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文檔簡介
專題11二次函數(shù)的圖像與性質(zhì)(二)目錄熱點(diǎn)題型歸納 1題型01二次函數(shù)中等腰三角形存在性問題 1題型02二次函數(shù)中直角三角形存在性問題 13題型03二次函數(shù)中相似三角形存在性問題 21題型04二次函數(shù)中等角存在性問題 29題型05二次函數(shù)中二倍角、半角存在性問題 39題型06二次函數(shù)中特殊角存在性問題 49中考練場 60 題型01二次函數(shù)中等腰三角形存在性問題【解題策略】問題分情況找點(diǎn)畫圖解法已知點(diǎn)A,B和直線l,在l上求點(diǎn)P,使△PAB為等腰三角形以AB為腰分別以點(diǎn)A,B為圓心,以AB長為半徑畫圓,與已知直線的交點(diǎn)P1,P2,P3,P4即為所求分別表示出點(diǎn)A,B,P的坐標(biāo),再表示出線段AB,BP,AP的長度,由①AB=AP;②AB=BP;③BP=AP列方程解出坐標(biāo)以AB為底作線段AB的垂直平分線,與已知直線的交點(diǎn)P5即為所求問題總結(jié):1)兩定一動:動點(diǎn)可在直線上、拋物線上;2)一定兩動:兩動點(diǎn)必有關(guān)聯(lián),可表示線段長度列方程求解;3)三動點(diǎn):分析可能存在的特殊邊、角,以此為突破口.【典例分析】例1.(2022·貴州)如圖,拋物線y=ax2+2x+c的對稱軸是直線x=1,與x軸交于點(diǎn)A,B3,0,與y軸交于點(diǎn)(1)求此拋物線的解析式;(2)已知點(diǎn)D是第一象限內(nèi)拋物線上的一個動點(diǎn),過點(diǎn)D作DM⊥x軸,垂足為點(diǎn)M,DM交直線BC于點(diǎn)N,是否存在這樣的點(diǎn)N,使得以A,C,N為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形.若存在,請求出點(diǎn)N的坐標(biāo),若不存在,請說明理由;(3)已知點(diǎn)E是拋物線對稱軸上的點(diǎn),在坐標(biāo)平面內(nèi)是否存在點(diǎn)F,使以點(diǎn)B、C、E、F為頂點(diǎn)的四邊形為矩形,若存在,請直接寫出點(diǎn)F的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)y=?(2)存在這樣的點(diǎn)N(2,1)或5,?5+3或52,12(3)存在點(diǎn)F的坐標(biāo)為(4,1)或(-2,1)或2,3+172【分析】(1)根據(jù)拋物線的對稱軸是直線x=1,可得a=-1,再把點(diǎn)B3,0(2)先求出AC2=OA2+OC2=10,設(shè)點(diǎn)N(m,-m+3),可得AN2=2m2?4m+10(3)設(shè)點(diǎn)E(1,n),點(diǎn)F(s,t),然后分兩種情況討論:當(dāng)BC為邊時,當(dāng)BC為對角線時,即可求解.【詳解】(1)解:∵拋物線y=ax2+2x+c∴?22a=1∵拋物線過點(diǎn)B3,0∴?9+6+c=0,解得:c=3,∴拋物線解析式為y=?x(2)解:存在這樣的點(diǎn)N,使得以A,C,N為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形.理由如下:令y=0,則?x解得:x1∴點(diǎn)A的坐標(biāo)為(-1,0),∴OA=1,當(dāng)x=0時,y=3,∴點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,3),即OC=3,∴AC設(shè)直線BC的解析式為y=kx+bk≠0把點(diǎn)B(3,0),C(0,3)代入得:3k+b=0b=3,解得:k=?1∴直線BC的解析式為y=?x+3,設(shè)點(diǎn)N(m,-m+3),∴MN=-m+3,AM=m+1,∴AN2=當(dāng)AC=AN時,2m解得:m=2或0(舍去),∴此時點(diǎn)N(2,1);當(dāng)AC=CN時,2m解得:m=5或?∴此時點(diǎn)N5,?當(dāng)AN=CN時,2m解得:m=5∴此時點(diǎn)N52綜上所述,存在這樣的點(diǎn)N(2,1)或5,?5+3或52,12(3)解:存在,理由如下:∵點(diǎn)B(3,0),C(0,3),∴OB=OC,∴BC=32設(shè)點(diǎn)E(1,n),點(diǎn)F(s,t),當(dāng)BC為邊時,點(diǎn)C向右平移3個單位向下平移3個單位得到點(diǎn)B,同樣E(F)向右平移3個單位向下平移3個單位得到點(diǎn)F(E),且BE=CF(CE=BF),如圖,∴1+3=sn?3=t1?32解得:n=4s=4t=1或∴此時點(diǎn)F的坐標(biāo)為(4,1)或(-2,1);當(dāng)BC為對角線時,BC=EF,且EF與BC的中點(diǎn)重合,如圖,1+s2=32n+t∴此時點(diǎn)F的坐標(biāo)為2,3+172綜上所述,存在點(diǎn)F的坐標(biāo)為(4,1)或(-2,1)或2,3+172【點(diǎn)睛】本題主要考查了二次函數(shù)的綜合題,熟練掌握二次函數(shù)的圖象和性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì),矩形的性質(zhì),并利用分類討論思想解答是解題的關(guān)鍵是解題的關(guān)鍵.【變式演練】1.(2023·廣東模擬)如圖,點(diǎn)A、B在x軸正半軸上,點(diǎn)C、D在y軸正半軸上,且OB=OC=3,?OA=1,?OD=2,過A、B、C三點(diǎn)的拋物線上有一點(diǎn)(1)求過A、B、C三點(diǎn)的拋物線的解析式.(2)求點(diǎn)E的坐標(biāo).(3)在拋物線的對稱軸上是否存在點(diǎn)P,使△ACP為等腰三角形,若存在,直接寫出點(diǎn)P的坐標(biāo),若不存在,請說明理由.【答案】(1)y=(2)點(diǎn)E的坐標(biāo)為7(3)點(diǎn)P的坐標(biāo)為2,2或2,3+6或【分析】本題主要考查運(yùn)用待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,二次函數(shù)與幾何綜合等知識以及等腰三角形的性質(zhì):(1)設(shè)拋物線的解析式為y=ax2+bx+c,把點(diǎn)A1,0,(2)過點(diǎn)E作EF⊥x軸于點(diǎn)F,設(shè)Ea,a2?4a+3,證明△EFA∽△AOD,得(3)由y=x2?4x+3得對稱軸為直線x=2,設(shè)P【詳解】(1)解:OB=OC=3,?∴A1,0,∵A、B、C三點(diǎn)在拋物線上,∴a+b+c=09a+3a+c=0解得,a=1b=?4∴拋物線的解析式為:y=x(2)解:過點(diǎn)E作EF⊥x軸于點(diǎn)F,如圖,∴∠EAF+∠AEF=90°,∵DA⊥EA,∴∠DAE=90°,∴∠DAO+∠EAF=90°,∴∠DAO=∠AEF,又∠EFA=∠AOD=90°,∴△EFA∽∴EFAF設(shè)Ea,∴AF=a?1,EF=a∵AO=1,OD=2,∴a2解得,a=72或經(jīng)檢驗(yàn),a=72是原方程的解,∴a=7∴a2∴點(diǎn)E的坐標(biāo)為72(3)解:由y=x2?4x+3=設(shè)點(diǎn)P2,t∵A1,0∴PC2=2?02∵△ACP是等腰三角形,∴分三種情況討論:①當(dāng)PC=AP時,即PC∴t2解得,t=2,∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為2,②當(dāng)PC=AC時,即PC∴t2解得,t=3+6或∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為2,3+6③當(dāng)AP=AC時,即AP∴t2解得,t=3或t=?3,∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為2,3或綜上,點(diǎn)P的坐標(biāo)為2,2或2,3+6或22.(2023·甘肅模擬)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,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),其中B4,0,C0,?8,連接AC,BC.點(diǎn)E是線段OB上一動點(diǎn)(不與O、B兩點(diǎn)重合),過點(diǎn)E作x軸的垂線l,與直線
