數(shù);(3)如圖,拋物線y=﹣x2+2x+3與x軸交于A、B兩點(點A在點B的左側),P是拋物線y=﹣x2+2x+3上一點,連接BP,以點P為直角頂點,構造等腰Rt△BPC,是否存在點P,使點C恰好為“雁點”?若存在,求出點P的坐標;若不存在,請說明理由.12.(2021隨州中考)(12分)在平面直角坐標系中,拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于點A(﹣1,0)和點B,與y軸交于點C,頂點D的坐標為(1,﹣4).(1)直接寫出拋物線的解析式;(2)如圖1,若點P在拋物線上且滿足∠PCB=∠CBD,求點P的坐標;(3)如圖2,M是直線BC上一個動點,過點M作MN⊥x軸交拋物線于點N,Q是直線AC上一個動點,當△QMN為等腰直角三角形時,直接寫出此時點M及其對應點Q的坐標.13.(2021黃石中考)(12分)拋物線y=ax2﹣2bx+b(a≠0)與y軸相交于點C(0,﹣3),且拋物線的對稱軸為x=3,D為對稱軸與x軸的交點.(1)求拋物線的解析式;(2)在x軸上方且平行于x軸的直線與拋物線從左到右依次交于E、F兩點,若△DEF是等腰直角三角形,求△DEF的面積;(3)若P(3,t)是對稱軸上一定點,Q是拋物線上的動點,求PQ的最小值(用含t的代數(shù)式表示).2023學年二輪復習解答題專題三十五:拋物線上有關等腰直角三角形問題的探究典例分析例1(2022棗莊中考)(12分)如圖①,已知拋物線L:y=x2+bx+c的圖象經(jīng)過點A(0,3),B(1,0),過點A作AC∥x軸交拋物線于點C,∠AOB的平分線交線段AC于點E,點P是拋物線上的一個動點.(1)求拋物線的關系式;(2)若動點P在直線OE下方的拋物線上,連結PE、PO,當△OPE面積最大時,求出P點坐標;(3)將拋物線L向上平移h個單位長度,使平移后所得拋物線的頂點落在△OAE內(包括△OAE的邊界),求h的取值范圍;(4)如圖②,F(xiàn)是拋物線的對稱軸l上的一點,在拋物線上是否存在點P,使△POF成為以點P為直角頂點的等腰直角三角形?若存在,直接寫出所有符合條件的點P的坐標;若不存在,請說明理由.【分析】(1)利用待定系數(shù)法可得拋物線的解析式;(2)過P作PG∥y軸,交OE于點G,設P(m,m2﹣4m+3),根據(jù)OE的解析式表示點G的坐標,表示PG的長,根據(jù)面積和可得△OPE的面積,利用二次函數(shù)的最值可得其最大值;(3)求出原拋物線的對稱軸和頂點坐標以及對稱軸與OE的交點坐標、與AE的交點坐標,用含h的代數(shù)式表示平移后的拋物線的頂點坐標,列出不等式組求出h的取值范圍;(4)存在四種情況:作輔助線,構建全等三角形,證明△OMP≌△PNF,根據(jù)|OM|=|PN|,列方程可得點P的坐標;同理可得其他圖形中點P的坐標.【解答】解:(1)∵拋物線L:y=x2+bx+c的圖象經(jīng)過點A(0,3),B(1,0),∴,解得,∴拋物線的解析式為:y=x2﹣4x+3;(2)如圖,過P作PG∥y軸,交OE于點G,設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),∴直線OE的解析式為: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,∴當m=時,△OPE面積最大,此時,P點坐標為(,﹣);(3)由y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,得拋物線l的對稱軸為直線x=2,頂點為(2,﹣1),拋物線L向上平移h個單位長度后頂點為F(2,﹣1+h).