【文档说明】中考数学二轮复习压轴题精讲专题4:二次函数与相似三角形 (含答案详解).doc,共(48)页,1.632 MB,由MTyang资料小铺上传
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二次函数与相似三角形突破口:寻找比例关系以及特殊角1.综合与探究如图,平面直角坐标系中,抛物线与轴交于两点(在右侧),与轴交于点,点坐标为,连接,点是直线上方抛物线上一动点,且横坐标为.过点分别作直线的垂线段,垂足分别为和,连接.(
1)求抛物线及直线的函数关系式;(2)求出四边形是平行四边形时的值;(3)请直接写出与相似时的值.【答案】(1)抛物线的关系式为,直线的关系式为;(2)四边形是平行四边形时的值为或3;(3),,,.【解析】【分析】(1)由题意易得的值,进而得到二次函数的解析式,则点C、B坐标可得,最后求解直线BC
解析式即可;(2)由题意易得,则,为等腰直角三角形为等腰直角三角形,过点作轴于点,交于点,进而可证,然后可得,设,最后建立方程进行求解即可;(3)由题意可分以下几种情况进行分类求解:①当点E在点D上方时,存在与相
似,②当点E在点D下方时,与相似,然后根据相似三角形的性质进行求解即可.【详解】解:(1)把代入中,得,解得,抛物线的关系式为,当时,得,点的坐标为,当时,得,解得,点在点左侧,点的坐标为,设直线的关系式为,把点和代入上式,得,解得,直线的关系式为;(2)由点坐标可知:,为等腰直
角三角形,,,为等腰直角三角形,如答图,过点作轴于点,交于点,在和中,,,为等腰直角三角形,四边形是平行四边形,,,又,,,点为抛物线上的动点,点为直线上的点,点的横坐标为,设,,,解,得,四边形是平行四边形时的值为或3;(3),.由(1)(2)可得△ADB为等腰
直角三角形,AB=6,,,,过点D作DE⊥x轴交于点E,DE=3,易得点D坐标为,设直线AC的解析式为,把,代入得:,解得,直线AC的解析式为,由与相似,可得:①当点E在点D上方时,且∠PDE=∠ACD,如图所示:PD∥AC,则有直线AC的斜率与直线PD的斜率相等,设直线PD的解析式为:,
把点D代入得:b=-7,设直线PD的解析式为:,联立直线PC与二次函数的解析式得:,解得:(不符合题意,舍去),;②当点E在点D上方时,且∠EPD=∠ACD,取AC的中点F,连接DF,如图所示:由中点坐标公式易得点,AD⊥BC,CF=FD,∠FCD=∠FDC,
∠FDP=90°,FD⊥DP,设直线FD的解析式为:,把点,点D代入解得:,即直线FD的解析式为:,设直线DP的解析式为:,把点D代入得:b=13,直线DP的解析式为:,联立直线PD与二次函数解析式得:,解得,;③当当点E在点D下方时,且∠PDE=∠ACD时,延长PD交AC于点F,如图所示
:∠PDE=∠FDC,∠FCD=∠FDC,FC=FD,AD⊥BC,易得∠FDA=∠FAD,CF=AF=FD,由②可直接得出直线PD的解析式为,联立直线PD与二次函数的解析式得:,解得:,;④当点E在点D下方,且∠PDE=∠CAD时,延长PD,交A
C于点H,如图所示:∠PDE=∠HDC,∠HDC+∠HCD=90°,PH⊥AC,直线AC与直线PD的斜率之积为-1,设直线PD的解析式为:,把点D代入得:,直线PD的解析式为:,联立直线PD与二次函数的解析式得:,解得,;综上所示:当与相似时,,,,.【
点睛】本题主要考查二次函数的综合运用及相似三角形的性质与判定,熟练掌握二次函数的性质及相似三角形的性质与判定是解题的关键.2.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于A,B两点(点A在点B的右侧),与轴交于点C,点A的
坐标为,点B的坐标为点C的坐标为,(1)求抛物线的解析式;(2)M为第一象限内抛物线上的一个点,过点M作轴于点G,交于点H,当线段时,求点M的坐标;(3)在(2)的条件下,将线段绕点G顺时针旋转一个角,在旋转过程中,设线段与抛物线交于点N,在射线上是否存在点P,使得以P,N,G为顶点的三角形与
