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專(zhuān)題17二次函數(shù)中幾何存在性的問(wèn)題【中考考向?qū)Ш健磕夸汿OC\o"1-3"\h\u【直擊中考】 1【考向一二次函數(shù)中構(gòu)成等腰三角形存在性問(wèn)題】 1【考向二二次函數(shù)中構(gòu)成直角三角形存在性問(wèn)題】 8【考向三二次函數(shù)中構(gòu)成三角形相似存在性問(wèn)題】 16【考向四二次函數(shù)中構(gòu)成矩形存在性問(wèn)題】 23【考向五二次函數(shù)中構(gòu)成菱形存在性問(wèn)題】 33【考向六二次函數(shù)中構(gòu)成正方形存在性問(wèn)題】 42【直擊中考】【考向一二次函數(shù)中構(gòu)成等腰三角形存在性問(wèn)題】例題:(2022秋·青海西寧·九年級(jí)校考期末)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線軸交于,兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn).(1)求拋物線的解析式;(2)求拋物線的對(duì)稱軸及頂點(diǎn)坐標(biāo)(3)在坐標(biāo)軸是否存在一點(diǎn).使得是等腰三角形,若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;【變式訓(xùn)練】1.(2023秋·陜西商洛·九年級(jí)??计谀┤鐖D,已知拋物線()與軸交于,兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn).(1)求拋物線的解析式及點(diǎn)的坐標(biāo);(2)若為拋物線上一點(diǎn),連接,是否存在以為底的等腰?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.2.(2022秋·廣西南寧·九年級(jí)??茧A段練習(xí))已知拋物線經(jīng)過(guò),兩點(diǎn),直線l是拋物線的對(duì)稱軸.(1)求拋物線的函數(shù)關(guān)系式;(2)設(shè)點(diǎn)P是直線l上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)?shù)闹荛L(zhǎng)最小時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo)以及這個(gè)最小周長(zhǎng);(3)在直線l上是否存在點(diǎn)M,使為等腰三角形?若存在,直接寫(xiě)出所有符合條件的點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【考向二二次函數(shù)中構(gòu)成直角三角形存在性問(wèn)題】例題:(2022秋·陜西渭南·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,拋物線與軸交于、兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn).(1)求該拋物線的解析式;(2)在拋物線的對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn),使得以、、為頂點(diǎn)的三角形為直角三角形,若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【變式訓(xùn)練】1.(2023秋·山東棗莊·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,拋物線與x軸相交于A,B兩點(diǎn),與y軸相交于點(diǎn)C,對(duì)稱軸為直線,頂點(diǎn)為D,點(diǎn)B的坐標(biāo)為.(1)求出點(diǎn)A點(diǎn)、點(diǎn)D的坐標(biāo)及拋物線的解析式;(2)P是拋物線對(duì)稱軸上一動(dòng)點(diǎn),是否存在點(diǎn)P,使是以AC為斜邊的直角三角形?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.2.(2023秋·山西陽(yáng)泉·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為,并與軸交于點(diǎn),點(diǎn)是對(duì)稱軸與軸的交點(diǎn),直線與拋物線的另一個(gè)交點(diǎn)為.(1)求拋物線的解析式;(2)連接、,判斷是什么特殊三角形,并說(shuō)明理由;(3)在坐標(biāo)軸上是否存在一點(diǎn),使為以為直角邊的直角三角形?若存在,直接寫(xiě)出點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,說(shuō)明理由.3.(2023秋·廣東廣州·九年級(jí)統(tǒng)考期末)拋物線與x軸交于點(diǎn)和,與y軸交于點(diǎn)C,連接.點(diǎn)P是線段下方拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(不與點(diǎn)B,C重合),過(guò)點(diǎn)P作y軸的平行線交于M,交x軸于N.(1)求該拋物線的解析式;(2)過(guò)點(diǎn)C作于點(diǎn)H,,①求點(diǎn)P的坐標(biāo);②連接,在y軸上是否存在點(diǎn)Q,使得為直角三角形?若存在,求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【考向三二次函數(shù)中構(gòu)成三角形相似存在性問(wèn)題】例題:(2022秋·廣西百色·九年級(jí)統(tǒng)考期中)如圖,拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn),和坐標(biāo)原點(diǎn),頂點(diǎn)為.(1)求拋物線的表達(dá)式;(2)求證:是直角三角形;(3)若點(diǎn)是拋物線上第一象限內(nèi)的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸,垂足為,是否存在點(diǎn),使得以P,M,A為頂點(diǎn)的三角形與相似?若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【變式訓(xùn)練】1.(2023秋·湖南株洲·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,以D為頂點(diǎn)的拋物線交x軸于A、B兩點(diǎn),交y軸于點(diǎn)C,直線的表達(dá)式為.(1)求拋物線的表達(dá)式;(2)在直線上存在一點(diǎn)P,使的值最小,求此最小值;(3)在x軸上是否存在一點(diǎn)Q,使得以A、C、Q為頂點(diǎn)的三角形與相似?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.2.(2023秋·湖南邵陽(yáng)·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,拋物線與x軸交于點(diǎn)、B兩點(diǎn),頂點(diǎn),過(guò)點(diǎn)A的直線與拋物線相交于點(diǎn)C,與拋物線對(duì)稱軸DF交于點(diǎn)E,.(1)求該拋物線解析式;(2)在對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn)M,使以點(diǎn)A、E、M為頂點(diǎn)的三角形與相似,若存在,求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.(3)點(diǎn)P是線段上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作直線軸交拋物線于點(diǎn)Q,當(dāng)線段的長(zhǎng)度最大時(shí),求P點(diǎn)坐標(biāo)與的最大值.【考向四二次函數(shù)中構(gòu)成矩形存在性問(wèn)題】例題:(2023秋·貴州遵義·九年級(jí)統(tǒng)考期末)已知拋物線與軸交于點(diǎn)、,與軸交于點(diǎn).