(1)求拋物線的表達(dá)式,及直線BC的表達(dá)式;(2)過點(diǎn)P作PF⊥BC,垂足為F,求Rt△PFD(3)點(diǎn)Q在y軸上,點(diǎn)H在拋物線對稱軸上,是否存在點(diǎn)Q、H使得△AQH為等腰直角三角形,且∠QAH=90°,若存在,求出點(diǎn)Q、【答案】(1)拋物線表達(dá)式:y=x2?2x?8,直線BC(2)△PFD周長最大值為4+12(3)存在,Q0,1,H1,?1或Q0,?1【分析】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,解直角三角形,全等三角形的判定和性質(zhì),正確的求出函數(shù)解析式,利用數(shù)形結(jié)合和分類討論的思想進(jìn)行求解,是解題的關(guān)鍵.(1)待定系數(shù)法求出函數(shù)解析式即可;(2)設(shè)Pn,n2?2n?8,求出PD的長,利用三角函數(shù)值,表示出(3)分Q在x軸上方和下方,兩種情況,構(gòu)造全等三角形,進(jìn)行求解即可.【詳解】(1)解:把B4,0,C0,?816+4b+c=0c=?8,解得:b=?2∴y=x設(shè)直線BC的解析式為:y=kx?8,把:B4,0,代入得:k=2∴y=2x?8;(2)∵B4,0∴OB=4,OC=8,∴BC=45∴sin∠OBC=OCBC∵PE⊥x軸,PF⊥BC,∴∠DEB=∠DFP,又∵∠FDP=∠BDE,∴∠FPD=∠OBC,∴PF=PD?cos∠FPD=PD?cos∴Rt△PDF的周長=PD+DF+PF=∴當(dāng)PD最大時,Rt△PDF設(shè)Pn,n2∴PD=2n?8?n∴當(dāng)n=2時,PD有最大值為4,此時:Rt△PDF的周長最大為4+(3)存在;∵y=x∴對稱軸為:x=??22×1=1,當(dāng)y=0時,x∴A?2,0∴OA=2,設(shè)Q0,m,H①當(dāng)點(diǎn)Q在x軸上方時,如圖:
過點(diǎn)Q作QN∥x軸,交對稱軸于N,過點(diǎn)A作AW⊥QN,則:∠AWQ=∠QNH=90°,AW=OQ=m,QW=OA=2,∵△AQH為等腰直角三角形,∠AQH=90°,∴AQ=QH,∠AQW=∠QHN=90°?∠HQN,∴△AWQ≌△QNH,∴HN=QW=2,AW=QN=1,∴m=1,1?t=2,∴t=?1,∴Q0,1,H②當(dāng)點(diǎn)Q在x軸下方時,
同法可得:Q0,?1,H綜上:Q0,1,H1,?1或Q題型02二次函數(shù)中直角三角形存在性問題【解題策略】問題分情況找點(diǎn)畫圖解法已知點(diǎn)A,B和直線l,在l上求點(diǎn)P,使△PAB為直角三角形以AB為直角邊分別過點(diǎn)A,B作AB的垂線,與已知直線的交點(diǎn)P1,P4即為所求分別表示出點(diǎn)A,B,P的坐標(biāo),再表示出線段AB,BP,AP的長度,由①AB2=BP2+AP2;②BP2=AB2+AP2;③AP2=AB2+BP2列方程解出坐標(biāo)以AB為斜邊以AB的中點(diǎn)Q為圓心,QA為半徑作圓,與已知直線的交點(diǎn)P2,P3即為所求【典例分析】例1.(2023·四川)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于B4,0,C?2,0
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;(2)若點(diǎn)P是直線AB下方拋物線上的一動點(diǎn),過點(diǎn)P作x軸的平行線交AB于點(diǎn)K,過點(diǎn)P作y軸的平行線交x軸于點(diǎn)D,求與12PK+PD的最大值及此時點(diǎn)(3)在拋物線的對稱軸上是否存在一點(diǎn)M,使得△MAB是以AB為一條直角邊的直角三角形:若存在,請求出點(diǎn)M的坐標(biāo),若不存在,請說明理由.【答案】(1)y=(2)存在,12PK+PD的最大值為25(3)1,6或1,?4【分析】(1)將A、B、C代入拋物線解析式求解即可;(2)可求直線AB的解析式為y=12x?2,設(shè)Pm,14m(3)過A作AM2⊥AB交拋物線的對稱軸于M2,過B作BM1⊥AB交拋物線的對稱軸于M1,連接AM1,設(shè)M1【詳解】(1)解:由題意得16a+4b+c=04a?2b+c=0解得:a=1∴拋物線的解析式為y=1(2)解:設(shè)直線AB的解析式為y=kx+b,則有4k+b=0b=?2解得:k=1∴直線AB的解析式為y=1設(shè)Pm,14∴1解得:x=1∴K1∴PK=m?=?1∴1PD=?=?1∴=?=?1∵?1∴當(dāng)m=32時,12∴y=1∴P3故12PK+PD的最大值為258(3)解:存在,如圖,過A作AM2⊥AB交拋物線的對稱軸于M2,過B作BM
∵拋物線y=14x∴設(shè)M1∴A=nABB=n∵AB∴n解得:n=6,∴M設(shè)直線BM1的解析式為k1解得k1∴直線BM1解析式為∵AM2∥∴直線AM2解析式為∴當(dāng)x=1時,y=?2×1?2=?4,
∴M綜上所述:存在,M的坐標(biāo)為1,6或1,?4.【點(diǎn)睛】本題考查了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,二次函數(shù)中動點(diǎn)最值問題,直角三角形的判定,勾股定理等,掌握解法及找出動點(diǎn)坐標(biāo)滿足的函數(shù)解析式是解題的關(guān)鍵.【變式演練】1.(2023·貴州模擬)如圖,二次函數(shù)y=x2?3x?4的圖象與x軸交于A和B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)P是直線AC下方的拋物線上一動點(diǎn),過點(diǎn)P作PD⊥x軸于點(diǎn)D,交直線AC
(1)求點(diǎn)A和點(diǎn)B的坐標(biāo);(2)求線段PE的最大值及此時點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)當(dāng)PE最大時,在二次函數(shù)的圖象上是否存在點(diǎn)Q,使以點(diǎn)A,P,Q為頂點(diǎn)的三角形是直角三角形?若存在,求點(diǎn)Q的坐標(biāo),若不存在,請說明理由.【答案】(1)A(2)當(dāng)t=2時,線段PE的最大值為4,此時點(diǎn)P的坐標(biāo)為2,?6(3)存在,?43,16【分析】(1)令y=0時,求解即可;(2)求出C點(diǎn)坐標(biāo),進(jìn)而直線AC的解析式,設(shè)出P點(diǎn),表示出PE,利用配方法即可求解;(3)設(shè)出點(diǎn)Q,分三種情況討論,作出輔助線①如圖1,當(dāng)點(diǎn)A為直角頂點(diǎn)時,即∠QAP=90°,②如圖2,當(dāng)點(diǎn)P為直角頂點(diǎn)時,即∠APQ=90°,③如圖3,當(dāng)點(diǎn)Q為直角頂點(diǎn)時,即∠AQP=90°,構(gòu)造相似三角形進(jìn)行求解即可.【詳解】(1)解:∵二次函數(shù)y=x2?3x?4a≠0的圖象與x軸交于∴當(dāng)y=0時,即0=x解得:x1∴A4,0(2)解:當(dāng)x=0時,y=?4,∴C0,?4設(shè)直線AC的解析式為y=kx+n,則4k+n=0n=?4解得:k=1n=?4∴直線AC的表達(dá)式為y=x?4,設(shè)Pt,t2∴PE=t?4?t∵?1<0,∴當(dāng)t=2時,線段PE的最大值為4,此時點(diǎn)P的坐標(biāo)為2,?6;(3)解:存在.設(shè)Qm,如圖①,當(dāng)點(diǎn)A為直角頂點(diǎn)時,即∠QAP=90°,此時,點(diǎn)Q在第二象限,m<0,過點(diǎn)P作PM⊥x軸于點(diǎn)M,過點(diǎn)Q作QN⊥x軸于點(diǎn)N,