相似?如果存在,请求出点P的坐标(直接写出结果);如果不存在,请说明理由.【答案】(1);(2);(3)存在,【解析】【分析】(1)根据点A的坐标为(4,0),抛物线的对称轴是直线x=.带入即可求解抛物线的解析式;(2)由题意,连接CM,过C点作CE⊥MH于点E
,求解AC直线方程,M作MG⊥x轴于点G,交AC于点H,表示出M和H的坐标,利用线段CM=CH相等,即可求出点M的坐标;(3)首先确定△ABC是什么三角形,由题意可知△ABC是直角三角形.根据相似三角形边长的比例关系建立关系式,求解边长是否有解,有解即表示存在P点,解出即为坐标;【详解】
(1)设抛物线的解析式为把代入则则所以(2)如图1,连接CM,过C点作CE⊥MH于点E,设直线AC解析式为y=kx+b(k≠0),把A(4,0)、C(0,2)代入y=kx+b,可得,解得:,∴直线AC解析式为,∵点M在抛物线上,点H在AC上
,MG⊥x轴,∴设则∴MH=∵CM=CH,OC=GE=2,∴MH=2EH=,∴解得(舍),所以(3)存在点P,使以P,N,G为顶点的三角形与△ABC相似,理由为:∵抛物线与x轴交于A、B两点,A(4,0),A、B两点关于直线x=成轴对称,∴B(﹣1,0),∴AC=,BC=,AB=5,∴AC2
+BC2=25,AB2=52=25,∴AC2+BC2=AB2,∴△ABC为直角三角形,∴∠ACB=90°,线段MG绕G点旋转过程中,旋转角∴∴分∠PNG=90°或∠GPN=90°两种情况讨论,每种情况下又根据直角边不同再分类讨论①当∠GPN=90°时即NP⊥x轴设P点坐标为(n,0
),则N点坐标为∵P在射线GA上∴此时当△NPG∽△ACB时解得:(不符合题意,舍去),∴的坐标为(3,0);当△NPG∽△BCA时解得:(不符合题意,舍去),∴的坐标为(,0);②当∠PNG=90°时作NP⊥x轴于K,此时由射影
定理可得△KPN∽△KNG∽△NGP∴当K分别为、时△KNG与△NG、△NG重合此时△NGP与△ABC相似∵△KPN∽△KNG∴当K与(3,0)重合时KG=1∴此时当K与(,0)重合时KG=∴此时综上所述存在以P,N,G为顶点的三角形与
相似的P点,P点坐标为【点睛】题考查了二次函数和三角形的相似的综合运用.熟练掌握相似三角形的性质和判定是解题的关键,属于难题.3.已知二次函数(为常数,且)的顶点为,图象与轴交点为,,且点在点左侧.(1
)求,两点的坐标.(2)当时,求的值.(3)在(2)的情况下,将轴下方的图象沿x轴向上翻折,与轴交于点,连接,记上方(含点,)的抛物线为.①设点为上一动点,当取最大值时,求点的坐标.②在上是否存在点,使以点,,为顶点的三角形与相似?若存在,请直接写出点坐标;若不存在,请说明理
由.【答案】(1),;(2);(3)①;②不存在点,见解析【解析】【分析】(1)令y=0,根据可得出,求解即可;(2)由题意可知:点坐标为,根据三角形的面积计算即可;(3)①先求出直线BC的解析式,设点的坐标为,过点向轴作垂线,交于点,根据三角形的面积计算即可;②分两种情况进行判断,当时,,证明也
是等腰直角三角形,根据条件计算即可;当,证得,再根据三角形相似的性质与二次函数的性质计算即可;【详解】解:(1),∵,∴,解得,;∴,;(2)由题意可知:点坐标为,,∵,,∴.∴.(3)①如图2,由(2)可知,点
坐标为.∴直线的解析式为.由翻折可知,的解析式为,设点的坐标为,过点向轴作垂线,交于点,.∵∴有最大值.当时,取最大值,此时.②不存在.详细解答过程:第一种情况,如图3,当时,,∵,∴.∵是等腰直角三角形,∴也是等腰直角三角形,∴,∴,∴点纵坐标为6,设,则时,
代入的解析式得,,∴不存在点;第二种情况,如图4,当,,∴,∵,∴,∴,若,则,∴,设,则,解得,(舍去),∵的对称轴为,,当时,由图易知,∴舍去,∴不存在点;【点睛】本题主要考查了二次函数的综合应用,结合三角形相似和等腰