(1)求拋物線解析式;(2)如圖①,若點(diǎn)是第一象限內(nèi)拋物線上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作于點(diǎn),求線段長(zhǎng)的最大值(3)如圖②,若點(diǎn)是拋物線上另一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)是平面內(nèi)一點(diǎn),是否存在以點(diǎn)、、、為頂點(diǎn),且以為邊的矩形,若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由【變式訓(xùn)練】1.(2022秋·湖北黃岡·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,拋物線與x軸交于A、B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左邊),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)D和點(diǎn)C關(guān)于拋物線的對(duì)稱軸對(duì)稱.(1)求直線的解析式;(2)如圖,直線上方的拋物線上有一點(diǎn)F,過(guò)點(diǎn)F作于點(diǎn)G,求線段的最大值;(3)點(diǎn)M是拋物線的頂點(diǎn),點(diǎn)P是y軸上一點(diǎn),點(diǎn)Q是坐標(biāo)平面內(nèi)一點(diǎn),以A,M,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是以為邊的矩形,求點(diǎn)Q的坐標(biāo).2.(2023秋·廣東江門(mén)·九年級(jí)校考期末)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線交x軸于、B兩點(diǎn),交y軸于點(diǎn)C,其對(duì)稱軸為,(1)求該拋物線的函數(shù)解析式;(2)P為第四象限內(nèi)拋物線上一點(diǎn),連接,過(guò)點(diǎn)C作交x軸于點(diǎn)Q,連接,求面積的最大值及此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo).(3)在(2)的條件下,將拋物線向右平移經(jīng)過(guò)點(diǎn)Q,得到新拋物線,點(diǎn)E在新拋物線的對(duì)稱軸上,是否在平面內(nèi)存在一點(diǎn)F,使得以A、P、E、F為頂點(diǎn)的四邊形是矩形?若存在,直接寫(xiě)出點(diǎn)F的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【考向五二次函數(shù)中構(gòu)成菱形存在性問(wèn)題】例題:(2022秋·遼寧沈陽(yáng)·九年級(jí)沈陽(yáng)市廣全學(xué)校校考階段練習(xí))如圖,拋物線與x軸負(fù)半軸交于點(diǎn)A,與x軸正半軸交于點(diǎn)B,與y軸負(fù)半軸交于點(diǎn)C,,,.(1)點(diǎn)C的坐標(biāo)為_(kāi)_____;拋物線的函數(shù)表達(dá)式為_(kāi)_____;(2)點(diǎn)D是上一點(diǎn)(不與點(diǎn)A、O重合),過(guò)點(diǎn)D作x軸的垂線,交拋物線于點(diǎn)E,交于點(diǎn)F,當(dāng)時(shí),求點(diǎn)E的坐標(biāo);(3)設(shè)拋物線的對(duì)稱軸l交x軸于點(diǎn)G,在(2)的條件下,點(diǎn)M是拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn),點(diǎn)N是坐標(biāo)平面內(nèi)一點(diǎn),是否存在點(diǎn)M、N,使以A、E、M、N為頂點(diǎn)的四邊形是菱形.若存在,直接寫(xiě)出點(diǎn)N的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【變式訓(xùn)練】1.(2022秋·廣東汕頭·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖:已知直線與x軸、y軸分別相交于A、B兩點(diǎn),拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)B,且與x軸交于點(diǎn).(1)求該拋物線的解析式;(2)已知點(diǎn)M是拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),并且點(diǎn)M在第一象限內(nèi),連接、,設(shè)點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為m,四邊形的面積為S,求S與m的函數(shù)表達(dá)式,并求出S的最大值;(3)若點(diǎn)P在平面內(nèi),點(diǎn)Q在直線上,平面內(nèi)是否存在點(diǎn)P使得以O(shè),B,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是菱形.若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.2.(2022秋·黑龍江齊齊哈爾·九年級(jí)統(tǒng)考期末)綜合與探究
如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn),點(diǎn)M為拋物線的頂點(diǎn),點(diǎn)B在y軸上,直線與拋物線在第一象限交于點(diǎn).(1)求拋物線的解析式;(2)已知點(diǎn)在拋物線上,當(dāng)時(shí),直接寫(xiě)n的取值范圍;(3)連接,點(diǎn)Q是直線上不與A、B重合的點(diǎn),若,請(qǐng)求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);(4)在x軸上有一動(dòng)點(diǎn)H,平面內(nèi)是否存在一點(diǎn)N,使以點(diǎn)A、H、C、N為頂點(diǎn)的四邊形是菱形?若存在,直接寫(xiě)出點(diǎn)N的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【考向六二次函數(shù)中構(gòu)成正方形存在性問(wèn)題】例題:(2022秋·遼寧撫順·九年級(jí)??茧A段練習(xí))如圖,直線與拋物線交于A,B兩點(diǎn),其中點(diǎn)B的坐標(biāo)是(1)求直線及拋物線的解析式;(2)C為拋物線上的一點(diǎn),的面積為3,求點(diǎn)C的坐標(biāo);(3)P在拋物線上,Q在直線上,M在坐標(biāo)平面內(nèi),當(dāng)以A,P,Q,M為頂點(diǎn)的四邊形為正方形時(shí),直接寫(xiě)出點(diǎn)M的坐標(biāo).【變式訓(xùn)練】1.(2022秋·湖南長(zhǎng)沙·九年級(jí)校考期末)如圖,拋物線與x軸交于,D兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)B,拋物線的對(duì)稱軸與x軸交于點(diǎn),點(diǎn)E,P為拋物線的對(duì)稱軸上的動(dòng)點(diǎn).(1)求該拋物線的解析式;(2)當(dāng)最小時(shí),求此時(shí)點(diǎn)E的坐標(biāo);(3)若點(diǎn)M為對(duì)稱軸右側(cè)拋物線上一點(diǎn),且M在x軸上方,N為平面內(nèi)一動(dòng)點(diǎn),是否存在點(diǎn)P,M,N,使得以A,P,M,N為頂點(diǎn)的四邊形為正方形?若存在,求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.2.(2022春·江蘇鹽城·九年級(jí)??茧A段練習(xí))如圖.已知拋物線經(jīng)過(guò)三點(diǎn),點(diǎn)P為直線上方拋物線上一點(diǎn).(1)求拋物線的解析式;(2)當(dāng)時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)連接,交直線于點(diǎn)E,交y軸于點(diǎn)F;①是否存在點(diǎn)P使與相似,若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;②若點(diǎn)P的坐標(biāo)為,點(diǎn)H在拋物線上,過(guò)H作軸,交直線于點(diǎn)K.