設直線x=2交OE于點DM,交AE于點N,則E(2,3),∵直線OE的解析式為:y=x,∴M(2,2),∵點F在△OAE內(包括△OAE的邊界),∴2≤﹣1+h≤3,解得3≤h≤4;(4)設P(m,m2﹣4m+3),分四種情況:①當P在對稱軸的左邊,且在x軸下方時,如圖,過P作MN⊥y軸,交y軸于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),則﹣m2+4m﹣3=2﹣m,解得:m=(舍)或,∴P的坐標為(,);②當P在對稱軸的左邊,且在x軸上方時,同理得:2﹣m=m2﹣4m+3,解得:m1=(舍)或m2=,∴P的坐標為(,);③當P在對稱軸的右邊,且在x軸下方時,如圖,過P作MN⊥x軸于N,過F作FM⊥MN于M,同理得△ONP≌△PMF,∴PN=FM,則﹣m2+4m﹣3=m﹣2,解得:m=或m2=(舍);P的坐標為(,);④當P在對稱軸的右邊,且在x軸上方時,如圖,同理得m2﹣4m+3=m﹣2,解得:m=或(舍),P的坐標為:(,);綜上所述,點P的坐標是:(,)或(,)或(,)或(,).【點評】本題屬于二次函數(shù)綜合題,主要考查了二次函數(shù)的綜合應用,二次函數(shù)的圖象與性質及圖形的平移,全等三角形的判定與性質以及解一元二次方程的方法,運用分類討論思想和方程的思想解決問題的關鍵.專題過關1.(2022吉林中考)如圖,在平面直角坐標系中,拋物線(,是常數(shù))經(jīng)過點,點.點在此拋物線上,其橫坐標為.(1)求此拋物線的解析式;(2)當點在軸上方時,結合圖象,直接寫出的取值范圍;(3)若此拋物線在點左側部分(包括點)的最低點的縱坐標為.①求值;②以為邊作等腰直角三角形,當點在此拋物線的對稱軸上時,直接寫出點的坐標.【答案】(1)(2)或(3)①或3;②或或【解析】【分析】(1)根據(jù)點的坐標,利用待定系數(shù)法即可得;(2)先根據(jù)拋物線的解析式求出此拋物線與軸的另一個交點坐標為,再畫出函數(shù)圖象,由此即可得;(3)①先求出拋物線的對稱軸和頂點坐標、以及點的坐標,再分和兩種情況,分別畫出函數(shù)圖象,利用函數(shù)的增減性求解即可得;②設點的坐標為,分和兩種情況,分別根據(jù)等腰直角三角形的定義建立方程組,解方程組即可得.【小問1詳解】解:將點代入得:,解得,則此拋物線的解析式為.【小問2詳解】解:對于二次函數(shù),當時,,解得或,則此拋物線與軸的另一個交點坐標為,畫出函數(shù)圖象如下:則當點在軸上方時,的取值范圍為或.【小問3詳解】解:①二次函數(shù)對稱軸為直線,頂點坐標為,當時,,即,(Ⅰ)如圖,當時,當時,隨的增大而減小,則此時點即為最低點,所以,解得或(不符題設,舍去);(Ⅱ)如圖,當時,當時,隨的增大而減??;當時,隨的增大而增大,則此時拋物線的頂點即為最低點,所以,解得,符合題設,綜上,的值為或3;②設點的坐標為,由題意,分以下兩種情況:(Ⅰ)如圖,當時,設對稱軸直線與軸的交點為點,則在等腰中,只能是,垂直平分,且,(等腰三角形的三線合一),,解得,則此時點的坐標為或;(Ⅱ)當時,由(3)①可知,此時,則點,,,,當時,是等腰直角三角形,則,即,方程組無解,所以此時不存在符合條件的點;當時,是等腰直角三角形,則,即,解得,所以此時點的坐標為;當時,是等腰直角三角形,則,即,方程組無解,所以此時不存在符合條件的點;綜上,點的坐標為或或.【點睛】本題考查了二次函數(shù)的幾何應用、等腰直角三角形、一元二次方程的應用等知識點,熟練掌握二次函數(shù)的圖象與性質是解題關鍵.2.(2022陜師大附中三模)如圖,在平面直角坐標系中,拋物線M的表達式為y=﹣x2+2x,與x軸交于O、A兩點,頂點為點B.(1)求證:△OAB為等腰直角三角形:(2)已知點P在y軸上,且OP=1,點C在第一象限,△ABC為等腰直角三角形,將拋物線M進行平移,使其對稱軸經(jīng)過點C,請問平移后的拋物線能否經(jīng)過點P?如果能,求出平移方式;如果不能,說明理由.【答案】(1)見詳解(2)將拋物線M向右平移個單位,再向上平移個點,得過點C1和點P的拋物線;拋物線M向右平移個單位,再向上平移得出過點C2和點P的拋物線;拋物線M向右平移個單位。再向上平移個單位,得點過點C3與P的拋物線【解析】【分析】(1)將拋物線M配方為頂點式得出拋物線的對稱軸為x=2,拋物線的頂點B(2,2),然后求出點A(4,0),根據(jù)對稱軸求出點E(2,O),BE⊥OA,證明△OEB為等腰直角三角形,再證△AEB為等腰直角三角形即可;(2)根據(jù)△ABC為等腰直角三角形,分以下三種情況,以AB為直角邊,點B為直角頂點,將AB繞點B逆時針旋轉90°,得出點C1(4,4)將拋物線M向右平移2個單位,再向上平移2個點,得出以C1為頂點的拋物線為,以AB為直角邊,以點A直角頂點,將AB繞點A順時針旋轉90°,得AC2,求出點C2(6,2),拋物線M向右平移4個單位得出過頂點C2的拋物線;以AB為斜邊,點C3為直角頂點,點C3在AC1的中點,C3(4,2)即可.