三角形的性质是解题的关键.4.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点坐标为(2,-1),并且与y轴交于点C(0,3),与x轴交于两点A,B.(1)求抛物线的表达式;(2)设抛物线的对称轴与直线BC交于点D,连接AC、AD,求△ACD的面积;(3)点E为直线BC上一动点,过点E作y轴的平行
线EF,与抛物线交于点F.问是否存在点E,使得以D、E、F为顶点的三角形与△BCO相似.若存在,求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y=x2-4x+3;(2)=2;(3)存在符合条件的点E,且坐标为:
、、、.【解析】【分析】(1)根据题意可设函数解析式为,然后把点C代入解析式求解即可;(2)由(1)及题意可设直线BC的解析式为y=kx+3,然后求解,进而可求证△ACD为直角三角形,然后利用面积计算公式求解即可;(3)由题意知:EF∥y轴,则∠FED=∠OCB,若△OC
B与△FED相似,则有当∠DFE=90°,即DF∥x轴和当∠EDF=90°,然后进行分类讨论求解即可.【详解】解:(1)依题意,设抛物线的解析式为,代入C(0,3)后,得:,解得:a=1,∴抛物线的解析式:;(2)由(1)知,A(1,0)、B(3,0);设直线BC的
解析式为:y=kx+3,代入点B的坐标后,得:3k+3=0,k=-1,∴直线BC:y=-x+3;由(1)知:抛物线的对称轴:x=2,则D(2,1);∴,,,即:,△ACD是直角三角形,且AD⊥CD;∴=AD?C
D==2;(3)由题意知:EF∥y轴,则∠FED=∠OCB,若△OCB与△FED相似,则有:①∠DFE=90°,即DF∥x轴;将点D纵坐标代入抛物线的解析式中,得:,解得当x=2+时,y=-x+3=1-;当x=2-时,y=-x
+3=1+;∴、;②∠EDF=90°,易知,直线AD:y=x-1,联立抛物线的解析式有:,解得;当x=1时,y=-x+3=2;当x=4时,y=-x+3=-1;∴、;综上,存在符合条件的点E,且坐标为:、、、.【点睛】本题主要考查二次函数的综合及相似三角形的性质与判定,熟练掌握二次函数的性质
及相似三角形存在性的讨论是解题的关键.5.如图①,在平面直角坐标系xOy中,批物线y=x2﹣4x+a(a<0)与y轴交于点A,与x轴交于E、F两点(点E在点F的右侧),顶点为M.直线与x轴、y轴分别交于B、C两点,与直线AM交于点D.(1)求抛物线的对称轴;(2)在y轴右侧的抛物线上存在点P,使
得以P、A、C、D为顶点的四边形是平行四边形,求a的值;(3)如图②,过抛物线顶点M作MN⊥x轴于N,连接ME,点Q为抛物线上任意一点,过点Q作QG⊥x轴于G,连接QE.当a=﹣5时,是否存在点Q,使得以Q、E、G为顶点的三角形与△MNE相似(不含全等)?若存在,求出点Q
的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)直线x=2;(2);(3)存在,点Q的坐标为(﹣4,27)或(,)或(,).【解析】【分析】(1)y=x2﹣4x+a=(x﹣2)2+a﹣4,即可求解;(2)求出直线AM的解析式为y=﹣2x+a,联立方程组可解得
点D的坐标(a,-a);AC是以P、A、C、D为顶点的平行四边形的对角线,则点P与点D关于原点对称,即P(a,-a),将点P(﹣a,a)代入抛物线y=x2﹣4x+a,即可求解;(3)分、两种情况,分别求解即可.【详解】解:(1)∵y
=x2﹣4x+a=(x﹣2)2+a﹣4,∴抛物线的对称轴为直线x=2;(2)由y=(x﹣2)2+a﹣4得:A(0,a),M(2,a﹣4),由y=x﹣a得C(0,﹣a),设直线AM的解析式为y=kx+a,将M(2,a﹣4)代人y=kx+a中,得2k+a=a﹣4,解得k=﹣2,直线AM的解
析式为y=﹣2x+a,联立方程组得,解得,∴D(a,-a),∵a<0,∴点D在第二象限,又点A与点C关于原点对称,∴AC是以P、A、C、D为顶点的平行四边形的对角线,则点P与点D关于原点对称,即P(-a,a),将点P(﹣a,a)代入抛物线y=x2﹣4x+a,解得a=或a=0