點(diǎn)Q是平面內(nèi)一點(diǎn),當(dāng)以點(diǎn)E,H,K,Q為頂點(diǎn)的四邊形是正方形時(shí),請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)Q的坐標(biāo).專(zhuān)題17二次函數(shù)中幾何存在性的問(wèn)題【中考考向?qū)Ш健磕夸汿OC\o"1-3"\h\u【直擊中考】 1【考向一二次函數(shù)中構(gòu)成等腰三角形存在性問(wèn)題】 1【考向二二次函數(shù)中構(gòu)成直角三角形存在性問(wèn)題】 8【考向三二次函數(shù)中構(gòu)成三角形相似存在性問(wèn)題】 16【考向四二次函數(shù)中構(gòu)成矩形存在性問(wèn)題】 23【考向五二次函數(shù)中構(gòu)成菱形存在性問(wèn)題】 33【考向六二次函數(shù)中構(gòu)成正方形存在性問(wèn)題】 42【直擊中考】【考向一二次函數(shù)中構(gòu)成等腰三角形存在性問(wèn)題】例題:(2022秋·青海西寧·九年級(jí)??计谀┤鐖D,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線軸交于,兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn).(1)求拋物線的解析式;(2)求拋物線的對(duì)稱軸及頂點(diǎn)坐標(biāo)(3)在坐標(biāo)軸是否存在一點(diǎn).使得是等腰三角形,若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;【答案】(1)(2)直線,(3)或或或或或或或【分析】(1)利用待定系數(shù)法解答,即可求解;(2)把拋物線解析式化為頂點(diǎn)式,即可求解;(3)分三種情況:當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),即可求解.【詳解】(1)解:設(shè)拋物線的解析式為,把點(diǎn),,代入得:,解得:,∴拋物線的解析式為;(2)解:∵,∴拋物線的對(duì)稱軸為直線,頂點(diǎn)坐標(biāo)為;(3)解:∵點(diǎn),,∴,∴,當(dāng)時(shí),若點(diǎn)P在x軸上,點(diǎn)P與點(diǎn)B關(guān)于y軸對(duì)稱,∴此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為;若點(diǎn)P在y軸上,或,∴此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為或;當(dāng)時(shí),若點(diǎn)P在x軸上,或,∴此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為或;若點(diǎn)P在y軸上,點(diǎn)P與點(diǎn)B關(guān)于x軸對(duì)稱,∴此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為;當(dāng)時(shí),若點(diǎn)P在x軸上,連接,如圖,設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為,則,∴,在中,,∴,解得:,∴此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為;若點(diǎn)P在y軸上,連接,如圖,設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為,則,∴,在中,,∴,解得:,∴此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為;綜上所述,或或或或或或或.【點(diǎn)睛】本題主要考查了二次函數(shù)的綜合題,還涉及了求二次函數(shù)的解析式,等腰三角形的性質(zhì),勾股定理,利用分類(lèi)討論思想解答是解題的關(guān)鍵.【變式訓(xùn)練】1.(2023秋·陜西商洛·九年級(jí)??计谀┤鐖D,已知拋物線()與軸交于,兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn).(1)求拋物線的解析式及點(diǎn)的坐標(biāo);(2)若為拋物線上一點(diǎn),連接,是否存在以為底的等腰?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1);(2)存在,點(diǎn)的坐標(biāo)為或【分析】(1)將點(diǎn),代入解析式,待定系數(shù)法求解析式,進(jìn)而令,得出點(diǎn)的坐標(biāo);(2)若存在以為底的等腰,則,點(diǎn)在的垂直平分線上,如圖,設(shè)的垂直平分線交軸于點(diǎn),交于點(diǎn),連接,勾股定理得出,即可得出點(diǎn)的坐標(biāo),進(jìn)而根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式得出點(diǎn)的坐標(biāo),待定系數(shù)法求解析式求得直線的解析式,聯(lián)立組成方程組即可求解.【詳解】(1)解:∵已知拋物線()與軸交于,兩點(diǎn),∴,解得:,∴拋物線解析式為:,令,解得:,∴;(2)存在,∵,∴,若存在以為底的等腰,則,點(diǎn)在的垂直平分線上,如圖,設(shè)的垂直平分線交軸于點(diǎn),交于點(diǎn),連接,則,設(shè),則,在中,,∴,解得:,∴點(diǎn)的坐標(biāo)為,∵為的中點(diǎn),∴,設(shè)直線得到的解析式為,∴解得:∴直線的解析式為,聯(lián)立解得:,∴點(diǎn)的坐標(biāo)為:或【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的綜合運(yùn)用,等腰三角形的性質(zhì),一次函數(shù)與拋物線交點(diǎn)問(wèn)題,掌握以上知識(shí)是解題的關(guān)鍵.2.(2022秋·廣西南寧·九年級(jí)校考階段練習(xí))已知拋物線經(jīng)過(guò),兩點(diǎn),直線l是拋物線的對(duì)稱軸.(1)求拋物線的函數(shù)關(guān)系式;(2)設(shè)點(diǎn)P是直線l上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)?shù)闹荛L(zhǎng)最小時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo)以及這個(gè)最小周長(zhǎng);(3)在直線l上是否存在點(diǎn)M,使為等腰三角形?若存在,直接寫(xiě)出所有符合條件的點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)點(diǎn)坐標(biāo)為;的周長(zhǎng)最小值為(3)存在符合條件的點(diǎn),且坐標(biāo)為,,,.【分析】(1)把、代入拋物線解析式,即可求解;(2)連結(jié)交于,根據(jù)拋物線的對(duì)稱性可得,從而得到,此時(shí)的周長(zhǎng)最小,再求出直線解析式,即可求解;(3)根據(jù)等腰三角形的性質(zhì),分三種情況討論,即可求解.【詳解】(1)解:把、代入拋物線解析式得:解得:,∴拋物線解析式為.(2)解:當(dāng)時(shí),,∴,連結(jié)交于,如圖,∵點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱,∴,∴,此時(shí)的周長(zhǎng)最小,設(shè)直線解析式為,把,代入得:解得:,∴直線解析式為.把代入得:,則坐標(biāo)為.∵,,,∴,∴,則的周長(zhǎng)最小值.(3)解:存在,理由如下:設(shè),已知,,則,,,①若,則,即,解得,.②若,則,得,,解得,.③若,則,得,,解得,,,當(dāng)時(shí),,,三點(diǎn)共線,構(gòu)不成三角形,不合題意,舍去.綜上可知,存在符合條件的點(diǎn),坐標(biāo)為,,,.