∵A4,0∴PM=6,AM=2,ON=m,OA=4,則AN=4?m,∵∠QAP=90°,∴∠QAN+∠NAP=90°,∵∠APM+∠NAP=90°,∴∠APM=∠NAP又∵∠QNA=∠AMP=90°,∴△APM∽△QAN,∴QNAM=解得:m1∴Q?如圖②,當(dāng)點(diǎn)P為直角頂點(diǎn)時,即∠APQ=90°,此時,點(diǎn)Q在第四象限,m>0,
過點(diǎn)P作PM⊥x軸于點(diǎn)M,過點(diǎn)P作PE⊥y軸于點(diǎn)E,過點(diǎn)Q作QN⊥PE垂足為點(diǎn)E,∵A4,0∴PM=6,AM=2,由圖②可知PN=2?m,QN=6+m∵∠APQ=90°,∴∠APM+∠MPQ=90°,∵∠MPQ+∠QPN=90°,∴∠APM=∠QPN,又∵∠QNP=∠AMP=90°,∴△APM∽△QPN,∴QNAM=解得:m1∴Q2如圖③當(dāng)點(diǎn)Q為直角頂點(diǎn)時,即∠AQP=90°,過點(diǎn)Q作QM⊥x軸于點(diǎn)M,過點(diǎn)P作PN⊥QM于點(diǎn)N,
∵A4,0,P2,?6QN=6+m∵∠AQP=90°,∴∠AQM+∠PQN=90°,∵∠AQM+∠MAQ=90°,∴∠MAQ=∠PQN,又∵∠QNP=∠AMQ=90°,∴△AQM∽△QPN,∴QNPN=解得:m=0,∴Q0,?4即點(diǎn)Q與點(diǎn)C綜上所述,點(diǎn)Q的坐標(biāo)為?43,169【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),二次函是與線段的綜合應(yīng)用,特殊三角形的存問題,三角形相似的判定與性質(zhì)解題的關(guān)鍵是作輔助線,構(gòu)造相似三角形解決問題.題型03二次函數(shù)中相似三角形存在性問題【解題策略】【相似判定】判定1:三邊對應(yīng)成比例的兩個三角形是相似三角形;判定2:兩邊對應(yīng)成比例且夾角相等的兩個三角形是相似三角形;判定3:有兩組角對應(yīng)相等的三角形是相似三角形.【思路總結(jié)】根據(jù)相似三角形的做題經(jīng)驗(yàn),可以發(fā)現(xiàn),判定1基本是不會用的,這里也一樣不怎么用,對比判定2、3可以發(fā)現(xiàn),都有角相等.所以,要證相似的兩個三角形必然有相等角,關(guān)鍵點(diǎn)也是先找到一組相等角.然后再找:1)兩相等角的兩邊對應(yīng)成比例;2)還存在另一組角相等.事實(shí)上,坐標(biāo)系中在已知點(diǎn)的情況下,線段長度比角的大小更容易表示,因此選擇方法可優(yōu)先考慮思路1.【解題方法】1)找對應(yīng)等角2)分類討論3)設(shè)點(diǎn)表示線段4)列方程求解5)檢驗(yàn)【典例分析】例1.(2022·湖南)如圖,已知拋物線y=x2?x?2交x軸于A、B兩點(diǎn),將該拋物線位于x軸下方的部分沿x軸翻折,其余部分不變,得到的新圖象記為“圖象W”,圖象W交y(1)寫出圖象W位于線段AB上方部分對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式;(2)若直線y=?x+b與圖象W有三個交點(diǎn),請結(jié)合圖象,直接寫出b的值;(3)P為x軸正半軸上一動點(diǎn),過點(diǎn)P作PM∥y軸交直線BC于點(diǎn)M,交圖象W于點(diǎn)N,是否存在這樣的點(diǎn)P,使△CMN與△OBC相似?若存在,求出所有符合條件的點(diǎn)【答案】(1)y=?(2)b=2或b=3(3)存在,1,0或1+172【分析】(1)先求出點(diǎn)A、B、C坐標(biāo),再利用待定系數(shù)法求解函數(shù)關(guān)系式即可;(2)聯(lián)立方程組,由判別式△=0求得b值,結(jié)合圖象即可求解;(3)根據(jù)相似三角形的性質(zhì)分∠CNM=90°和∠NCM=90°討論求解即可.【詳解】(1)解:由翻折可知:C0,2令x2?x?2=0,解得:x1∴A?1,0,B設(shè)圖象W的解析式為y=ax+1x?2,代入C0,2∴對應(yīng)函數(shù)關(guān)系式為y=?x+1x?2=?x(2)解:聯(lián)立方程組y=?x+by=?整理,得:x2由△=4-4(b-2)=0得:b=3,此時方程有兩個相等的實(shí)數(shù)根,由圖象可知,當(dāng)b=2或b=3時,直線y=?x+b與圖象W有三個交點(diǎn);(3)解:存在.如圖1,當(dāng)CN∥OB時,△OBC∽△NMC,此時,N與C關(guān)于直線x=∴點(diǎn)N的橫坐標(biāo)為1,∴P1,0如圖2,當(dāng)CN∥OB時,△OBC∽△NMC,此時,由x2?x?2=2,解得x1∴N的橫坐標(biāo)為1+17所以P1+如圖3,當(dāng)∠NCM=90°時,△OBC∽△CMN,此時,直線CN的解析式為y=x+2,聯(lián)立方程組:y=x+2y=x2?x?2,解得∴N的橫坐標(biāo)為1+5所以P1+因此,綜上所述:P點(diǎn)坐標(biāo)為1,0或1+172,0【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的綜合,涉及翻折性質(zhì)、待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、二次函數(shù)與一次函數(shù)的圖象交點(diǎn)問題、相似三角形的性質(zhì)、解一元二次方程等知識,綜合體現(xiàn)數(shù)形結(jié)合思想和分類討論思想的運(yùn)用,屬于綜合題型,有點(diǎn)難度.【變式演練】1.(2024·甘肅模擬)如圖,拋物線y=ax2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)A?2,0,點(diǎn)B4,0,交y軸于點(diǎn)C0,4.連接AC,BC.D為OB上的動點(diǎn),過點(diǎn)D作ED⊥x軸,交拋物線于點(diǎn)(1)求這條拋物線的函數(shù)表達(dá)式;(2)過點(diǎn)E作EF⊥BC,垂足為F,設(shè)點(diǎn)D的坐標(biāo)為m,0,請用含m的代數(shù)式表示線段EG的長,并求出當(dāng)m為何值時EG有最大值,最大值是多少?(3)點(diǎn)D在運(yùn)動過程中,是否存在一點(diǎn)G,使得以O(shè),D,G為頂點(diǎn)的三角形與△AOC相似.若存在,請求出此時點(diǎn)G的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)y=?(2)EF=?24m2+2(3)存在,43,【分析】本題考查了二次函數(shù)的性質(zhì)及相似三角形的判定及性質(zhì);(1)將A?2,0,B4,0,C0,4(2)利用待定系數(shù)法求出直線BC的表達(dá)式,即可表示出點(diǎn)E和點(diǎn)G的坐標(biāo),從而得出EG再根據(jù)解直角三角形求得EF,根據(jù)二次函數(shù)的最值即可得出答案;(3)分△OAC∽△DOG和△OAC∽△DGO兩種情況,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)得出線段之間的關(guān)系求得m的值,從而求得點(diǎn)G的坐標(biāo).