(舍去),∴a=;(3)存在,理由如下:当a=﹣5时,y=x2﹣4x﹣5=(x﹣2)2﹣9,此时M(2,﹣9),令y=0,即(x﹣2)2﹣9=0,解得x1=﹣1,x2=5,∴点F(﹣1,0)E(5,0),∴EN=FN=3M
N=9,设点Q(m,m2﹣4m﹣5),则G(m,0),∴EG=|m﹣5|QG=|m2﹣4m﹣5|,又△QEG与△MNE都是直角三角形,且∠MNE=∠QGE=90°,如图所示,需分两种情况进行讨论:i)当时,即=
,解得m=2或m=﹣4或m=5(舍去);当m=2时点Q与点M重合,不符合题意,舍去,当m=﹣4时,此时Q坐标为点Q1(﹣4,27);ii)当时,即=,,解得m=或m=-或m=5(舍去),当m=时,Q坐标为点Q2(,),当
m=-,Q坐标为点Q3(-,),综上所述,点Q的坐标为(﹣4,27)或(,)或(,).【点睛】本题考查二次函数的图象和性质,平行四边形的性质和判断,相似三角形的判断和性质,综合性强,能力要求高,注意“分类讨论”、“数形结合”数学思想的应用.6.如图,抛物线y=x2+bx+c与直线y=x+3交
于A,B两点,交x轴于C、D两点,连接AC、BC,已知A(0,3),C(﹣3,0).(1)求抛物线的解析式;(2)在抛物线对称轴l上找一点M,使|MB﹣MD|的值最大,并求出这个最大值;(3)点P为y轴右侧抛物线上一动点,连接PA,过点P作
PQ⊥PA交y轴于点Q,问:是否存在点P使得以A,P,Q为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,请求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)抛物线的解析式是y=x2+x+3;(2)|MB﹣MD|取最大值为;(3)存在点P(1,6).【解析】【分析】(1)根据待定系数
法,可得函数解析式;(2)根据对称性,可得MC=MD,根据解方程组,可得B点坐标,根据两边之差小于第三边,可得B,C,M共线,根据勾股定理,可得答案;(3)根据等腰直角三角形的判定,可得∠BCE,∠ACO,根据相似三角形的判定与性质,可得关于x的方程,根据解方程,可得x,根据自变量与函数
值的对应关系,可得答案.【详解】解:(1)将A(0,3),C(﹣3,0)代入函数解析式,得,解得,抛物线的解析式是y=x2+x+3;(2)由抛物线的对称性可知,点D与点C关于对称轴对称,∴对l上任意一点有MD=MC,联立方程组,解得(不符合题意,舍),,∴B(﹣4,1),当点
B,C,M共线时,|MB﹣MD|取最大值,即为BC的长,过点B作BE⊥x轴于点E,,在Rt△BEC中,由勾股定理,得BC=,|MB﹣MD|取最大值为;(3)存在点P使得以A,P,Q为顶点的三角形与△ABC相似,在
Rt△BEC中,∵BE=CE=1,∴∠BCE=45°,在Rt△ACO中,∵AO=CO=3,∴∠ACO=45°,∴∠ACB=180°﹣45°﹣45°=90°,过点P作PG⊥y轴于G点,∠PGA=90°,设P点坐标为(x,x2+x+3)(x>0)①当∠PAQ=∠BAC时,△PAQ∽△CAB,∵∠
PGA=∠ACB=90°,∠PAQ=∠CAB,∴△PGA∽△BCA,∴,即,∴,解得x1=1,x2=0(舍去),∴P点的纵坐标为×12+×1+3=6,∴P(1,6),②当∠PAQ=∠ABC时,△PAQ∽△CBA,∵∠PGA=∠ACB=90°,∠PAQ=∠ABC,∴△PGA∽△A
CB,∴,即=3,∴,解得x1=﹣(舍去),x2=0(舍去)∴此时无符合条件的点P,综上所述,存在点P(1,6).【点睛】本题考查了二次函数综合题,解(1)的关键是利用待定系数法求函数解析式;解(2)的关键是利用两边只差小于第三边得出M,B,C共线;解(3)的关键是利用相似三角
形的判定与性质得出关于x的方程,要分类讨论,以防遗漏.7.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点、(点在点右侧),点为抛物线的顶点.点在轴的正半轴上,交轴于点,绕点顺时针旋转得到,点恰好旋转到点,连接.(1)求点、、的坐标;(2)