【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)綜合題,涉及了拋物線的性質(zhì)及解析式的確定、等腰三角形的判定等知識(shí),在判定等腰三角形時(shí),一定要根據(jù)不同的腰和底分類(lèi)進(jìn)行討論,以免漏解.【考向二二次函數(shù)中構(gòu)成直角三角形存在性問(wèn)題】例題:(2022秋·陜西渭南·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,拋物線與軸交于、兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn).(1)求該拋物線的解析式;(2)在拋物線的對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn),使得以、、為頂點(diǎn)的三角形為直角三角形,若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)存在,坐標(biāo)為或或或【分析】(1)把A,B兩點(diǎn)坐標(biāo)代入拋物線的解析式,構(gòu)建方程組求出b,c的值即可;(2)分三種情形:B是直角頂點(diǎn),C是直角頂點(diǎn),P是直角頂點(diǎn),分別求解即可.【詳解】(1)∵拋物線與軸交于、兩點(diǎn),∴,解得∴拋物線的解析式為.(2)∵,∴拋物線的對(duì)稱軸為直線,頂點(diǎn)坐標(biāo)為.如圖,連接.∵,∴,∴,∴當(dāng)時(shí),,可得.當(dāng)時(shí),同理可得.當(dāng)時(shí),設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,則,,.∵,∴,解得,∴點(diǎn)的坐標(biāo)為或.綜上可得點(diǎn)的坐標(biāo)為或或或.【點(diǎn)睛】考查了二次函數(shù)的性質(zhì),等腰直角三角形的判定和性質(zhì),直角三角形等知識(shí),解題的關(guān)鍵是掌握待定系數(shù)法,學(xué)會(huì)用分類(lèi)討論的思想思考問(wèn)題.【變式訓(xùn)練】1.(2023秋·山東棗莊·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,拋物線與x軸相交于A,B兩點(diǎn),與y軸相交于點(diǎn)C,對(duì)稱軸為直線,頂點(diǎn)為D,點(diǎn)B的坐標(biāo)為.(1)求出點(diǎn)A點(diǎn)、點(diǎn)D的坐標(biāo)及拋物線的解析式;(2)P是拋物線對(duì)稱軸上一動(dòng)點(diǎn),是否存在點(diǎn)P,使是以AC為斜邊的直角三角形?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),,;(2)存在,P點(diǎn)坐標(biāo)為或.【分析】(1)根據(jù)對(duì)稱軸為直線,點(diǎn)B的坐標(biāo)為,得到關(guān)于b,c的方程組,解方程組,即可得到拋物線的解析式,令,得到,解方程即可得到點(diǎn)A的坐標(biāo),把拋物線的解析式化為頂點(diǎn)式,即可得到點(diǎn)D的坐標(biāo);(2)先求出點(diǎn)C的坐標(biāo),再求出,設(shè)的中點(diǎn)為E,則,設(shè),利用直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半得到方程,解方程即可得到答案.【詳解】(1)解:∵對(duì)稱軸為直線,點(diǎn)B的坐標(biāo)為.∴解得,∴,令,,∴,∴,∵D是拋物線的頂點(diǎn),,∴,(2)存在,理由如下:當(dāng)時(shí),,∴,∴,∵,∴,∴,設(shè)的中點(diǎn)為E,則,設(shè),∵是以為斜邊的直角三角形,∴,∴,∴,,∴或,∴使是以為斜邊的直角三角形時(shí),P點(diǎn)坐標(biāo)為或.【點(diǎn)睛】此題考查了二次函數(shù)與幾何綜合題,用到了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式、拋物線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)、拋物線的頂點(diǎn)、直角三角形的性質(zhì)等知識(shí),讀懂題意,準(zhǔn)確計(jì)算是解題的關(guān)鍵.2.(2023秋·山西陽(yáng)泉·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為,并與軸交于點(diǎn),點(diǎn)是對(duì)稱軸與軸的交點(diǎn),直線與拋物線的另一個(gè)交點(diǎn)為.(1)求拋物線的解析式;(2)連接、,判斷是什么特殊三角形,并說(shuō)明理由;(3)在坐標(biāo)軸上是否存在一點(diǎn),使為以為直角邊的直角三角形?若存在,直接寫(xiě)出點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)是直角三角形,理由見(jiàn)解析(3)存在,點(diǎn)的坐標(biāo)為,或【分析】(1)由題意可設(shè)拋物線頂點(diǎn)式為,然后將點(diǎn)代入求解即可;(2)先求出直線的解析式,然后聯(lián)立直線的解析式和拋物線的解析式得出點(diǎn)的坐標(biāo),最后利用勾股定理證明即可;(3)分兩種情況討論:①當(dāng)點(diǎn)在軸上時(shí),②當(dāng)點(diǎn)在軸上時(shí),根據(jù)勾股定理進(jìn)行求解即可.【詳解】(1)∵拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為,∴可設(shè)拋物線頂點(diǎn)式為,將點(diǎn)代入頂點(diǎn)式得,解得,∴;(2)是直角三角形,理由如下:∵直線過(guò)點(diǎn),∴設(shè)直線的解析式為,∵點(diǎn)是對(duì)稱軸與軸的交點(diǎn),∴,把點(diǎn)代入,并解得,∴直線的解析式為,聯(lián)立,并解得,,∴,∴,,,∴,∴是直角三角形;(3)存在,點(diǎn)的坐標(biāo)為,或.①當(dāng)點(diǎn)在軸上時(shí),設(shè),∴,,,若為斜邊,則有,解得,∴,若為斜邊,則有,解得,∴;②當(dāng)點(diǎn)在軸上時(shí),設(shè),∴,,,若為斜邊,則有,解得,∴,若為斜邊,則有,解得(與點(diǎn)重合舍去),綜上所述,點(diǎn)的坐標(biāo)為,或.【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的綜合題,熟練掌握二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),能夠利用勾股定理證明直角三角形是解題的關(guān)鍵.3.(2023秋·廣東廣州·九年級(jí)統(tǒng)考期末)拋物線與x軸交于點(diǎn)和,與y軸交于點(diǎn)C,連接.點(diǎn)P是線段下方拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(不與點(diǎn)B,C重合),過(guò)點(diǎn)P作y軸的平行線交于M,交x軸于N.(1)求該拋物線的解析式;(2)過(guò)點(diǎn)C作于點(diǎn)H,,①求點(diǎn)P的坐標(biāo);②連接,在y軸上是否存在點(diǎn)Q,使得為直角三角形?若存在,求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)①)②或【分析】(1)用待定系數(shù)法求出二次函數(shù)的解析式即可;(2)①由題可得為矩形,根據(jù),可得點(diǎn)P的橫坐標(biāo),代入解析式即可求出坐標(biāo);②分和兩種情況解題即可.【詳解】(1)解:把點(diǎn)和代入得:,解得:,∴(2)①解:∵,軸,∴四邊形為矩形,∴∵∴當(dāng)時(shí)∴點(diǎn)P的坐標(biāo))②由題可知,顯然不能為如圖,當(dāng)時(shí),在中,,∴,∵軸,∴∴,即,即:解得:,∴∴點(diǎn)Q的坐標(biāo)為;如圖,當(dāng)時(shí),顯然,為矩形,∴,∴點(diǎn)Q的坐標(biāo)為;綜上所述:點(diǎn)Q的坐標(biāo)為或【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的解析式,矩形的性質(zhì),勾股定理和三角函數(shù),掌握二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.