【小問1詳解】解:拋物線M的表達式為,∴拋物線的對稱軸為x=2,拋物線的頂點B(2,2),拋物線與x軸的交點,解得:,∴點A(4,0),∵拋物線對稱軸為x=2,∴點E(2,O),BE⊥OA,∵OE=BE=2,∠OEB=90°,∴△OEB為等腰直角三角形,∴∠BOE=∠OBE=45°,∵AE=OA-OE=4-2=2,∴BE=AE,∠AEB=90°,∴△AEB為等腰直角三角形,∴∠EBA=∠EAB=45°,∴∠BOE=∠OBE=∠EBA=∠EAB=45°,∴OB=AB,∠OBA=∠OBE+∠ABE=45°+45°=90°,∴△OAB為等腰直角三角形【小問2詳解】解:∵△ABC為等腰直角三角形,分以下三種情況,以AB為直角邊,點B為直角頂點,將AB繞點B逆時針旋轉90°,∴∠BAC1=45°,∴∠CAO=∠OAB+∠C1AB=45°+45°=90°,∴CA⊥x軸,∵∠OBA+∠ABC1=90°+90°=180°,∴點O、B、C1三點共線,∵∠C1OA=45°,∴△OAC1為等腰直角三角形,∴C1A=OA=4,∴點C1(4,4)∵OP=1,∴點P(0,1)設過點P與C1形狀與M斜體的拋物線解析式為,代入坐標得解得∴,將拋物線M向右平移個單位,再向上平移個點,得過點C1和點P的拋物線以AB為直角邊,以點A直角頂點,將AB繞點A順時針旋轉90°,得AC2,∵∠C2BA=45°=∠BAO,∴BC2∥OA,∠OBA=∠C2AB,∴AC2∥OB,∴四邊形OBC2A,∴BC2=OA=4,∴點C2橫坐標為OE+BC2=2+4=6,∴點C2(6,2),∴點P(0,1)設過點P與C2形狀與M斜體的拋物線解析式為,代入坐標得解得∴∴,∴拋物線M向右平移個單位,再向上平移得出過點C2和點P的拋物線;以AB為斜邊,點C3為直角頂點,點C3在AC1的中點,C3(4,2)∵點P(0,1)設過點P與C3形狀與M斜體的拋物線解析式為,代入坐標得解得∴∴,∴拋物線M向右平移個單位。再向上平移個單位,得點過點C3與P的拋物線【點睛】本題考查圖形與坐標,待定系數(shù)法求拋物線解析式,二次函數(shù)的性質,等腰直角三角形,圖形旋轉,拋物線平移,掌握圖形與坐標,待定系數(shù)法求拋物線解析式,二次函數(shù)的性質,等腰直角三角形,圖形旋轉,拋物線平移是解題關鍵.3.(2022西安高新一中三模)已知拋物線L:y=x2﹣4x+2,其頂點為C.(1)求點C的坐標;(2)若M為拋物線L上一點,拋物線L關于點M所在直線x=m對稱的拋物線為L',點C的對應點為C',在拋物線L上是否存在點M,使得△CMC′為等腰直角三角形?若存在,請求出點M的坐標;若不存在,請說明理由.【答案】(1)(2)存在,或【解析】【分析】(1)化成頂點式即可求得;(2)設,根據(jù)點C的坐標為,拋物線L關于點M所在直線x=m對稱的拋物線為L',可得點C的對應點C'的坐標為,可證得等腰三角形,再根據(jù)為等腰直角三角形,可得,解此方程即可求得.【小問1詳解】解:,點C的坐標為;【小問2詳解】解:存在;點M在拋物線L:上,設,點C的坐標為,拋物線L關于點M所在直線x=m對稱的拋物線為L',點C的對應點C'的坐標為,點C、C'關于直線x=m對稱,點M在直線x=m上,等腰三角形,要使為等腰直角三角形,則,即,當時,解得m=3或m=2(舍去),此時點M的坐標為;當時,解得m=1或m=2(舍去),此時點M的坐標為,綜上所述,存在滿足條件的點M,且當點M的坐標為或時,等腰直角三角形.【點睛】本題考查了二次函數(shù)的圖象與性質,等腰直角三角形的判定與性質,坐標與圖形,軸對稱圖形的性質,采用數(shù)形結合的思想是解決此類題的關鍵.4.(2022山西一模)如圖,在平面直角坐標系中,拋物線的圖象與坐標軸相交于A,B,C三點,其中A點坐標為,B點坐標為,連接,.