求证:四边形是平行四边形;(3)如图2,过顶点作轴于点,点是抛物线上一动点,过点作轴,点为垂足,使得与相似(不含全等).①求出一个满足以上条件的点的横坐标;②直接回答这样的点共有几个?【答案】(1),,;(
2)证明见解析;(3)①点P的横坐标为,,,②点P共有3个.【解析】【分析】(1)令y=0,可得关于x的方程,解方程求得x的值即可求得A、B两点的坐标,对解析式配方可得顶点D的坐标;(2)由,CO⊥AF,可
得OF=OA=1,如图2,易得,由此可得,继而证明为等边三角形,推导可得,再由,,可得,问题得证;(3)①设点的坐标为,分三种情况:点在点左侧,点在点右侧,点在之间,分别讨论即可得;②由①的结果即可得.【
详解】(1)令,解得或,故,,配方得,故;(2)∵,CO⊥AF,∴OF=OA=1,如图,DD1⊥轴,∴DD1//CO,∴,∴,即,∴,∴CF==2,∴,即为等边三角形,∴∠AFC=∠ACF=60°,∵∠ECF=∠
ACF,∴,∴,∵CF:DF=OF:FD1=1:2,∴DF=4,∴CD=6,又∵,,∴,∴四边形是平行四边形;(3)①设点的坐标为,(ⅰ)当点在点左侧时,因为与相似,则1),即,∴(舍),x2=-11;2),即,∴(舍),;(ⅱ)当点在点
右侧时,因为与相似,则3),即,∴(舍),(舍);4),即,∴(舍),(舍);(ⅲ)当点在之间时,∵与相似,则5),即,∴(舍),(舍);6),即,∴(舍),;综上所述,点的横坐标为,,;②由①可得这样的点P共有3个.【点睛】本题考查的是函数与几何综合题,涉及了等边三角形的判定与性质,平
行四边形的判定,相似三角形的判定与性质,解一元二次方程等,综合性较强,有一定的难度,熟练掌握相关知识,正确进行分类讨论并画出符合题意的图形是解题的关键.8.如图,抛物线与轴交于,两点,点,分别位于原点的左、右两侧,,过点的直线与轴正半轴和抛物线的交点分别为,,.(1)求,
的值;(2)求直线的函数解析式;(3)点在抛物线的对称轴上且在轴下方,点在射线上,当与相似时,请直接写出所有满足条件的点的坐标.【答案】(1);(2)(3),,,【解析】【分析】(1)根据,得出,,将A,B代入得出关于b,c的二元一次方程组求解即可;(2)根据二次函数是,,,得出的横
坐标为,代入抛物线解析式求出,设得解析式为:,将B,D代入求解即可;(3)由题意得tan∠ABD=,tan∠ADB=1,由题意得抛物线的对称轴为直线x=1,设对称轴与x轴交点为M,P(1,n)且n<0,Q(x,0)且x<3,分①当△PBQ∽△ABD时,
②当△PQB∽△ABD时,③当△PQB∽△DAB时,④当△PQB∽△ABD时四种情况讨论即可.【详解】解:(1)∵,∴,,∴将A,B代入得,解得,∴,;(2)∵二次函数是,,,∴的横坐标为,代入抛物线解析式得∴,设得解析式为:将B,D代入得,解得,∴直线的解析式为;(3)
由题意得tan∠ABD=,tan∠ADB=1,由题意得抛物线的对称轴为直线x=1,设对称轴与x轴交点为M,P(1,n)且n<0,Q(x,0)且x<3,①当△PBQ∽△ABD时,tan∠PBQ=tan∠ABD即=,解得n=,tan∠PQB=tan∠AD
B即,解得x=1-,此时Q的坐标为(1-,0);②当△PQB∽△ABD时,tan∠PBQ=tan∠ADB即=1,解得n=-2,tan∠QPB=tan∠ABD即=,解得x=1-,此时Q的坐标为(1-,0);
③当△PQB∽△DAB时,tan∠PBQ=tan∠ABD即=,解得n=,tan∠PQB=tan∠DAB即,解得x=-1,此时Q的坐标为(-1,0);④当△PQB∽△ABD时,tan∠PBQ=tan∠ABD即=1,解得n=-2,tan∠PQB=tan∠DAB即,解得x=5-,Q
的坐标为(5-,0);综上:Q的坐标可能为,,,.【点睛】本题考查了二次函数,一次函数,相似三角形的判定和性质,锐角三角函数,掌握知识点灵活运用是解题关键.9.如图,在平面直角坐标系中,抛物线的对称轴为直线,其图象与轴交于点和点,与轴交于点.(1)直接写出抛物线的