【考向三二次函數(shù)中構(gòu)成三角形相似存在性問(wèn)題】例題:(2022秋·廣西百色·九年級(jí)統(tǒng)考期中)如圖,拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn),和坐標(biāo)原點(diǎn),頂點(diǎn)為.(1)求拋物線的表達(dá)式;(2)求證:是直角三角形;(3)若點(diǎn)是拋物線上第一象限內(nèi)的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸,垂足為,是否存在點(diǎn),使得以P,M,A為頂點(diǎn)的三角形與相似?若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)見(jiàn)解析(3)存在,點(diǎn)坐標(biāo)為或【分析】(1)設(shè)拋物線的解析式為,把點(diǎn),,,代入求出,,的值即可;(2)先求出點(diǎn)C坐標(biāo),然后根據(jù)A、B、C的坐標(biāo),分別求出、、,利用勾股定理逆定理判定即可;(3)分和表示出和,從而表示出點(diǎn)的坐標(biāo),代入求得的拋物線的解析式即可求得的值,從而確定點(diǎn)的坐標(biāo).【詳解】(1)解:設(shè)拋物線的解析式為,將點(diǎn),,,代入可得:,解得:,所以函數(shù)解析式為:;(2)證明:∵,∴拋物線的頂點(diǎn)的坐標(biāo)為,∵,,∴,,,∴,∴是直角三角形;(3)解:假設(shè)存在點(diǎn),使以,,為頂點(diǎn)的三角形與相似,如圖,設(shè),由題意知,,且,由(2)知,為直角三角形,,且,①若,則,即,得,(舍去),當(dāng)時(shí),,即,;②若,,即:,得:,(舍去)當(dāng)時(shí),,即.∴存在,當(dāng)點(diǎn)坐標(biāo)為或,使得以P,M,A為頂點(diǎn)的三角形與相似.【點(diǎn)睛】本題考查了用待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、兩點(diǎn)間距離、勾股定理、相似三角形的判定和性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn),綜合性強(qiáng),同時(shí)也考查數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想方法.【變式訓(xùn)練】1.(2023秋·湖南株洲·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,以D為頂點(diǎn)的拋物線交x軸于A、B兩點(diǎn),交y軸于點(diǎn)C,直線的表達(dá)式為.(1)求拋物線的表達(dá)式;(2)在直線上存在一點(diǎn)P,使的值最小,求此最小值;(3)在x軸上是否存在一點(diǎn)Q,使得以A、C、Q為頂點(diǎn)的三角形與相似?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)10(3)當(dāng)Q的坐標(biāo)為或時(shí),以A、C、Q為頂點(diǎn)的三角形與相似【分析】(1)先根據(jù)一次函數(shù)解析式求出B、C的坐標(biāo),再利用待定系數(shù)法求出二次函數(shù)解析式即可;(2)由正方形的性質(zhì)和判定求出點(diǎn)O關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)就是,進(jìn)一步推出有最小值且等于的長(zhǎng)度,求出點(diǎn)A的坐標(biāo),利用勾股定理求出的長(zhǎng)即可得到答案.(3)先求出點(diǎn)D的坐標(biāo),進(jìn)而利用勾股定理和勾股定理的逆定理證明是直角三角形,再證明,得到,則分當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),兩種情況利用相似三角形的性質(zhì)求解即可.【詳解】(1)解:把代入,得:,∴,
把代入得:,∴,
由點(diǎn)B、C在拋物線上可得:,∴,∴拋物線的解析式為;(2)解:由(1)所得,可知以線段為鄰邊的四邊形為正方形,其第四個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)為,記為.由正方形的性質(zhì)可知點(diǎn)O關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)就是.∵與O關(guān)于對(duì)稱,∴,∴,∴當(dāng)在一條直線上時(shí),有最小值且等于的長(zhǎng)度.
當(dāng),即時(shí),解得或,∴,∴,∴的最小值為10;(3)解:∵拋物線解析式為,∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為,又∵,∴,,,∵,∴,∴,∵,∴,∵,,∴,∴,當(dāng)時(shí),則,即,∴,∴;當(dāng)時(shí),則,即,∴,∴綜上所述,當(dāng)Q的坐標(biāo)為或時(shí),以A、C、Q為頂點(diǎn)的三角形與相似.【點(diǎn)睛】本題主要考查了二次函數(shù)綜合,一次函數(shù)與幾何綜合,相似三角形的性質(zhì)與判定,軸對(duì)稱最短路徑問(wèn)題,勾股定理和勾股定理的逆定理,正方形的性質(zhì)與判定等等,靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)是解題的關(guān)鍵.2.(2023秋·湖南邵陽(yáng)·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,拋物線與x軸交于點(diǎn)、B兩點(diǎn),頂點(diǎn),過(guò)點(diǎn)A的直線與拋物線相交于點(diǎn)C,與拋物線對(duì)稱軸DF交于點(diǎn)E,.(1)求該拋物線解析式;(2)在對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn)M,使以點(diǎn)A、E、M為頂點(diǎn)的三角形與相似,若存在,求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.(3)點(diǎn)P是線段上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作直線軸交拋物線于點(diǎn)Q,當(dāng)線段的長(zhǎng)度最大時(shí),求P點(diǎn)坐標(biāo)與的最大值.【答案】(1)或(2)存在,或(3),【分析】(1)根據(jù)拋物線的頂點(diǎn)為可設(shè),再把A的坐標(biāo)代入計(jì)算即可;(2)如圖,的對(duì)稱軸為直線,先求解直線;;由,,結(jié)合勾股定理可得,.,,再分兩種情況討論:當(dāng)時(shí),則,當(dāng)時(shí),則,從而可得答案;(3)設(shè)點(diǎn),則點(diǎn),可得,再利用二次函數(shù)的性質(zhì)解決問(wèn)題即可.【詳解】(1)解:由題意可設(shè),將代人解析式中得,,∴或.(2)如圖,的對(duì)稱軸為直線,∴,而,∴,∵,∴,∴,設(shè)為,∴,解得:,∴直線;令,解得,,所以;由,,結(jié)合勾股定理可得,.,,當(dāng)時(shí),則,∴,∴,則,∴.當(dāng)時(shí),則,∴,∴,此時(shí),重合,∴.∴存在點(diǎn)或;(3)如圖,設(shè)點(diǎn),則點(diǎn),∴,∴當(dāng)時(shí),PQ最大,最大值為此時(shí).【點(diǎn)睛】本題考查的是利用待定系數(shù)法求解拋物線的解析式,勾股定理的應(yīng)用,相似三角形的判定與性質(zhì),二次函數(shù)的性質(zhì),清晰的分類(lèi)討論與數(shù)形結(jié)合的方法都是解本題的關(guān)鍵.