動點P從A點出發(fā),在線段上以每秒個單位長度向點C做勻速運動;同時,動點Q從B點出發(fā),在段上以每秒1個單位長度向點A做勻速運動,當其中一點到達終點時,另一點隨之停止運動,連接,設運動時間為t秒.(1)________,________;(2)在P,Q運動的過程中,當t為何值時,四邊形的面積最小,最小值為多少?(3)在線段上方的拋物線上是否存在點M,使是以點P為直角頂點的等腰直角三角形?若存在,請求出點P的坐標;若不存在,請說明理由.【答案】(1);(2)當t=2時,四邊形BCPQ的面積最小,即為4;(3)【解析】【分析】(1)利用待定系數(shù)法求解即可;(2)過點P作PE⊥x軸,垂足為E,利用表示出四邊形BCPQ的面積,求出t的范圍,利用二次函數(shù)的性質求出最值即可;(3)畫出圖形,過點P作x軸的垂線,交x軸于E,過M作y軸的垂線,與EP交于F,證明△PFM≌△QEP,得到MF=PE=t,PF=QE=4-2t,得到點M的坐標,再代入二次函數(shù)表達式,求出t值,即可算出M的坐標.【詳解】解:∵拋物線的圖象與坐標軸相交于A,B,C三點,其中A點坐標為,B點坐標為,∴,解得:;(2)由(1)得:拋物線的解析式為,當時,,∴點C(0,3),∴OC=3,∵A點坐標為,∴OA=3,∴OA=OC,∴△AOC為等腰直角三角形,∴∠OAC=∠OCA=45°,由題意得:,BQ=t,則OQ=1-t,∴點Q(-1+t,0),如圖,過點P作PE⊥x軸于點E,∴∠APE=45°,∴∠APE=∠OAC,∴PE=AE,∵PE2+AE2=AP2,∴,∴OE=OA-AE=3-t,∴點E(3-t,0),∴,∵當其中一點到達終點時,另一點隨之停止運動,,∴0≤t≤3,∴當t=2時,四邊形BCPQ的面積最小,即為4;(3)存在,理由如下:假設點M是線段AC上方的拋物線上的點,如圖,過點P作x軸的垂線,交x軸于E,過M作y軸的垂線,與EP交于F,連接MQ,MP,∵△PMQ是等腰直角三角形,PM=PQ,∠MPQ=90°,∴∠MPF+∠QPE=90°,又∠MPF+∠PMF=90°,∴∠PMF=∠QPE,在△PFM和△QEP中,∵∠F=∠QEP,∠PMF=∠QPE,PM=PQ,∴△PFM≌△QEP(AAS),∴MF=PE=t,PF=QE=4-2t,∴EF=4-2t+t=4-t,又OE=3-t,∴點M的坐標為(3-2t,4-t),∵點M在拋物線y=-x2+2x+3上,∴4-t=-(3-2t)2+2(3-2t)+3,解得:或(舍去),∴,即點M的坐標為,∴在線段上方的拋物線上存在點,使是以點P為直角頂點的等腰直角三角形.【點睛】本題考查了二次函數(shù)綜合,涉及到全等三角形的判定和性質,等腰直角三角形的性質,三角形面積,用方程的思想解決問題是解本題的關鍵.5.(2022運城二模)如圖,已知拋物線與x軸交于點,兩點,與y軸交于點C,點P是直線BC下方拋物線上一動點,過點P作直線軸,交直線BC于點D,交x軸于點F,以PD為斜邊,在PD的右側作等腰直角.(1)求拋物線的表達式,并直接寫出直線BC的表達式;(2)設點P的橫坐標為m(),在點P運動的過程中,當?shù)妊苯堑拿娣e為9時,請求出m的值;(3)連接AC,該拋物線上是否存在一點M,使,若存在,請直接寫出所有符合條件的點M的坐標,若不存在,請說明理由.【答案】(1),(2)當或6時,的面積為9(3)存在.點M的坐標為或【解析】【分析】(1)利用待定系數(shù)法求出拋物線的解析式,再求出點坐標,然后利用待定系數(shù)法求直線的表達式即可;(2)設出、,然后根據(jù)兩點間距離公式表示出長,解法一:再根據(jù)等腰三角形的性質列出的面積表達式,結合面積為建立方程求解,即可解決問題;解法二:利用,根據(jù)相似三角形的性質列比例式建立方程求解,即可解決問題;解法三:根據(jù)等腰直角三角形的性質推出,依此建立方程求解,即可解決問題;(3)分點在的上方和點在的下方兩種情況討論,根據(jù)題意畫出圖形,構造三角形全等,求出直線上的一點坐標,則可利用待定系數(shù)法求出直線的解析式,最后和拋物線的解析式聯(lián)立求解,即可求出點的坐標.小問1詳解】解:將,分別代入中,得解得,∴該拋物線的表達式為,當,,∴,設直線的解析式為,∴,解得,∴直線的表達式為:;【小問2詳解】解法一:依題得,,∴,過點F作于N,∵是等腰直角三角形,PD為斜邊,∴∴,∴,∴,∴解得,,又∵∴當或6時,的面積為9;解法二:依題得,,∴,在中,當時,,∴.∴,又∵.∴,∴為等腰直角三角形,由勾股定理得,∴,.∴即.∴,∴,解得,,又∵,∴當或6時,的面積為9;解法三:解:依題得,,∴,過點F作于N,∵是等腰直角三角形,PD為斜邊,∴,∴,∴,∴,∴,∴(取正),∴,解得,,又∵,∴當或6時,的面積為9;【小問3詳解】解:存在,理由如下:由(2)得為等腰直角三角形,∴①如圖,當點在的上方時,設與與軸交于一點,