解析式和的度数;(2)动点,同时从点出发,点以每秒3个单位的速度在线段上运动,点以每秒个单位的速度在线段上运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设运动的时间为秒,连接,再将线段绕点顺时针旋转,设点落在点的位置,若点恰好落在抛物线上,求的值及此时点的坐标;(3)在(2)的条件下,
设为抛物线上一动点,为轴上一动点,当以点,,为顶点的三角形与相似时,请直接写出点及其对应的点的坐标.(每写出一组正确的结果得1分,至多得4分)【答案】(1),;(2)t=,D点坐标为;(3);;;;;;;
;;;.【解析】【分析】(1)根据抛物线的对称轴以及点B坐标可求出抛物线表达式;(2)过点N作于E,过点D作于F,证明,得到,从而得到点D坐标,代入抛物线表达式,求出t值即可;(3)设点P(m,),当点P在y轴右侧,点Q在y轴正半轴,过点P作PR⊥y轴于点R,过点D作DS⊥x轴于点S,
根据△CPQ∽△MDB,得到,从而求出m值,再证明△CPQ∽△MDB,求出CQ长度,从而得到点Q坐标,同理可求出其余点P和点Q坐标.【详解】解:(1)∵抛物线的对称轴为直线,∴,则b=-3a,∵抛物线经过点B(4,0),∴16a+4b+1=0,将b=-3a代
入,解得:a=,b=,抛物线的解析式为:,令y=0,解得:x=4或-1,令x=0,则y=1,∴A(-1,0),C(0,1),∴tan∠CAO=,∴;(2)由(1)易知,过点N作于E,过点D作于F,∵∠D
MN=90°,∴∠NME+∠DMF=90°,又∠NME+∠ENM=90°,∴∠DMF=∠ENM,,,(AAS),,由题意得:,,,,,,,又,故可解得:t=或0(舍),经检验,当t=时,点均未到达终点,符合题意,此时D点坐标为;(3)由(2)可知:D,t=时,M(,0),B(4,0)
,C(0,1),设点P(m,),如图,当点P在y轴右侧,点Q在y轴正半轴,过点P作PR⊥y轴于点R,过点D作DS⊥x轴于点S,则PR=m,DS=,若△CPQ∽△MDB,∴,则,,解得:m=0(舍)或1或5(舍),故
点P的坐标为:,∵△CPQ∽△MDB,∴,当点P时,,解得:CQ=,,∴点Q坐标为(0,),;同理可得:点P和点Q的坐标为:;;;;;;;;;;.【点睛】本题是二次函数综合题,考查了二次函数的图像和性质,二次函
数表达式,全等三角形的判定和性质,相似三角形的性质,难度较大,计算量较大,解题时注意结合函数图像,找出符合条件的情形.10.如图,抛物线与x轴交于A、B两点(点A在点B左边),与y轴交于点C.直线经过B、C两点.(1)求抛物线的解析
式;(2)点P是抛物线上的一动点,过点P且垂直于x轴的直线与直线及x轴分别交于点D、M.,垂足为N.设.①点P在抛物线上运动,若P、D、M三点中恰有一点是其它两点所连线段的中点(三点重合除外).请直接写出符合条件的m的值;②当点P在直线下方的抛物线上运动时,是否存在一点P,使与相
似.若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1);(2)-2,,1;(3)存在,(3,-2)【解析】【分析】(1)根据直线经过B、C两点求出B、C两点的坐标,将B、C坐标代入抛物线可得答案;(2)①由题意得P(m,),D(m,);根据P、D、M三点中恰有一点是其它
两点所连线段的中点列式计算即可求得m的值;②先证明,得出,再根据与相似得出,则,可得出,求出点P的纵坐标,代入抛物线,即可求得点P的横坐标.【详解】解:(1)由直线经过B、C两点得B(4,0),C(0,-2)将B、C坐标
代入抛物线得,解得,∴抛物线的解析式为:;(2)①∵,垂足为N.∴P(m,),D(m,),分以下几种情况:M是PD的中点时,MD=PM,即0-()=解得,(舍去);P是MD的中点时,MD=2MP,即=2()解得,(舍去);D是MP的中点
时,2MD=MP,即=2()解得,(舍去);∴符合条件的m的值有-2,,1;②∵抛物线的解析式为:,∴A(-1,0),B(4,0),C(0,-2)∴AO=1,CO=2,BO=4,∴,又=90°,∴,∴,∵与相似∴,∴,∴,∴点P的纵坐标是-2,代入抛物线,得解得:(舍去),,∴点