【考向四二次函數(shù)中構(gòu)成矩形存在性問(wèn)題】例題:(2023秋·貴州遵義·九年級(jí)統(tǒng)考期末)已知拋物線與軸交于點(diǎn)、,與軸交于點(diǎn).(1)求拋物線解析式;(2)如圖①,若點(diǎn)是第一象限內(nèi)拋物線上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作于點(diǎn),求線段長(zhǎng)的最大值(3)如圖②,若點(diǎn)是拋物線上另一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)是平面內(nèi)一點(diǎn),是否存在以點(diǎn)、、、為頂點(diǎn),且以為邊的矩形,若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由【答案】(1)拋物線解析式為(2)的長(zhǎng)的最大值為(3)存在,點(diǎn)的坐標(biāo)為或【分析】(1)根據(jù)題意,設(shè)拋物線解析式為,再把代入,計(jì)算即可得出答案;(2)過(guò)點(diǎn)作軸交于點(diǎn),交于點(diǎn),根據(jù)題意,得出,進(jìn)而得出,再根據(jù)直角三角形兩銳角互余,得出,再根據(jù)對(duì)頂角相等,得出,進(jìn)而得出是等腰直角三角形,再根據(jù)等腰直角三角形的性質(zhì),得出,再根據(jù)待定系數(shù)法求出直線的解析式,然后設(shè)點(diǎn),則,再根據(jù)兩點(diǎn)之間的距離公式,得出,再根據(jù),得出,再根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì),即可得出答案;(3)根據(jù)題意,設(shè),然后分兩種情況:當(dāng)、在直線的上方時(shí)和當(dāng)、在直線的下方時(shí),根據(jù)相似三角形的判定與性質(zhì),矩形的性質(zhì),等腰直角三角形的性質(zhì),即可得出點(diǎn)的坐標(biāo).【詳解】(1)解:∵拋物線與軸交于點(diǎn)、,∴設(shè)拋物線解析式為,又∵拋物線與軸交于點(diǎn),∴把代入,可得:,解得:,∴拋物線解析式為;(2)解:過(guò)點(diǎn)作軸交于點(diǎn),交于點(diǎn),∵,,∴,∴,∵軸,∴,∴,∴,∵,∴,∴是等腰直角三角形,∴,設(shè)直線的解析式為,∵,,∴可得:,解得:,∴直線的解析式為,設(shè)點(diǎn),則,∴,∴,∴當(dāng)時(shí),的長(zhǎng)的最大值為;(3)解:存在以點(diǎn)、、、為頂點(diǎn),且以為邊的矩形,理由如下:設(shè),如圖1,當(dāng)、在直線的上方時(shí),過(guò)點(diǎn)作軸交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸交于點(diǎn),∵,∴,∵,∴,∴,∴,即,解得:,∴,∴,∴,∵,∴,∴;如圖2,當(dāng)、在直線的下方時(shí),過(guò)點(diǎn)作軸,過(guò)點(diǎn)作交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作交于點(diǎn),同理可得:,∴,即,解得:(舍去)或,∴,∴,∴,∵,∴,∴,綜上所述:點(diǎn)的坐標(biāo)為或.【點(diǎn)睛】本題考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)、直角三角形兩銳角互余、等腰直角三角形的性質(zhì)、求一次函數(shù)解析式、兩點(diǎn)之間的距離公式、相似三角形的判定與性質(zhì)、矩形的性質(zhì),解本題的關(guān)鍵在熟練掌握相關(guān)的性質(zhì)定理,并正確作出輔助線.【變式訓(xùn)練】1.(2022秋·湖北黃岡·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,拋物線與x軸交于A、B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左邊),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)D和點(diǎn)C關(guān)于拋物線的對(duì)稱軸對(duì)稱.(1)求直線的解析式;(2)如圖,直線上方的拋物線上有一點(diǎn)F,過(guò)點(diǎn)F作于點(diǎn)G,求線段的最大值;(3)點(diǎn)M是拋物線的頂點(diǎn),點(diǎn)P是y軸上一點(diǎn),點(diǎn)Q是坐標(biāo)平面內(nèi)一點(diǎn),以A,M,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是以為邊的矩形,求點(diǎn)Q的坐標(biāo).【答案】(1)直線的解析式為;(2)的最大值為:;(3)或.【分析】(1)先求解A,B,C的坐標(biāo),再求解D的坐標(biāo),再利用待定系數(shù)法求解一次函數(shù)的解析式即可;(2)記于y軸的交點(diǎn)為,證明為等腰直角三角形,過(guò)作軸交于,為等腰直角三角形,則,設(shè),則,再建立二次函數(shù),利用二次函數(shù)的性質(zhì)解題即可;(3)如圖,當(dāng)在的右邊,記直線交y軸于R,,則,求解直線的解析式為,可得,設(shè),而四邊形為矩形,可得,再利用勾股定理建立方程求解,結(jié)合平移的性質(zhì)可得:;如圖,當(dāng)在的左邊,同理可得:,結(jié)合平移的性質(zhì)可得:.【詳解】(1)解:當(dāng)時(shí),,則,當(dāng)時(shí),,解得,,則,,∵,∴拋物線對(duì)稱軸為直線,而點(diǎn)D和點(diǎn)C關(guān)于直線對(duì)稱,∴,設(shè)直線的解析式為,把,分別代入得,解得,∴直線的解析式為;(2)記于y軸的交點(diǎn)為,當(dāng)時(shí),,則,∴,∴為等腰直角三角形,∴,過(guò)作軸交于,∴,∴為等腰直角三角形,∴,設(shè),則,∴,當(dāng)時(shí),有最大值,∴的最大值為:;(3)如圖,當(dāng)在的右邊,記直線交y軸于R,,則,設(shè)直線的解析式為,把、分別代入得,解得,∴直線的解析式為,當(dāng)時(shí),,則,設(shè),而四邊形為矩形,∴,∴,解得:,即,由平移的性質(zhì)可得:;如圖,當(dāng)在的左邊,同理可得:,解得:,即,由平移的性質(zhì)可得:;綜上:或.【點(diǎn)睛】本題考查的是二次函數(shù)與坐標(biāo)軸的交點(diǎn),二次函數(shù)的性質(zhì),勾股定理的應(yīng)用,等腰直角三角形的判定與性質(zhì),矩形的判定與性質(zhì),平移的性質(zhì),熟練的建立二次函數(shù)模型再利用二次函數(shù)的性質(zhì)解決問(wèn)題是解本題的關(guān)鍵.2.(2023秋·廣東江門(mén)·九年級(jí)??计谀┤鐖D,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線交x軸于、B兩點(diǎn),交y軸于點(diǎn)C,其對(duì)稱軸為,(1)求該拋物線的函數(shù)解析式;(2)P為第四象限內(nèi)拋物線上一點(diǎn),連接,過(guò)點(diǎn)C作交x軸于點(diǎn)Q,連接,求面積的最大值及此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo).(3)在(2)的條件下,將拋物線向右平移經(jīng)過(guò)點(diǎn)Q,得到新拋物線,點(diǎn)E在新拋物線的對(duì)稱軸上,是否在平面內(nèi)存在一點(diǎn)F,使得以A、P、E、F為頂點(diǎn)的四邊形是矩形?若存在,直接寫(xiě)出點(diǎn)F的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)面積的最大值為4,此時(shí)P的坐標(biāo)為(3)存在,點(diǎn)F的坐標(biāo)為,【分析】(1)把點(diǎn)A的坐標(biāo)代入得到,再根據(jù)拋物線的對(duì)稱軸,得出a和b的關(guān)系式,即可求解;(2)連接,過(guò)P點(diǎn)作平行于y軸的直線交于H點(diǎn),根據(jù)可得,從而求面積的最大值即可,通過(guò)設(shè)P的坐標(biāo),得到H的坐標(biāo),從而建立關(guān)于面積的二次函數(shù)表達(dá)式,最終結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì)求解即可;(3)通過(guò)(2)的結(jié)論首先確定出平移后拋物線的解析式,設(shè)出E,F(xiàn)的坐標(biāo),運(yùn)用勾股定理進(jìn)行分類(lèi)討論即可.