∵,∴,∵,∵,∴,∴,∴,設直線的函數(shù)式為,則,解得,∴,則,解得或(舍去),∴此時點的坐標為;②如圖,當點在的下方時,過作軸的垂線,過作軸的垂線,兩條垂線交于一點,作,交拋物線與點,
由(2)得為等腰直角三角形,∴,∴,即,∵∴,又∵,∵,∴四邊形正方形,∵,∴,∴,∴,∴,設直線函數(shù)式為,∴,解得,∴,則,解得或(舍去);綜上所述,點M的坐標為或.【點睛】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了二次函數(shù)與一次函數(shù)的交點問題,二次函數(shù)的動態(tài)幾何問題,二次函數(shù)與面積的綜合,全等三角形的判定和性質,相似三角形的判定和性質以及正方形的性質,解題的關鍵是能夠綜合運用所學的數(shù)學知識解決問題.6.(2022太原二模)綜合與探究:如圖,已知直線和拋物線相交于點和點,與x軸相交于點C.
(1)求拋物線的函數(shù)表達式和點C的坐標;(2)已知點D的坐標為,判斷的形狀,并說明理由;(3)試探究在拋物線上是否存在點P,使得為等腰直角三角形,若存在,求出點P的坐標;若不存在,請說明理由.【答案】(1),點C的坐標為(2)是等腰直角三角形,理由見解析(3)存在,或【解析】【分析】(1)將點和點代入中,求出的值,進而可得拋物線的函數(shù)表達式,把代入中,解得,進而可得點C的坐標;(2)如圖,過點A和點C分別作x軸的垂線AE,CF,與過點D的x軸的平行線相交于點E,F(xiàn),則,,,,,,,可知,,證明,則,,,進而可證是等腰直角三角形;(3)設點P的坐標為,則,,,由題意知,分三種情況求解:①當時,,求解滿足要求的,進而可得點坐標;②當時,,求解滿足要求的,進而可得點坐標;③當時,且,有,由(2)可知,P為(2)中的點D或點D關于AC的對稱點,這兩點都不在拋物線上;整理可得滿足要求的點坐標.【小問1詳解】解:∵點和點在拋物線上,∴解得∴拋物線的函數(shù)表達式為;把代入中得,,解得∴點C的坐標為.【小問2詳解】解:是等腰直角三角形.理由如下:如圖,過點A和點C分別作x軸的垂線AE,CF,與過點D的x軸的平行線相交于點E,F(xiàn),
∴,,∴∵,,∴,,,∴,在和中∵∴∴,∴∴∴是等腰直角三角形.【小問3詳解】解:存在.設點P的坐標為∵,∴,,由題意知,分三種情況求解:①當時,,即解得(不合題意,舍去),∴當時,,∴,即此時為等腰直角三角形∴;②當時,,即解得(不合題意,舍去),當時,,∴,即此時為等腰直角三角形∴;③當時,且,有由(2)可知,P為(2)中的點D或點D關于AC的對稱點,∴這兩點都不在拋物線上綜上所述,存在點或,使得為等腰直角三角形.【點睛】本題考查了二次函數(shù)解析式,全等三角形的判定與性質,等腰三角形的判定與性質,勾股定理,二次函數(shù)與幾何綜合.解題的關鍵在于對知識的熟練掌握與靈活運用.7.(2021懷化中考)(14分)如圖所示,拋物線與x軸交于A、B兩點,與y軸交于點C,且OA=2,OB=4,OC=8,拋物線的對稱軸與直線BC交于點M,與x軸交于點N.(1)求拋物線的解析式;(2)若點P是對稱軸上的一個動點,是否存在以P、C、M為頂點的三角形與△MNB相似?若存在,求出點P的坐標,若不存在,請說明理由;(3)D為CO的中點,一個動點G從D點出發(fā),先到達x軸上的點E,再走到拋物線對稱軸上的點F,最后返回到點C.要使動點G走過的路程最短,請找出點E、F的位置,寫出坐標,并求出最短路程.(4)點Q是拋物線上位于x軸上方的一點,點R在x軸上,是否存在以點Q為直角頂點的等腰Rt△CQR?