【詳解】(1)由題意得4a?2b+c=016a+4b+c=0∴a=?∴y=?1(2)設(shè)直線BC的表達(dá)式為y=kx+n,∵過點(diǎn)B4,0,C∴4k+n=0n=4∴k=?1n=4∴直線BC的表達(dá)式為y=?x+4,∴點(diǎn)E的坐標(biāo)為m,?12m2+m+4∴EG=?1∵OC=OB=4,∴∠OBC=45°,∵ED⊥x軸,∴∠BGD=45°,∴∠EGF=45°,∵EF⊥BC,∴EF==?2∴當(dāng)m=2時,EF有最大值2;(3)存在∵OC=4,OA=2,G的坐標(biāo)為m,?m+4,∠COA=∠ODG=90°,∴①當(dāng)△OAC∽△DOG時,DGDO即?m+4m解得m=4此時G的坐標(biāo)為43②當(dāng)△OAC∽△DGO時,DGDO即?m+4m解得m=8此時G的坐標(biāo)為83綜上,G點(diǎn)坐標(biāo)為43,2.(2024·云南模擬)拋物線y=ax2+2ax+ca>0與x軸交于A?3,0、B兩點(diǎn)(A在B(1)求a、c的值;(2)若點(diǎn)P是線段AC上一個動點(diǎn),連接OP.問,是否存在點(diǎn)P,使得以點(diǎn)O、C、P為頂點(diǎn)的三角形與△ABC相似?若存在,求出P點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)1,?3(2)P?2,?1或【分析】本題考查了待定系數(shù)法求解析式,三角形相似的判定,熟練掌握待定系數(shù)法,三角形相似的判定定理是解題的關(guān)鍵.(1)根據(jù)題意,得9a?6a+c=0c=?3(2)根據(jù)AO=OC=3,∠OAC=∠OCA=45°,分∠CPO=∠ABC,∠CPO=∠ACB,計(jì)算求解即可.【詳解】(1)根據(jù)題意,得9a?6a+c=0c=?3解得a=1c=?3故a=1,c=?3.(2)∵a=1,c=?3,∴y=x∴?3+12故B1,0∵A?3,0,點(diǎn)C0,?3,∴AO=OC=3,AB=4,AC=O∴∠OAC=∠OCA=45°,當(dāng)∠CPO=∠ABC時,∵∠OCP=∠CAB=45°,∴△OCP∽△CAB,∴COCA∴33解得PC=22過點(diǎn)P作PF⊥y軸于點(diǎn)F,則PF=FC=PCsin∴OF=OC?FC=1,∴P?2,?1當(dāng)∠CPO=∠ACB時,∵∠OCP=∠BAC=45°,∴△OCP∽△BAC,∴COAB∴34解得PC=9過點(diǎn)P作PG⊥y軸于點(diǎn)G,則PG=GC=PCsin∴OG=OC?GC=3∴P?綜上所述,存在點(diǎn)P使得O,P,C為頂點(diǎn)的三角形與△ABC相似,且P?2,?1或P題型04二次函數(shù)中等角存在性問題【解題策略】【常見的構(gòu)角方法】1)平行線的同位角、內(nèi)錯角相等;2)等腰三角形的等邊對等角;3)角平分線分的兩個角相等;4)全等(相似)三角形對應(yīng)角相等;5)若兩角的三角函數(shù)值相等,則兩角相等;6)同圓或等圓中,同弧或等弧所對的圓周角相等.探究角度問題的一般步驟如下:1)讀題、理解題意,畫圖;2)分析動點(diǎn)、定點(diǎn)、找不變特征(如角有兩邊,其中一條邊是確定的);3)確定分類特征,進(jìn)行分類討論;4)將角度進(jìn)行轉(zhuǎn)化.角度轉(zhuǎn)化的一般方法為:通過銳角三角形函數(shù)、特殊角的三角函數(shù)值,相似三角形或等腰三角形的性質(zhì),轉(zhuǎn)化為常見的類型,然后利用解直角三角形、相似三角形邊的比例關(guān)系作為計(jì)算工具去計(jì)算求解,難度相對較大.【典例分析】例1.(2024·四川模擬)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,已知二次函數(shù)y=ax2+bx+2的圖象經(jīng)過點(diǎn)A(?1,0),B(3,0),與y(1)求該二次函數(shù)的表達(dá)式;(2)連接BC,在該二次函數(shù)圖象上是否存在點(diǎn)P,使∠PCB=∠ABC?若存在,請求出點(diǎn)P的坐標(biāo):若不存在,請說明理由;(3)如圖2,直線l為該二次函數(shù)圖象的對稱軸,交x軸于點(diǎn)E.若點(diǎn)Q為x軸上方二次函數(shù)圖象上一動點(diǎn),過點(diǎn)Q作直線AQ,BQ分別交直線l于點(diǎn)M,N,在點(diǎn)Q的運(yùn)動過程中,EM+EN的值是否為定值?若是,請求出該定值;若不是,請說明理由.【答案】(1)y=?(2)P2,2或(3)16【分析】(1)待定系數(shù)法求解析式即可求解;(2)根據(jù)題意,分情況討論,①過點(diǎn)C作關(guān)于x=1的對稱點(diǎn)P,即可求P的坐標(biāo),②x軸上取一點(diǎn)D,使得DC=DB,則∠DCB=∠ABC,設(shè)Dd,0,根據(jù)勾股定理求得CD,BD(3)設(shè)Qt,?23t2+43t+2,?1<t<3,過點(diǎn)Q作QF⊥x【詳解】(1)解:∵由二次函數(shù)y=ax2+bx+2,令x=0∴C0,2∵過點(diǎn)A(?1,0),B(3,0),設(shè)二次函數(shù)的表達(dá)式為y=ax+1x?3將點(diǎn)C0,22=?3a,解得a=?2∴y=?2(2)∵二次函數(shù)y=ax2+bx+2的圖象經(jīng)過點(diǎn)A(?1,0)∴拋物線的對稱軸為x=1,①如圖,過點(diǎn)C作關(guān)于x=1的對稱點(diǎn)P,∴CP∥∴∠PCB=∠ABC,∵C0,2∴P2,2②x軸上取一點(diǎn)D,使得DC=DB,則∠DCB=∠ABC,設(shè)Dd,0則CD=2∴2解得d=5即D5設(shè)直線CD的解析式為y=kx+b,56解得k=?12∴直線CD的解析式為y=?12聯(lián)立y=?12解得x=0y=2或x=∴P28綜上所述,P2,2或28(3)EM+EN的值是定值163設(shè)Qt,?23過點(diǎn)Q作QF⊥x軸于點(diǎn)F,則Ft,0∵A?1,0∴AE=BE=2,AF=t+1,BF=3?t,∴ME∥∴△AME∽△AQF,△BNE∽△BQF,∴ME即MEQF∴ME=2t+1QF∴ME+NE=2∵QF=?2∴ME+NE==?=16即EM+EN的值是定值16【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)綜合,待定系數(shù)法求解析式,角度問題,相似三角形的性質(zhì)與判定,掌握二次函數(shù)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.【變式演練】1.(2024·山西模擬)綜合與探究如圖1,二次函數(shù)y=23x2+bx+c的圖象與x軸交于A,B(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè))兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C.直線y=?2x?2經(jīng)過A(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式.(2)在拋物線上是否存在除點(diǎn)C外的點(diǎn)D,使得∠ABD=∠ABC?若存在,請求出此時點(diǎn)D的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.(3)如圖2,將△AOC沿x軸正方向平移得到△A'O'C'(點(diǎn)A,O,C的對應(yīng)點(diǎn)分別為A',O',C'),A'C',O'C'【答案】(1)y=(2)存在,D?2,(3)2【分析】此題是二次函數(shù)一次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法、圖形的平移、全等三角形的判定和性質(zhì)等知識,數(shù)形結(jié)合是解題的關(guān)鍵.