【詳解】(1)將,代入得:,∵拋物線對(duì)稱軸為對(duì)稱軸為,∴,即,把代入得:,解得:,∴,∴拋物線的解析式為:;(2)如圖所示,連接PC,PB,BC,過(guò)P點(diǎn)作平行于y軸的直線交BC于H點(diǎn),∵,∴,即求面積的最大值即可,把代入得,∴C坐標(biāo)為,設(shè)直線BC的解析式為:,將,代入得:,解得:,∴直線BC的解析式為:,設(shè),則,∴,∴,根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)可得:當(dāng)時(shí),取得最大值為4,將代入,得到此時(shí)P的坐標(biāo)為,∴面積的最大值為4,此時(shí)P的坐標(biāo)為;(3)存在,理由如下:由(2)可知,當(dāng)面積的最大值為4時(shí),P的坐標(biāo)為,∵,∴,則,∵原拋物線解析式為:,∴設(shè)向右平移后的解析式為:,將代入求得:(舍負(fù)值),∴平移后拋物線的解析式為:,其對(duì)稱軸為直線,∴設(shè),,則結(jié)合A、P的坐標(biāo)可得:,,,①當(dāng)時(shí),如圖所示,此時(shí)根據(jù)勾股定理得:,即:,解得:,即:,此時(shí)根據(jù)A、P、E、F四點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系可得:,解得:,∴;②當(dāng)時(shí),如圖所示,此時(shí)根據(jù)勾股定理得:,即:,解得:,即:,此時(shí)根據(jù)A、P、E、F四點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系可得:,解得:,∴;③當(dāng)AE⊥PE時(shí),根據(jù)勾股定理得:,即:,整理得:,∵,∴上述方程在實(shí)數(shù)范圍內(nèi)無(wú)解,即不存在的情況,綜上所述,所有可能的點(diǎn)F的坐標(biāo)為,.【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)綜合運(yùn)用,以及矩形的性質(zhì),準(zhǔn)確求得拋物線的解析式,并靈活根據(jù)矩形的性質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)討論是解題關(guān)鍵.【考向五二次函數(shù)中構(gòu)成菱形存在性問(wèn)題】例題:(2022秋·遼寧沈陽(yáng)·九年級(jí)沈陽(yáng)市廣全學(xué)校校考階段練習(xí))如圖,拋物線與x軸負(fù)半軸交于點(diǎn)A,與x軸正半軸交于點(diǎn)B,與y軸負(fù)半軸交于點(diǎn)C,,,.(1)點(diǎn)C的坐標(biāo)為_(kāi)_____;拋物線的函數(shù)表達(dá)式為_(kāi)_____;(2)點(diǎn)D是上一點(diǎn)(不與點(diǎn)A、O重合),過(guò)點(diǎn)D作x軸的垂線,交拋物線于點(diǎn)E,交于點(diǎn)F,當(dāng)時(shí),求點(diǎn)E的坐標(biāo);(3)設(shè)拋物線的對(duì)稱軸l交x軸于點(diǎn)G,在(2)的條件下,點(diǎn)M是拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn),點(diǎn)N是坐標(biāo)平面內(nèi)一點(diǎn),是否存在點(diǎn)M、N,使以A、E、M、N為頂點(diǎn)的四邊形是菱形.若存在,直接寫(xiě)出點(diǎn)N的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1),(2)(3)存在:,,【分析】(1)證明,得到,求出,從而得到點(diǎn)坐標(biāo),再用待定系數(shù)法,求出函數(shù)解析式即可;(2)待定系數(shù)法求出直線的解析式,設(shè),分別表示出的坐標(biāo),進(jìn)而得到,利用,列式計(jì)算即可;(3)分是邊和是對(duì)角線兩種情況,進(jìn)行討論求解.【詳解】(1)解:由題意,,,,∵,∴,,,∴,∴,∴,∴,∴,分別把,,代入,得解得,∴;故答案為:,;(2)解:設(shè)直線函數(shù)關(guān)系式為,代入,得,,解得,∴,設(shè),則:,∴,,由題意,解得,或(舍去),將代入得;∴;(3)解:存在,理由如下:當(dāng)以A、E、M、N為頂點(diǎn)的四邊形是菱形時(shí),是等腰三角形.由題意,,,對(duì)稱軸為:,在中,由勾股定理得:,①當(dāng)是邊時(shí):當(dāng)時(shí),點(diǎn)A到直線l的距離是:,∴此時(shí)點(diǎn)M不存在.當(dāng)時(shí),如圖,此時(shí)菱形為:,過(guò)點(diǎn)E作于點(diǎn)H,,,在中,由勾股定理得,,∴或,∴;當(dāng)點(diǎn)時(shí):由得:,即:,解得:,同理可得:,故點(diǎn);同理可得:;②當(dāng)為對(duì)角線時(shí),此時(shí),即,此時(shí)菱形為,即,設(shè),則:,解得,∴,即點(diǎn)在軸上,則:,解得:,,∴;綜上:,,.【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用.正確的求出函數(shù)解析式,利用數(shù)形結(jié)合,分類(lèi)討論的思想進(jìn)行求解,是解題的關(guān)鍵.【變式訓(xùn)練】1.(2022秋·廣東汕頭·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖:已知直線與x軸、y軸分別相交于A、B兩點(diǎn),拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)B,且與x軸交于點(diǎn).(1)求該拋物線的解析式;(2)已知點(diǎn)M是拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),并且點(diǎn)M在第一象限內(nèi),連接、,設(shè)點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為m,四邊形的面積為S,求S與m的函數(shù)表達(dá)式,并求出S的最大值;(3)若點(diǎn)P在平面內(nèi),點(diǎn)Q在直線上,平面內(nèi)是否存在點(diǎn)P使得以O(shè),B,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是菱形.