P的坐标为:(3,-2)【点睛】本题考查二次函数的综合题:熟练掌握二次函数图象上点的坐标特征、二次函数的性质和相似三角形的判定和性质;会利用待定系数法求函数解析式;理解坐标与图形性质,记住两点间的距离公式;会利用分类讨论的思想
解决数学问题.11.如图,抛物线与x轴交于点和点,与y轴交于点C,顶点为D,连接与抛物线的对称轴l交于点E.(1)求抛物线的表达式;(2)点P是第一象限内抛物线上的动点,连接,当时,求点P的坐标;(3)点N是对称轴l右侧抛物线上的动点,在射
线上是否存在点M,使得以点M,N,E为顶点的三角形与相似?若存在,求点M的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1);(2);(3)在射线上存在点M,使得以点M,N,E为顶点的三角形与相似,点M的坐标为:,或.【解析】【分
析】(1)直接将和点代入,解出a,b的值即可得出答案;(2)先求出点C的坐标及直线BC的解析式,再根据图及题意得出三角形PBC的面积;过点P作PG轴,交轴于点G,交BC于点F,设,根据三角形PBC的面积列关于t的方程,解出t的值,
即可得出点P的坐标;(3)由题意得出三角形BOC为等腰直角三角形,然后分MN=EM,MN=NE,NE=EM三种情况讨论结合图形得出边之间的关系,即可得出答案.【详解】(1)抛物线过点和点抛物线解析式为
:(2)当时,直线BC解析式为:过点P作PG轴,交轴于点G,交BC于点F设即(3)为等腰直角三角形抛物线的对称轴为点E的横坐标为3又点E在直线BC上点E的纵坐标为5设①当MN=EM,,时解得或(舍去)此时点M的坐标为
②当ME=EN,时解得:或(舍去)此时点M的坐标为③当MN=EN,时连接CM,易知当N为C关于对称轴l的对称点时,,此时四边形CMNE为正方形解得:(舍去)此时点M的坐标为在射线上存在点M,使得以点M,N,E为顶
点的三角形与相似,点M的坐标为:,或.【点睛】本题是一道综合题,涉及到二次函数的综合、相似三角形的判定及性质、等腰三角形的性质、勾股定理、正方形的性质等知识点,综合性比较强,解答类似题的关键是添加合适的辅助线.12.在平面直角坐标系中,已知抛物线与轴交于,两点,与轴交于点.(
1)求抛物线的函数表达式(2)如图1,点为第四象限抛物线上一点,连接,交于点,连接,记的面积为,的面积为,求的最大值;(3)如图2,连接,,过点作直线,点,分别为直线和抛物线上的点.试探究:在第一象限是否存在这样的点,,使.若存在,请求
出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1);(2);(3)存在,或【解析】【分析】(1)利用待定系数法进行求解即可;(2)过点作轴于点,交于点,过点作轴交的延长线于点,则可得△AEK∽△DEF,
继而可得,先求出BC的解析式,继而求得AK长,由可得,设点,进而可得,从而可得,再利用二次函数的性质即可求得答案;(3)先确定出∠ACB=90°,再得出直线的表达式为.设点的坐标为,然后分点在直线右侧,点在直线左侧两种情况分别进行讨论即可.【详解】(1)∵抛物线与轴
交于,两点,与轴交于点.∴,∴,∴抛物线的函数表达式为;(2)过点作轴于点,交于点,过点作轴交的延长线于点.则DG//AK,∴△AEK∽△DEF,∴,设直线BC的解析式为y=kx+n,将、代入则有:,解得,∴直线的表达式为,当x=-1时,,即
K(-1,),∴.∵.∴设点,则F点坐标为(m,),∴.∴,当时,有最大值.(3)∵,,.∴AC=,BC=,AB=5,∴AC2+BC2=25=52=AB2,∴∠ACB=90°,∵过点作直线,直线的表达式为,∴直线的表达式为.设点的坐标为.①当点在直线右侧时,如图,∠BPQ=90°,过点P作PN⊥
x轴于点N,过点Q作QM⊥PN于点M,∴∠M=∠PNB=90°,∴∠BPN+∠PBN=90°,∵∠QPM+∠BPN=180°-∠QPB=180°-90°=90°,∴∠QPM=∠PBN,∴,∴,又∵,∴,∴,∵NB=t-4,PN=,∴,∴QM=,PM=,∴