若存在,求出點Q的坐標,若不存在,請說明理由.【解答】解:(1)由題意得,點A、B、C的坐標分別為(﹣2,0)、(4,0)、(0,8),設拋物線的表達式為y=ax2+bx+c,則,解得,故拋物線的表達式為y=﹣x2+2x+8;(2)存在,理由:當∠CP′M為直角時,則以P、C、M為頂點的三角形與△MNB相似時,則P′C∥x軸,則點P′的坐標為(1,8);當∠PCM為直角時,在Rt△OBC中,設∠CBO=α,則tan∠CBO==2=tanα,則sinα=,cosα=,在Rt△NMB中,NB=4﹣1=3,則BM==3,同理可得,MN=6,由點B、C的坐標得,BC==4,則CM=BC=MB=,在Rt△PCM中,∠CPM=∠OBC=α,則PM===,則PN=MN+PM=6+=,故點P的坐標為(1,),故點P的坐標為(1,8)或(1,);(3)∵D為CO的中點,則點D(0,4),作點C關于函數(shù)對稱軸的對稱點C′(2,8),作點D關于x軸的對稱點D′(0,﹣4),連接C′D′交x軸于點E,交函數(shù)的對稱軸于點F,則點E、F為所求點,理由:G走過的路程=DE+EF+FC=D′E+EF+FC′=C′D′為最短,由點C′、D′的坐標得,直線C′D′的表達式為y=6x﹣4,對于y=6x﹣4,當y=6x﹣4=0時,解得x=,當x=1時,y=2,故點E、F的坐標分別為(,0)、(1,2);G走過的最短路程為C′D′==2;(4)存在,理由:設點Q的坐標為(x,﹣x2+2x+8),故點Q作y軸的平行線交x軸于點N,交過點C與x軸的平行線于點M,∵∠MQC+∠RQN=90°,∠RQN+∠QRN=90°,∴∠MQC=∠QRE,∵∠ANQ=∠QMC=90°,QR=QC,∴△ANQ≌△QMC(AAS),∴QN=CM,即x=﹣x2+2x+8,解得x=(不合題意的值已舍去),故點Q的坐標為(,).8.(2021廣安中考)如圖,在平面直角坐標系中,拋物線的圖象與坐標軸相交于、、三點,其中點坐標為,點坐標為,連接、.動點從點出發(fā),在線段上以每秒個單位長度向點做勻速運動;同時,動點從點出發(fā),在線段上以每秒1個單位長度向點做勻速運動,當其中一點到達終點時,另一點隨之停止運動,連接,設運動時間為秒.(1)求、的值;(2)在、運動的過程中,當為何值時,四邊形的面積最小,最小值為多少?(3)在線段上方的拋物線上是否存在點,使是以點為直角頂點的等腰直角三角形?若存在,請求出點的坐標;若不存在,請說明理由.【答案】(1)b=2,c=3;(2)t=2,最小值為4;(3)(,)【解析】【分析】(1)利用待定系數(shù)法求解即可;(2)過點P作PE⊥x軸,垂足為E,利用S四邊形BCPQ=S△ABC-S△APQ表示出四邊形BCPQ的面積,求出t的范圍,利用二次函數(shù)的性質求出最值即可;(3)畫出圖形,過點P作x軸的垂線,交x軸于E,過M作y軸的垂線,與EP交于F,證明△PFM≌△QEP,得到MF=PE=t,PF=QE=4-2t,得到點M的坐標,再代入二次函數(shù)表達式,求出t值,即可算出M的坐標.【詳解】解:(1)∵拋物線y=-x2+bx+c經(jīng)過點A(3,0),B(-1,0),則,解得:;(2)由(1)得:拋物線表達式為y=-x2+2x+3,C(0,3),A(3,0),∴△OAC是等腰直角三角形,由點P運動可知:AP=,過點P作PE⊥x軸,垂足為E,∴AE=PE==t,即E(3-t,0),又Q(-1+t,0),∴S四邊形BCPQ=S△ABC-S△APQ==∵當其中一點到達終點時,另一點隨之停止運動,AC=,AB=4,∴0≤t≤3,∴當t==2時,四邊形BCPQ的面積最小,即為=4;(3)∵點M是線段AC上方的拋物線上的點,如圖,過點P作x軸的垂線,交x軸于E,過M作y軸的垂線,與EP交于F,∵△PMQ是等腰直角三角形,PM=PQ,∠MPQ=90°,∴∠MPF+∠QPE=90°,又∠MPF+∠PMF=90°,∴∠PMF=∠QPE,在△PFM和△QEP中,,∴△PFM≌△QEP(AAS),∴MF=PE=t,PF=QE=4-2t,∴EF=4-2t+t=4-t,又OE=3-t,∴點M的坐標為(3-2t,4-t),∵點M在拋物線y=-x2+2x+3上,∴4-t=-(3-2t)2+2(3-2t)+3,解得:t=或(舍),∴M點的坐標為(,).【點睛】本題考查了二次函數(shù)綜合,涉及到全等三角形判定和性質,等腰直角三角形的性質,三角形面積,用方程的思想解決問題是解本題的關鍵.9.(2021張家界中考)如圖,已知二次函數(shù)的圖象經(jīng)過點且與軸交于原點及點.