(1)利用一次函數(shù)求出點(diǎn)A和點(diǎn)C的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法求出拋物線解析式即可;(2)拋物線上存在點(diǎn)D,使得∠ABD=∠ABC,設(shè)直線BD與y軸交于點(diǎn)E,證明△BOE≌△BOCASA,求出E0,2,再求出點(diǎn)B的坐標(biāo)是3,0,利用待定系數(shù)法求出直線BE的解析式為y=?2(3)當(dāng)△C'EF與△O'BF的面積相等時,則【詳解】(1)解:當(dāng)x=0時,y=?2x?2=?2,當(dāng)y=0時,0=?2x?2,解得x=?1,∴點(diǎn)A的坐標(biāo)是?1,0,點(diǎn)C的坐標(biāo)是0,?2把點(diǎn)A的坐標(biāo)和點(diǎn)C的坐標(biāo)代入y=22解得b=?∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y=2(2)解:如圖,拋物線上存在點(diǎn)D,使得∠ABD=∠ABC,設(shè)直線BD與y軸交于點(diǎn)E,∵∠BOE=∠BOC,OB=OB,∴△BOE≌△BOCASA∴OE=OC=?2,∴E0,2當(dāng)y=0時,0=2解得x1∴點(diǎn)B的坐標(biāo)是3,0,設(shè)直線BE的解析式為y=rx+s,3r+s=0解得r=?2∴直線BE的解析式為y=?2與y=2y=2解得x=?2y=103∴點(diǎn)D的坐標(biāo)是?2,10(3)如圖所示,當(dāng)△C'EF與△O'∴12設(shè)點(diǎn)A'的坐標(biāo)為a,0,其中a<3,設(shè)直線A'C∵AC∥A'C',直線∴m=?2,∴y=?2x+n,把a(bǔ),0代入得,0=?2a+n,解得n=2a,∴直線A'C'設(shè)直線BC的解析式為y=px+q,3p+q=0解得p=2∴直線BC的解析式為y=2聯(lián)立得到y(tǒng)=解得x=3即點(diǎn)E的縱坐標(biāo)是12當(dāng)△C'EF與△O'∴12∵A'O∴1解得,a=1或a=5(不合題意,舍去)當(dāng)a=1時,A'B=3?a=2,OO'=OA'∵OC∥O∴O'∴點(diǎn)F的橫坐標(biāo)為2,當(dāng)x=2時,y=2∴O'∴S△即△A'O'C題型05二次函數(shù)中二倍角、半角存在性問題【解題策略】【構(gòu)造二倍角的方法】方法一:構(gòu)造二倍角的三角函數(shù),并通過勾股定理求解.(左圖)方法二:等腰三角形的外角.(右圖)把2倍角轉(zhuǎn)化為角相等的常用方法1)利用角平分線轉(zhuǎn)化;2)利用等腰三角形頂角的外角轉(zhuǎn)化;3)利用直角三角形斜邊中線得等腰三角形轉(zhuǎn)化.【典例分析】例1.(2024·內(nèi)蒙古模擬)如圖1,拋物線y=x2+bx+c交x軸于A,B兩點(diǎn),其中點(diǎn)A的坐標(biāo)為(1,0),與y軸交于點(diǎn)C((0,﹣3).(1)求拋物線的函數(shù)解析式;(2)點(diǎn)D為y軸上一點(diǎn),如果直線BD與直線BC的夾角為15°,求線段CD的長度;(3)如圖2,連接AC,點(diǎn)P在拋物線上,且滿足∠PAB=2∠ACO,求點(diǎn)P的坐標(biāo).
【答案】(1)y=x2+2x﹣3;(2)CD的長度為3﹣3或33﹣3;(3)(﹣154,5716),(﹣94【分析】(1)將點(diǎn)A,點(diǎn)C坐標(biāo)代入解析式可求解;(2)先求出點(diǎn)B坐標(biāo),可得OB=OC,可得∠OBC=∠OCB=45°,再分點(diǎn)D在點(diǎn)C上方或下方兩種情況討論,由銳角三角函數(shù)可求解;(3)在BO上截取OE=OA,連接CE,過點(diǎn)E作EF⊥AC,由“SAS”可證△OCE≌△OCA,可得∠ACO=∠ECO,CE=AC=10,由面積法可求EF的長,由勾股定理可求CF的長,可求tan∠ECA=tan∠PAB=34【詳解】解:(1)∵拋物線y=x2+bx+c交x軸于點(diǎn)A(1,0),與y軸交于點(diǎn)C(0,﹣3),∴0=1+b+cc=?3解得:b=2c=?3∴拋物線解析式為:y=x2+2x﹣3;(2)∵拋物線y=x2+2x﹣3與x軸于A,B兩點(diǎn),∴點(diǎn)B(﹣3,0),∵點(diǎn)B(﹣3,0),點(diǎn)C(0,﹣3),∴OB=OC=3,∴∠OBC=∠OCB=45°,如圖1,當(dāng)點(diǎn)D在點(diǎn)C上方時,
∵∠DBC=15°,∴∠OBD=30°,∴tan∠DBO=ODBO=3∴OD=33×3=3∴CD=3﹣3;若點(diǎn)D在點(diǎn)C下方時,∵∠DBC=15°,∴∠OBD=60°,∴tan∠DBO=ODBO=3∴OD=33,∴DC=33﹣3,綜上所述:線段CD的長度為3﹣3或33﹣3;(3)如圖2,在BO上截取OE=OA,連接CE,過點(diǎn)E作EF⊥AC,
∵點(diǎn)A(1,0),點(diǎn)C(0,﹣3),∴OA=1,OC=3,∴AC=OA2+OC2∵OE=OA,∠COE=∠COA=90°,OC=OC,∴△OCE≌△OCA(SAS),∴∠ACO=∠ECO,CE=AC=10,∴∠ECA=2∠ACO,∵∠PAB=2∠ACO,∴∠PAB=∠ECA,∵S△AEC=12AE×OC=1∴EF=2×310=3∴CF=CE2?EF2∴tan∠ECA=EFCF=3如圖2,當(dāng)點(diǎn)P在AB的下方時,設(shè)AO與y軸交于點(diǎn)N,∵∠PAB=∠ECA,∴tan∠ECA=tan∠PAB=ONAO=3∴ON=34∴點(diǎn)N(0,34又∵點(diǎn)A(1,0),∴直線AP解析式為:y=34x﹣3聯(lián)立方程組得:y=3解得:x1=1y∴點(diǎn)P坐標(biāo)為:(﹣94,﹣39當(dāng)點(diǎn)P在AB的上方時,同理可求直線AP解析式為:y=﹣34x+3聯(lián)立方程組得:y=?3解得:x1=1y∴點(diǎn)P坐標(biāo)為:(﹣154,57綜上所述:點(diǎn)P的坐標(biāo)為(﹣154,5716),(﹣94【點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法求解析式,全等三角形的判定和性質(zhì),直角三角形的性質(zhì),銳角三角函數(shù)等知識,求出tan∠ECA=tan∠PAB=34【變式演練】1.(2024·陜西模擬)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx+2(a≠0)與x軸分別交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)A的坐標(biāo)是(?4,0),點(diǎn)B的坐標(biāo)是(1,0),與y軸交于點(diǎn)C,P是拋物線上一動點(diǎn),且位于第二象限,過點(diǎn)P作PD⊥x軸,垂足為D,線段PD與直線
(1)求該拋物線的解析式;(2)連接OP,是否存在點(diǎn)P,使得∠OPD=2∠CAO?若存在,求出點(diǎn)P的橫坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)拋物線的解析式為y=?1(2)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為?3?73【分析】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,涉及待定系數(shù)法,銳角三角函數(shù)等知識,解題的關(guān)鍵是用含字母的代數(shù)式表示相關(guān)點(diǎn)坐標(biāo)和相關(guān)線段的長度.(1)由待定系數(shù)法即可求解;(2)證明∠H=∠CAO,則tanH=tan∠CAO【詳解】(1)解:設(shè)拋物線的表達(dá)式為:y=a(x+4)(x?1)=a(x則?4a=2,解得:a=?1∴拋物線的解析式為y=?1(2)解:設(shè)存在點(diǎn)P,使得∠OPD=2∠CAO,理由如下:延長DP到H,設(shè)PH=OP,連接OH,如圖:
∵PH=OP,∴∠H=∠POH,∴∠OPD=∠H+∠POH=2∠H,∵∠OPD=2∠CAO,∴∠H=∠CAO,∴tan∴ODDH∴DH=2OD,設(shè)Pt,?12t2∴DH=2OD=?2t,∴PH=DH?PD=?2t??∵PH=OP,∴12∴t解得t=0(舍去)或?3+734(舍去)或∴點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為?3?732.(2023·山東模擬)如圖,拋物線y=ax2+bx+c過A?4,0,B6,0,C0,8三點(diǎn);點(diǎn)P是第一象限內(nèi)拋物線上的動點(diǎn),點(diǎn)(1)試求拋物線的表達(dá)式;(2)過點(diǎn)P作PN∥y軸并BC交于點(diǎn)N,作PM∥x軸并交拋物線的對稱軸于點(diǎn)M,若PM=23PN(3)當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動到使∠PAB=12∠ABC【答案】(1)拋物線解析式為y=?1(2)P3(3)m=【分析】(1)根據(jù)待定系數(shù)法即可求得拋物線的表達(dá)式和直線BC的表達(dá)式,從而求得拋物線的對稱軸;(2)設(shè)Pm,?13m2+23m+8,由PN∥y軸,PM∥x軸,拋物線的對稱軸為直線x=1,直線BC(3)先求得點(diǎn)C0,8關(guān)于直線x=1的對稱點(diǎn)為D2,8,過點(diǎn)A作AP平分∠BAD交拋物線于點(diǎn)P,交BD于點(diǎn)H,再求得H4,4,從而求得設(shè)直線AP的解析式,聯(lián)立直線AP為:y=【詳解】(1)解:∵拋物線y=ax2+bx+c過A?4,0,∴c=816a?4b+c=0解得a=?1∴拋物線解析式為y=?1∵y=?1∴拋物線的對稱軸為直線x=1,設(shè)直線BC:y=kx+bk≠0∵B6,0,C0,8在∴b=86k+8=0解得b=8k=?∴直線BC為:y=?4(2)解:由點(diǎn)P是第一象限內(nèi)拋物線y=?13x2+23x+8上的動點(diǎn),點(diǎn)∵PN∥y軸,PM∥x軸,拋物線的對稱軸為直線x=1,直線∴M1,?∴PN=?1∵PM=2∴m?1=2解得m1當(dāng)m=3時,?1∴P3(3)解:∵拋物線y=?13x2+23x+8的對稱軸為直線∴A、B兩點(diǎn)關(guān)于直線x=1成軸對稱,設(shè)點(diǎn)C0,8關(guān)于直線x=1的對稱點(diǎn)為D∴x0∴x0∴點(diǎn)C0,8關(guān)于直線x=1的對稱點(diǎn)為D∵A、B兩點(diǎn)關(guān)于直線x=1成軸對稱,點(diǎn)C0,8關(guān)于直線x=1的對稱點(diǎn)為D∴△ABC與△BAD關(guān)于直線x=1成軸對稱,∴∠ABC=∠BAD,過點(diǎn)A作AP平分∠BAD交拋物線于點(diǎn)P,交BD于點(diǎn)H,則∠PAB=12∠BAD=12∠ABC,點(diǎn)∵A?4,0,B6,0,∴AB=4+6=10,AD=2+4∴AB=AD,∵AP平分∠BAD交拋物線于點(diǎn)P,交BD于點(diǎn)H,∴AH⊥BD,HD=HB,∴B6,0,D∴H6+22,設(shè)直線AP為:y=mx+n,∵直線AP為:y=mx+n過H4,4,A∴0=?4m+n4=4m+n解得m=1∴直線AP為:y=1聯(lián)立直線AP為:y=12x+2y=1解得x=92y=∴P9∴m的值為9【點(diǎn)睛】本題主要考查了待定系數(shù)法求一次函數(shù)與二次函數(shù),等腰三角形的性質(zhì),勾股定理,軸對稱的性質(zhì),熟練掌握二次函數(shù)的圖像及性質(zhì)式解題的關(guān)鍵.題型06二次函數(shù)中特殊角存在性問題【典例分析】例1.(2022·湖北)如圖,拋物線y=?23x2+23x+4與坐標(biāo)軸分別交于A,(1)A,B,C三點(diǎn)的坐標(biāo)為____________,____________,____________;(2)連接AP,交線段BC于點(diǎn)D,①當(dāng)CP與x軸平行時,求PDDA②當(dāng)CP與x軸不平行時,求PDDA(3)連接CP,是否存在點(diǎn)P,使得∠BCO+2∠PCB=90°,若存在,求m的值,若不存在,請說明理由.【答案】(1)A?2,0;B3,0(2)①15;②(3)存在點(diǎn)P,m=【分析】(1)令x=0,則y=4,令y=0,則?23x2+(2)①由題意可知,P(1,4),所以CP=1,AB=5,由平行線分線段成比例可知,PDDA②過點(diǎn)P作PQ∥AB交BC于點(diǎn)Q,所以直線BC的解析式為:y=-43x+4.設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為m,則P(m,-23m2+23m+4),Q(12m2?12m,-23m(3)假設(shè)存在點(diǎn)P使得∠BCO+2∠BCP=90°,即0<m<3.過點(diǎn)C作CF∥x軸交拋物線于點(diǎn)F,由∠BCO+2∠PCB=90°,可知CP平分∠BCF,延長CP交x軸于點(diǎn)M,易證△CBM為等腰三角形,所以M(8,0),所以直線CM的解析式為:y=-12x+4,令?23x【詳解】(1)解:令x=0,則y=4,∴C(0,4);令y=0,則?2∴x=-2或x=3,∴A(-2,0),B(3,0).故答案為:(-2,0);(3,0);(0,4).(2)解:①∵CP∥x軸,C0,4∴P1,4,CP=1,又∵CP∥x軸,∴△CPD∽△BAD∴PDDA②過P作PQ∥AB交BC于點(diǎn)Q,設(shè)直線BC的解析式為y=k把B(3,0),C(0,4)代入,得3k1+∴直線BC的解析式為y=?4設(shè)Pm,?23∴PQ=m?1∵PQ∥AB,∴△QPD∽△BAD∴PDDA∴當(dāng)m=32時,PDDA(3)解:假設(shè)存在點(diǎn)P使得∠BCO+2∠BCP=90°,即0<m<3,過C作CF∥x軸,連接CP,延長CP交x軸于點(diǎn)M,∴∠FCP=∠BMC,∵∠BCO+2∠BCP=90°,∴CP平分∠BCF,∴∠BCP=∠FCP,∴∠BCP=∠BMC,∴BC=BM,∴△CBM為等腰三角形,∵BC=5,∴BM=5,OM=8,M8,0設(shè)直線CM解析式為y=kx+b,把C(0,4),M8,08k+b=0b=4,解得:k=?∴直線CM的解析式為y=?1聯(lián)立y=?1解得x=74或∴存在點(diǎn)P滿足題意,即m=7【點(diǎn)睛】此題是二次函數(shù)綜合題,主要考查了待定系數(shù)法,平行線分線段成比例,角度的存在性等相關(guān)內(nèi)容,解本題的關(guān)鍵是求拋物線解析式,確定點(diǎn)P的坐標(biāo).【變式演練】1.(2024·黑龍江模擬)如圖,拋物線y=ax2+72x+c與直線y=kx+2交于C,D兩點(diǎn),其中點(diǎn)C在y軸上,點(diǎn)D的坐標(biāo)為(3,72).點(diǎn)P是y軸右側(cè)的拋物線上一動點(diǎn),過點(diǎn)P