MN=+,,∴点的坐标为.将点的坐标为代入,得,解得:,t2=0(舍去),此时点的坐标为.②当点在直线左侧时.如图,∠BPQ=90°,过点P作PN⊥x轴于点N,过点Q作QM⊥PN于点M,∴∠M=∠PNB=90°,∴∠BPN+∠PBN=9
0°,∵∠QPM+∠BPN=180°-∠QPB=180°-90°=90°,∴∠QPM=∠PBN,∴,∴,又∵,∴,∴,∵NB=4-t,PN=,∴,∴QM=,PM=,∴MN=+,,∴点的坐标为.将点的坐标为代入,得,解得:,<0(舍去),
此时点的坐标为.【点睛】本题是二次函数综合题,涉及了待定系数法,二次函数的性质,勾股定理的逆定理,相似三角形的判定与性质等,综合性较强,难度较大,熟练掌握相关知识,正确进行分类讨论是解题的关键.13.如图,二次函数的图象与轴交于点,,与轴交于点,抛物线的顶点为,其对称轴
与线段交于点,垂直于轴的动直线分别交抛物线和线段于点和点,动直线在抛物线的对称轴的右侧(不含对称轴)沿轴正方向移动到点.(1)求出二次函数和所在直线的表达式;(2)在动直线移动的过程中,试求使四边形为平行四边形的点的坐标;(3)
连接,,在动直线移动的过程中,抛物线上是否存在点,使得以点,,为顶点的三角形与相似,如果存在,求出点的坐标,如果不存在,请说明理由.【答案】(1),;(2);(3)存在,点的坐标是.【解析】【分析】(1)将,代入,解出a,b得值即可;求出C点坐标,将C,B代入线段所在直线的表达式,
求解即可;(2)根据题意只要,四边形即为平行四边形,先求出点D坐标,然后求出DE,设点的横坐标为,则,,得出,根据,得,求解即可;(3)由(2)知,,根据与有共同的顶点,且在的内部,只有当时,,利用勾股定理,可得,,根据,即,解出t值
,即可得出答案.【详解】解:(1)由题意,将,代入,得,解得,∴二次函数的表达式,当时,,得点,又点,设线段所在直线的表达式,∴,解得,∴所在直线的表达式;(2)∵轴,轴,∴,只要,此时四边形即为平行四边形,由二次函数,得点,将代入,即,得点,∴,设点的横坐
标为,则,,由,得,解之,得(不合题意舍去),,当时,,∴;(3)由(2)知,,∴,又与有共同的顶点,且在的内部,∴,∴只有当时,,由,,,利用勾股定理,可得,,由(2)以及勾股定理知,,,∴,即,∵,
∴,∴,当时,,∴点的坐标是.【点睛】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,相似三角形的判定和性质,平行四边形的判定和性质,勾股定理,灵活运用知识点是解题关键.14.如图,抛物线与x轴交于点,点,与y轴交于点C,且过点.点P、Q是
抛物线上的动点.(1)求抛物线的解析式;(2)当点P在直线OD下方时,求面积的最大值.(3)直线OQ与线段BC相交于点E,当与相似时,求点Q的坐标.【答案】(1)抛物线的表达式为:;(2)有最大值,当时,其最大值为;(3)或或
或.【解析】【分析】(1)函数的表达式为:y=a(x+1)(x-3),将点D坐标代入上式,即可求解;(2)设点,求出,根据,利用二次函数的性质即可求解;(3)分∠ACB=∠BOQ、∠BAC=∠BOQ,两种情况分别求解,通过角的关系,确定直线OQ倾斜角,进而求解.【详解】
解:(1)函数的表达式为:,将点D坐标代入上式并解得:,故抛物线的表达式为:…①;(2)设直线PD与y轴交于点G,设点,将点P、D的坐标代入一次函数表达式:并解得,直线PD的表达式为:,则,,∵,故有最大值,当时,其最大值为;(3)∵,∴,∵,故与相似时,分为两
种情况:①当时,,,,过点A作AH⊥BC与点H,,解得:,∴CH=则,则直线OQ的表达式为:…②,联立①②并解得:,故点或;②时,,则直线OQ的表达式为:…③,联立①③并解得:,故点或;综上,点或或或
.【点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到解直角三角形、三角形相似、面积的计算等,其中(3),要注意分类求解,避免遗漏.