(1)求二次函數(shù)的表達式;(2)求頂點的坐標及直線的表達式;(3)判斷的形狀,試說明理由;(4)若點為上的動點,且的半徑為,一動點從點出發(fā),以每秒2個單位長度的速度沿線段勻速運動到點,再以每秒1個單位長度的速度沿線段勻速運動到點后停止運動,求點的運動時間的最小值.【答案】(1);(2),;(3)等腰直角三角形,理由見解析;(4)【解析】【分析】(1)根據(jù)已知條件,運用待定系數(shù)法直接列方程組求解即可;(2)根據(jù)(1)中二次函數(shù)解析式,直接利用頂點坐標公式計算即可,再根據(jù)點A、B坐標求出AB解析式即可;(3)根據(jù)二次函數(shù)對稱性可知為等腰三角形,再根據(jù)O、A、B三點坐標,求出三條線段的長,利用勾股定理驗證即可;(4)根據(jù)題意可知動點的運動時間為,在上取點,使,可證明,根據(jù)相似三角形比例關系得,即,當、、三點共線時,取得最小值,再根據(jù)等腰直角三角形的性質以及勾股定理進一步計算即可.【詳解】解:(1)二次函數(shù)的圖象經(jīng)過,且與軸交于原點及點∴,二次函數(shù)表達式可設為:將,代入得:解這個方程組得∵二次函數(shù)的函數(shù)表達式為(2)∵點為二次函數(shù)圖像的頂點,∴,∴頂點坐標為:,設直線的函數(shù)表達式為,則有:解之得:∴直線的函數(shù)表達式為(3)是等腰直角三角形,過點作于點,易知其坐標為∵的三個頂點分別是,,,∴,且滿足∴是等腰直角三角形(4)如圖,以為圓心,為半徑作圓,則點在圓周上,依題意知:動點的運動時間為在上取點,使,連接,則和中,滿足:,,∴,∴,從而得:∴顯然當、、三點共線時,取得最小值,過點作于點,由于,且為等腰直角三角形,則有,,∴動點的運動時間的最小值為:.【點睛】本題主要考查待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,拋物線頂點坐標,等腰直角三角形的性質與判定,相似三角形的判定與性質等知識點,將運動時間的最小值轉換為線段長度的最小值是解題的關鍵.10.(2021上海中考)已知拋物線經(jīng)過點P(3,0)、Q(1,4).(1)求拋物線的解析式;(2)若點A在直線PQ上,過點A作AB⊥x軸于點B,以AB為斜邊在其左側作等腰直角三角形ABC,①當Q與A重合時,求C到拋物線對稱軸的距離;②若C落在拋物線上,求C的坐標.【考點】二次函數(shù)綜合題【解答】解:(1)將P(3,0)、Q(1,4)兩點分別帶入,得,解出:,故拋物線的解析式是(2)①如圖2,拋物線的對稱軸是y軸,當Q與A重合時,AB=4,作CH⊥AB于H,∵△ABC是等腰直角三角形∴CH=AH=BH=2∴C到拋物線對稱軸的距離為1②如圖3,由P(3,0)、Q(1,4)得到直線PQ的解析式為y=-2x+6設A(m,-2m+6),則AB=|-2m+6|,∴CH=AH=BH=|-m+3|當m<3時,=2m-3,=-m+3,將點C(2m-3,-m+3)代入中,解出:m=或m=3(與點B重合,舍)此時:=-2,=,故:C(-2,)當m>3時,同理得到C(3,0),此時A(3,0)與P重合,不合題意,舍去綜上可知:C點的坐標是(-2,)【點評】本題考查了二次函數(shù)的綜合題:熟練掌握二次函數(shù)圖象上點的坐標特征、二次函數(shù)的性質和等腰直角三角形的性質;會利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式;理解坐標與圖形性質;會運用分類討論的思想解決數(shù)學問題.11.(2021衡陽中考)(12分)在平面直角坐標系中,如果一個點的橫坐標與縱坐標相等,則稱該點為“雁點”.例如(1,1),(2021,2021)…都是“雁點”.