(1)求直線和拋物線的解析式;(2)若點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為m,當(dāng)m為何值時,以O(shè),C,P,F(xiàn)為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?請說明理由.(3)是否存在點(diǎn)P,使∠PCF=45°?若存在,請求出相應(yīng)的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在請說明理由.【答案】(1)y=12(2)m=1或m=2或m=(3)存在,P(12【分析】(1)將已知點(diǎn)坐標(biāo)代入一次函數(shù)解析式,從而確定直線解析式,得到點(diǎn)C(0,2).將已知點(diǎn)坐標(biāo)代入拋物線解析式,求得待定參數(shù),確定拋物線解析式;(2)若以O(shè),C,P,F(xiàn)為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,則PF=OC=2,設(shè)P(m,?m2+72m+2),(3)分情況討論:如圖,若P點(diǎn)在CD上方,且∠PCF=45°,過P點(diǎn)作PM⊥CD于點(diǎn)M,過點(diǎn)C作CN⊥EF于點(diǎn)N,則∠PMF=∠CNF,可證△PMF∽△CNF,得PMMF=m12m=2,PM=2MF;Rt△PMF中,PF=5MF=52m,于是得方程?m2+3m=52m,求解得P(12,72);如圖,若P點(diǎn)在CD下方,且∠PCF=45°,過點(diǎn)P作PG⊥CF于點(diǎn)G,過點(diǎn)C【詳解】(1)解:直線y=kx+2經(jīng)過D(3,7∴3k+2=72∴直線CD的解析式為y=1x=0時,y=2,∴C(0,2).拋物線y=ax2+c=29a+21∴拋物線解析式為y=?(2)解:如圖,PF∥OC,若以O(shè),C,P,F(xiàn)為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,則∵點(diǎn)P在拋物線上,且橫坐標(biāo)為m∴設(shè)P(m,?m2∴PF=∴m2∴m2?3m=2,或即m2?3m?2=0解得,m=3+或m2?3m+2=0解得,m=1或綜上,當(dāng)m=1或m=2或m=3+172時,以O(shè),C,P
(3)解:如圖,若P點(diǎn)在CD上方,且∠PCF=45°,過P點(diǎn)作PM⊥CD于點(diǎn)M,過點(diǎn)C作CN⊥EF于點(diǎn)N,則∠PMF=∠CNF,又∠PFM=∠CFN,∴△PMF∽△CNF.∴PMCN∴PM同(2),P(m,?m2∴CN=m,NF=1∴PMMF∴PM=2MF.Rt△PMC中,PM=MC=2MF∴MF=CF.Rt△CNF中,CF=∴MF=5Rt△PMF中,PF=又PF=?m∴?m2+3m=m=12時,∴P(
如圖,若P點(diǎn)在CD下方,且∠PCF=45°,過點(diǎn)P作PG⊥CF于點(diǎn)G,過點(diǎn)C作CH⊥EF于H,則∠FHC=∠FGP=90°,∵∠HFC=∠GFP,∴△HFC∽△GFP.∴HFGF∵HC=m,FH=FE?HE=∴GPGF∴GP=2GF.Rt△GCP中,∠GCP=∠GPC=45°∴GC=GP=2GF.Rt△HCF中,∴CF=GC+GF=3GF=∴GF=5Rt△GFP中,PF=又PF=(∴m2?3m=56m于是,?m∴P(23綜上,點(diǎn)P的坐標(biāo)為P(12,
【點(diǎn)睛】本題考查待定系數(shù)確定函數(shù)解析式、相似三角形的判定和性質(zhì)、平行四邊形判定、勾股定理;運(yùn)用幾何圖形的等量關(guān)系構(gòu)建方程是解題關(guān)鍵.2.(2024·廣東模擬)如圖,拋物線y=?x2+bx+c經(jīng)過A4,0,C?1,0兩點(diǎn),于y軸交于點(diǎn)B,P為第一象限拋物線上的動點(diǎn),連接AB,BC,PA,PC,PC
(1)求拋物線的解析式;(2)設(shè)△APQ的面積為S1,△BCQ的面積為S2,當(dāng)S1(3)是否存在點(diǎn)P,使∠PAB+∠CBO=45°,若存在,請求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,說明理由.【答案】(1)y=?(2)P1,6或(3)P【分析】(1)將A4,0,C(2)根據(jù)圖形得到:S1+S△AQC=S2+S(3)過點(diǎn)P作PD⊥x軸于點(diǎn)D,根據(jù)OB=OA=4得到∠ABO=∠OAB=45°,可推出△BOC∽△PDA,進(jìn)入即可求解.【詳解】(1)解:∵拋物線y=?x2+bx+c經(jīng)過A∴?16+4b+c=0?1?b+c=0解得:b=3c=4∴拋物線的解析式為y=?x(2)解:∵S1∴S△令x=0,則y=4,∴B0∵A4,0,C∴OB=OA=4,AC=5,∴S△ABC∴S△ACP設(shè)Pt∴S△ACP∴t=1或t=2,∴P1,6或(3)解:存在,點(diǎn)P的坐標(biāo)是3,理由:過點(diǎn)P作PD⊥x軸于點(diǎn)D,
∵OB=OA=4∴∠ABO=∠OAB=45°.∵∠PAB+∠CBO=45°,∴∠CBO+∠PAB+∠BAO=90°.∵∠CBO+∠BCO=90°,∴∠BCO=∠OAB+∠PAB=∠PAD.∵∠BOC=∠PDA=90°,∴△BOC∽△PDA,∴BOPD設(shè)點(diǎn)Pa,?∴PD=?a2+3a+4∴4?整理得a2解得a1=3或∴P3,4【點(diǎn)睛】本題主要考查二次函數(shù)的綜合問題,解題的關(guān)鍵是掌握待定系數(shù)法求函數(shù)解析式、二次函數(shù)的性質(zhì),勾股定理的應(yīng)用以及三角形面積公式,相似三角形的性質(zhì)等知識點(diǎn).1.(2023·青海)如圖,二次函數(shù)y=?x2+bx+c的圖象與x軸相交于點(diǎn)A和點(diǎn)C1,0,交
(1)求此二次函數(shù)的解析式;(2)設(shè)二次函數(shù)圖象的頂點(diǎn)為P,對稱軸與x軸交于點(diǎn)Q,求四邊形AOBP的面積(請?jiān)趫D1中探索);(3)二次函數(shù)圖象的對稱軸上是否存在點(diǎn)M,使得△AMB是以AB為底邊的等腰三角形?若存在,請求出滿足條件的點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請說明理由(請?jiān)趫D2中探索).【答案】(1)y=?x(2)152(3)M(?1,1)【分析】(1)將B,C兩點(diǎn)坐標(biāo)代入拋物線的解析式,進(jìn)一步求解得出結(jié)果;(2)連接OP,將二次函數(shù)的解析式配方求得頂點(diǎn)的坐標(biāo),鄰y=0求得A的坐標(biāo),從而求得OQ,PQ,OA的長,再根據(jù)S四邊形(3)設(shè)M(?1,m),表示出AM和BM,根據(jù)AM2=B【詳解】(1)解:由題意得,?1+b+c=0c=3∴b=?2c=3∴y=?x(2)解:如圖,連接OP,
∵y=?x∴P(?1,∴PQ=4,OQ=1,由?x2?2x+3=0∴OA=3,∴S四邊形(3)解:設(shè)M(?1,m),∵OA=3,∴A?3由AM2=B∴m=l,∴M(?1,【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)及其圖象的性質(zhì),等腰三角形的判定,勾股定理等知識,解決問題的關(guān)鍵是熟練掌握有關(guān)基礎(chǔ)知識.2.(2023·江蘇)如圖,二次函數(shù)y=12x2+bx?4的圖像與x
(1)b=_______;(2)D是第三象限拋物線上的一點(diǎn),連接OD,tan∠AOD=52;將原拋物線向左平移,使得平移后的拋物線經(jīng)過點(diǎn)D,過點(diǎn)(k,0)作x軸的垂線l.已知在l(3)將原拋物線平移,平移后的拋物線與原拋物線的對稱軸相交于點(diǎn)Q,且其頂點(diǎn)P落在原拋物線上,連接PC、QC、PQ.已知△PCQ是直角三角形,求點(diǎn)P的坐標(biāo).【答案】(1)?1;(2)k≤?3;(3)3,?52或【分析】(1)把A(?2,0)代入y=1(2)過點(diǎn)D作DM⊥OA于點(diǎn)M,設(shè)Dm,12m2平移后得拋物線為y=1(3)先設(shè)出平移后頂點(diǎn)為Pp,12p2?p?4,根據(jù)原拋物線y=1【詳解】(1)解:把A(?2,0)代入y=10=1解得b=?1,故答案為?1;(2)解:過點(diǎn)D作DM⊥OA于點(diǎn)M,