若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1);(2),;(3),,,;【分析】(1)根據(jù)直線解析式求出點(diǎn)B的坐標(biāo),將B、C兩點(diǎn)坐標(biāo)代入解析式即可得到答案;(2)連接,表示出M的坐標(biāo),根據(jù)列出S與m的函數(shù)關(guān)系式,最后根據(jù)函數(shù)性質(zhì)即可得到答案;(3)設(shè)點(diǎn),分、、分別為對(duì)角線三類(lèi)討論,根據(jù)對(duì)角線互相平分得到點(diǎn)P的坐標(biāo),最后根據(jù)菱形的鄰邊相等即可得到答案;【詳解】(1)解:當(dāng)時(shí),,∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為,將,代入拋物線解析式可得,,解得:,∴該拋物線的解析式為:;(2)解:連接,∵點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為m,∴,當(dāng)時(shí),,解得,∴,∴,∵,∴當(dāng)時(shí),S最大,;(3)解:設(shè)點(diǎn),①當(dāng)為對(duì)角線時(shí),∵O,B,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是菱形,∴與互相平分,,∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為,解得:,∴;②當(dāng)為對(duì)角線時(shí),∵O,B,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是菱形,∴與互相平分,,∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為,∴,解得:,∴,;③當(dāng)為對(duì)角線時(shí),∵O,B,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是菱形,∴與互相平分,,∴P的坐標(biāo)為,∴,解得:(與B重合舍去),,∴;綜上所述存在4點(diǎn)使以O(shè),B,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是菱形:,,,;【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)綜合,主要有求解析式、圍成圖形最大面積、圍成特殊菱形問(wèn)題,解題的關(guān)鍵是求出解析式,根據(jù)特殊圖形性質(zhì)設(shè)點(diǎn)表示出所有點(diǎn)根據(jù)線段相等列式求解.2.(2022秋·黑龍江齊齊哈爾·九年級(jí)統(tǒng)考期末)綜合與探究
如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn),點(diǎn)M為拋物線的頂點(diǎn),點(diǎn)B在y軸上,直線與拋物線在第一象限交于點(diǎn).(1)求拋物線的解析式;(2)已知點(diǎn)在拋物線上,當(dāng)時(shí),直接寫(xiě)n的取值范圍;(3)連接,點(diǎn)Q是直線上不與A、B重合的點(diǎn),若,請(qǐng)求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);(4)在x軸上有一動(dòng)點(diǎn)H,平面內(nèi)是否存在一點(diǎn)N,使以點(diǎn)A、H、C、N為頂點(diǎn)的四邊形是菱形?若存在,直接寫(xiě)出點(diǎn)N的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)(2)(3)或;(4)或或或.【分析】(1)用待定系數(shù)法可得拋物線的解析式;(2)根據(jù)對(duì)稱軸直線求出對(duì)稱軸直線,即可得出最小值,再分別求出當(dāng)和時(shí)的函數(shù)值即可得出n的取值范圍;(3)先計(jì)算出,再求出解析式,設(shè)出點(diǎn)Q坐標(biāo),根據(jù)三角形面積公式即可求解;(4)分類(lèi)討論,分別當(dāng)為對(duì)角線時(shí),畫(huà)出圖形即可求解.【詳解】(1)解:把代入得:,解得,∴拋物線的解析式為;(2)由(1)可知,二次函數(shù)解析式為,∴拋物線的對(duì)稱軸直線,∴當(dāng)時(shí),n取最小值,此時(shí):,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;∴當(dāng)時(shí),;(3)∵、∴,∴,設(shè)直線的表達(dá)式為,將點(diǎn)、代入得:,解得,∴的表達(dá)式為,設(shè)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為∴解得或,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),∴點(diǎn)Q的坐標(biāo)為或;(4)存在一點(diǎn)N,使以點(diǎn)A、H、C、N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,理由如下:①當(dāng)為菱形的對(duì)角線時(shí),如圖所示,由(3)可知,,∴,∴,∴菱形為正方形,∴點(diǎn)N的坐標(biāo)為②如圖所示,當(dāng)為菱形對(duì)角線時(shí),C、N關(guān)于x軸對(duì)稱,∴點(diǎn)N坐標(biāo)為;③,當(dāng)為對(duì)角線時(shí),如圖所示,,∴,∴點(diǎn)N的坐標(biāo)為或綜上所示,點(diǎn)N的坐標(biāo)為:或或或.【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,待定系數(shù)法求函數(shù)表達(dá)式,自變量取值范圍內(nèi)的函數(shù)值,三角形面積,菱形等知識(shí),解題的關(guān)鍵是添加輔助線,構(gòu)造出相應(yīng)圖形解決問(wèn)題.【考向六二次函數(shù)中構(gòu)成正方形存在性問(wèn)題】例題:(2022秋·遼寧撫順·九年級(jí)??茧A段練習(xí))如圖,直線與拋物線交于A,B兩點(diǎn),其中點(diǎn)B的坐標(biāo)是(1)求直線及拋物線的解析式;(2)C為拋物線上的一點(diǎn),的面積為3,求點(diǎn)C的坐標(biāo);(3)P在拋物線上,Q在直線上,M在坐標(biāo)平面內(nèi),當(dāng)以A,P,Q,M為頂點(diǎn)的四邊形為正方形時(shí),直接寫(xiě)出點(diǎn)M的坐標(biāo).【答案】(1)直線的解析式為,拋物線的解析式是(2),(3)【分析】(1)用待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式即可;(2)討論C在直線上方時(shí),作軸交于D,,求出t的值,C在直線下方時(shí),作軸交于D,,求出t的值,即可得出點(diǎn)C的坐標(biāo);(3)分是正方形的邊和是正方形的對(duì)角線兩種情況分析,再根據(jù)正方形的性質(zhì)即可得出答案.【詳解】(1)∵直線與拋物線交于點(diǎn)∴,,∴,∴直線的解析式為,拋物線的解析式是;(2)聯(lián)立方程組,解得或,∴點(diǎn)A的坐標(biāo)是,當(dāng)C在直線上方時(shí),作軸交于D,設(shè)點(diǎn)C的坐標(biāo)為,則D點(diǎn)坐標(biāo)為,∴,∴,∴,∴,解得,∴或,∴,當(dāng)C在直線下方時(shí),作軸交于D,設(shè)點(diǎn)C的坐標(biāo)為,則D點(diǎn)坐標(biāo)為,∴,∴,∴,∴,∴,∴或,∴,∴,;(3)如圖,當(dāng)是正方形的邊時(shí),∵∴直線的解析式為∴∴M點(diǎn)與A點(diǎn)關(guān)于y軸對(duì)稱∴∵在拋物線上,∴當(dāng)時(shí),;當(dāng)M點(diǎn)關(guān)于A點(diǎn)對(duì)稱時(shí),;如圖,當(dāng)是正方形的對(duì)角線時(shí),∴點(diǎn)P的縱坐標(biāo)為-1∴∴∵∴綜上所述:M點(diǎn)坐標(biāo)為【點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)的綜合題,涉及二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),三角形和正方形的性質(zhì),熟練掌握相關(guān)知識(shí)是解題的關(guān)鍵【變式訓(xùn)練】1.(2022秋·湖南長(zhǎng)沙·九年級(jí)??计谀┤鐖D,拋物線與x軸交于,D兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)B,拋物線的對(duì)稱軸與x軸交于點(diǎn),點(diǎn)E,P為拋物線的對(duì)稱軸上的動(dòng)點(diǎn).(1)求該拋物線的解析式;(2)當(dāng)最小時(shí),求此時(shí)點(diǎn)E的坐標(biāo);(3)若點(diǎn)M為對(duì)稱軸右側(cè)拋物線上一點(diǎn),且M在x軸上方,N為平面內(nèi)一動(dòng)點(diǎn),是否存在點(diǎn)P,M,N,使得以A,P,M,N為頂
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