(1)求函數(shù)y=圖象上的“雁點”坐標;(2)若拋物線y=ax2+5x+c上有且只有一個“雁點”E,該拋物線與x軸交于M、N兩點(點M在點N的左側).當a>1時.①求c的取值范圍;②求∠EMN的度數(shù);(3)如圖,拋物線y=﹣x2+2x+3與x軸交于A、B兩點(點A在點B的左側),P是拋物線y=﹣x2+2x+3上一點,連接BP,以點P為直角頂點,構造等腰Rt△BPC,是否存在點P,使點C恰好為“雁點”?若存在,求出點P的坐標;若不存在,請說明理由.【分析】(1)由題意得:x=,解得x=±2,即可求解;(2)①由△=25﹣4ac=0,即ac=4,即可求解;②求出點M的坐標為(﹣,0)、點E的坐標為(﹣,﹣),即可求解;(3)證明△CMP≌△PNB(AAS),則PM=BN,CM=PN,即可求解.【解答】解:(1)由題意得:x=,解得x=±2,當x=±2時,y==±2,故“雁點”坐標為(2,2)或(﹣2,﹣2);(2)①∵“雁點”的橫坐標與縱坐標相等,故“雁點”的函數(shù)表達式為y=x,∵物線y=ax2+5x+c上有且只有一個“雁點”E,則ax2+5x+c=x,則△=25﹣4ac=0,即ac=4,∵a>1,故c<4;②∵ac=4,則ax2+5x+c=0為ax2+5x+=0,解得x=﹣或﹣,即點M的坐標為(﹣,0),由ax2+5x+c=x,ac=4,解得x=﹣,即點E的坐標為(﹣,﹣),故點E作EH⊥x軸于點H,則HE=,MH=xE﹣xM=﹣﹣(﹣)==HE,故∠EMN的度數(shù)為45°;(3)存在,理由:由題意知,點C在直線y=x上,故設點C的坐標為(t,t),過點P作x軸的平行線交過點C與y軸的平行線于點M,交過點B與y軸的平行線于點N,設點P的坐標為(m,﹣m2+2m+3),則BN=﹣m2+2m+3,PN=3﹣m,PM=m﹣t,CM=﹣m2+2m+3﹣t,∵∠NPB+∠MPC=90°,∠MPC+∠CPM=90°,∴∠NPB=∠CPM,∵∠CMP=∠PNB=90°,PC=PB,∴△CMP≌△PNB(AAS),∴PM=BN,CM=PN,即m﹣t=|﹣m2+2m+3|,﹣m2+2m+3﹣t=|3﹣m|,解得m=1+(舍去)或1﹣或,故點P的坐標為(,)或(,).12.(2021隨州中考)(12分)在平面直角坐標系中,拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于點A(﹣1,0)和點B,與y軸交于點C,頂點D的坐標為(1,﹣4).(1)直接寫出拋物線的解析式;(2)如圖1,若點P在拋物線上且滿足∠PCB=∠CBD,求點P的坐標;(3)如圖2,M是直線BC上一個動點,過點M作MN⊥x軸交拋物線于點N,Q是直線AC上一個動點,當△QMN為等腰直角三角形時,直接寫出此時點M及其對應點Q的坐標.【分析】(1)根據(jù)頂點的坐標,設拋物線的解析式為y=a(x﹣1)2﹣4,將點A(﹣1,0)代入,求出a即可得出答案;(2)利用待定系數(shù)法求出直線BD解析式為y=2x﹣6,過點C作CP1∥BD,交拋物線于點P1,再運用待定系數(shù)法求出直線CP1的解析式為y=2x﹣3,聯(lián)立方程組即可求出P1(4,5),過點B作y軸平行線,過點C作x軸平行線交于點G,證明△OCE≌△GCF(ASA),運用待定系數(shù)法求出直線CF解析式為y=x﹣3,即可求出P2(,﹣);(3)利用待定系數(shù)法求出直線AC解析式為y=﹣3x﹣3,直線BC解析式為y=x﹣3,再分以下三種情況:①當△QMN是以NQ為斜邊的等腰直角三角形時,②當△QMN是以MQ為斜邊的等腰直角三角形時,③當△QMN是以MN為斜邊的等腰直角三角形時,分別畫出圖形結合圖形進行計算即可.【解答】解:(1)∵頂點D的坐標為(1,﹣4),∴設拋物線的解析式為y=a(x﹣1)2﹣4,將點A(﹣1,0)代入,得0=a(﹣1﹣1)2﹣4,解得:a=1,∴y=(x﹣1)2﹣4=x2﹣2x﹣3,∴該拋物線的解析式為y=x2﹣2x﹣3;(2)∵拋物線對稱軸為直線x=1,A(﹣1,0),∴B(3,0),設直線BD解析式為y=kx+e,∵B(3,0),D(1,﹣4),∴,解得:,∴直線B
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