∵b=?1,∴二次函數(shù)的解析式為y=設(shè)Dm,∵D是第三象限拋物線上的一點(diǎn),連接OD,tan∠AOD=∴tan∠AOD=解得m=?1或m=8(舍去),當(dāng)m=?1時,12∴D?1,?∵y=1∴設(shè)將原拋物線向左平移后的拋物線為y=1把D?1,?52代入y=解得a=3或a=?1(舍去),∴平移后得拋物線為y=∵過點(diǎn)(k,0)作x軸的垂線l.已知在l的左側(cè),平移前后的兩條拋物線都下降,在y=12x+32?92的對稱軸x=?3的左側(cè),y∴k≤?3;(3)解:由y=12x?12?∵頂點(diǎn)為Pp,q在y=∴q=1∴平移后的拋物線為y=12x?p∵原拋物線y=1∴原拋物線的頂點(diǎn)C1,?92∵平移后的拋物線與原拋物線的對稱軸相交于點(diǎn)Q,∴Q1,∵點(diǎn)Q、C在直線x=1上,平移后的拋物線頂點(diǎn)P在原拋物線頂點(diǎn)C的上方,兩拋物線的交點(diǎn)Q在頂點(diǎn)P的上方,∴∠PCQ與∠CQP都是銳角,∵△PCQ是直角三角形,∴∠CPQ=90°,∴QC∴p2?2p?7∴p=1(舍去),或p=3或p=?1,當(dāng)p=3時,12當(dāng)p=?1時,12∴點(diǎn)P坐標(biāo)為3,?52或【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的圖像及性質(zhì),勾股定理,解直角三角形以及待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式,熟練掌握二次函數(shù)的圖像及性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.3.(2023·湖北)如圖1,平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線y=ax2+bx+c過點(diǎn)A(?1,0),B(2,0)和C(0,2),連接BC,點(diǎn)P(m,n)(m>0)為拋物線上一動點(diǎn),過點(diǎn)P作PN⊥x軸交直線BC于點(diǎn)M,交x
(1)直接寫出拋物線和直線BC的解析式;(2)如圖2,連接OM,當(dāng)△OCM為等腰三角形時,求m的值;(3)當(dāng)P點(diǎn)在運(yùn)動過程中,在y軸上是否存在點(diǎn)Q,使得以O(shè),P,Q為頂點(diǎn)的三角形與以B,C,N為頂點(diǎn)的三角形相似(其中點(diǎn)P與點(diǎn)C相對應(yīng)),若存在,直接寫出點(diǎn)P和點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)拋物線:y=?x2+x+2;直線(2)m=1或m=2或(3)P(2,2),Q(0,2?1)或P(1+【分析】(1)由題得拋物線的解析式為y=a(x+1)(x?2),將點(diǎn)C(0,2)代入求a,進(jìn)而得拋物線的解析式;設(shè)直線BC的解析式為y=kx+t,將點(diǎn)B,C的坐標(biāo)代入求k,t,進(jìn)而得直線BC的解析式.(2)由題得M(m,?m+2),分別求出OC,OM,CM,對等腰△OCM中相等的邊進(jìn)行分類討論,進(jìn)而列方程求解;(3)對點(diǎn)P在點(diǎn)B左側(cè)或右側(cè)進(jìn)行分類討論,設(shè)法表示出各線段的長度,利用相似三角形的相似比求解m,進(jìn)而可得P,Q的坐標(biāo).【詳解】(1)解:∵拋物線過點(diǎn)A(?1,0),B(2,0),∴拋物線的表達(dá)式為y=a(x+1)(x?2),將點(diǎn)C(0,2)代入上式,得2=?2a,∴a=?1.∴拋物線的表達(dá)式為y=?(x+1)(x?2),即y=?x設(shè)直線BC的表達(dá)式為y=kx+t,將點(diǎn)B(2,0),C(0,2)代入上式,得0=2k+t2=t解得k=?1t=2∴直線BC的表達(dá)式為y=?x+2.(2)解:∵點(diǎn)M在直線BC上,且P(m,n),∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為(m,?m+2).∴OC=2,CM2=當(dāng)△OCM為等腰三角形時,①若CM=OM,則CM即2m解得m=1.②若CM=OC,則CM即2m解得m=2或m=?③若OM=OC,則OM即2m解得m=0(舍去)或m=2.綜上,m=1或m=2或m=2(3)解:∵點(diǎn)P與點(diǎn)C相對應(yīng),∴△POQ∽△CBN或△POQ∽△CNB.①若點(diǎn)P在點(diǎn)B左側(cè),則∠CBN=45°,BN=2?m,CB=22當(dāng)△POQ∽△CBN,即∠POQ=45°時,直線OP的表達(dá)式為y=x,∴?m2+m+2=m,解得m=∴OP2=∴OPBC=OQ解得OQ=2∴P(2,2當(dāng)△POQ∽△CNB,即∠PQO=45°時,PQ=2m,∴PQCB=OQ解得m=1+5(舍去)或m=1?②若點(diǎn)P在點(diǎn)B右側(cè),則∠CBN=135°,BN=m?2.當(dāng)△POQ∽△CBN,即∠POQ=135°時,直線OP的表達(dá)式為y=?x,∴?m2+m+2=?m,解得m=1+∴OP=2∴OPBC=OQ解得OQ=1.∴P(1+3,?1?3當(dāng)△POQ∽△CNB,即∠PQO=135°時,PQ=2m,∴PQCB=OQ解得m=1+5或m=1?∴P(1+5,?3?5綜上,P(2,2),Q(0,2?1)或P(1+3【點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,考查了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,等腰三角形的性質(zhì)與判定,平面直角坐標(biāo)系中兩點(diǎn)距離的算法,相似三角形的性質(zhì)與判定等,熟練掌握相關(guān)知識是解題的關(guān)鍵.4.(2022·山東)如圖,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)與x軸交于A?2,0、B8,0兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)(1)求拋物線的表達(dá)式;(2)將△ABC沿AC所在直線折疊,得到△ADC,點(diǎn)B的對應(yīng)點(diǎn)為D,直接寫出點(diǎn)D的坐標(biāo).并求出四邊形OADC的面積;(3)點(diǎn)P是拋物線上的一動點(diǎn),當(dāng)∠PCB=∠ABC時,求點(diǎn)P的坐標(biāo).【答案】(1)y=?(2)D(3)P6,4或【分析】(1)直接利用待定系數(shù)法求拋物線解析式即可;(2)先利用勾股定理的逆定理證明△ABC為直角三角形,再根據(jù)折疊的性質(zhì)得出點(diǎn)B、C、D三點(diǎn)共線,繼而通過證明△DBE~△CBO,利用相似三角形的性質(zhì)即可得出點(diǎn)D的坐標(biāo),根據(jù)四邊形OADC的面積=S(3)分兩種情況討論:當(dāng)點(diǎn)P在x軸上方時,當(dāng)點(diǎn)P在x軸下方時,分別求解即可.【詳解】(1)將A?2,0,B8,0,C0,40=4a?2b+c0=64a+8b+c4=c,解得所以,拋物線的表達(dá)式為y=?1(2)如圖,過點(diǎn)D作DE⊥x軸于E,∴∠DEB=∠COB=90°,∵A?2,0,B8,0,∴AB=10,AC=2∵AB∴△ABC為直角三角形且∠ACB=90°,將△ABC沿AC所在直線折疊,得到△ADC,點(diǎn)B的對應(yīng)點(diǎn)為D,此時,點(diǎn)
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