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2023年八升九數(shù)學(xué)暑假培優(yōu)計劃專題33二次函數(shù)綜合題——相似類1.如圖,拋物線y=x2+2x?3與x軸交于A、B兩點(點A在原點右側(cè)),與y軸交于點C.拋物線的對稱軸交x軸于點E,交拋物線于點F
(1)求A、B、C三點坐標(biāo);(2)如圖,點P是線段BC上一動點,過點P作PD⊥x軸,交拋物線于點D,問當(dāng)動點P運動到什么位置時,四邊形CEBD的面積最大?求出四邊形CEBD的最大面積及此時P點的坐標(biāo);(3)坐標(biāo)軸上是否存在點G,使以A,C,G為頂點的三角形與△BCF相似?若存在,請直接寫出所有滿足條件的點G的坐標(biāo):若不存在,請說明理由.【答案】(1)A(1,0),B(?3,0),C(0,?3)(2)四邊形CEBD的最大面積為518,此時點P的坐標(biāo)為(3)存在,點G的坐標(biāo)為(0,0),(0,13【分析】(1)根據(jù)拋物線表達(dá)式y(tǒng)=x(2)根據(jù)B、C坐標(biāo)求出設(shè)直線BC的解析式,設(shè)點P坐標(biāo)為m,表示出PD,再根據(jù)S四邊形CEBD=S(3)根據(jù)拋物線表達(dá)式求出B、C、F三點坐標(biāo),分析△BCF的形狀,分類討論△ACG和△BCF不同角對應(yīng)相等時,求出點G的坐標(biāo)即可.【詳解】(1)解:解方程x2+2x?3=0得:A(1,0),B(?3,0)當(dāng)x=0時y=∴C(0,?3);(2)解:?=?2∴E(?1,0)設(shè)直線BC的解析式為y=kx+b把點B(?3,0),C(0,?3)分別代入y=kx+b中,得?3k+b=0b=?3解得k=?1∴直線BC的解析式為y=?x?3.∵點P在線段BC上,點D在拋物線上,PD⊥x軸,∴設(shè)P(m,?m?3),則D(m,m∴PD=?m∴S=?∴當(dāng)m=?32,四邊形CEBD的面積最大,最大面積為518(3)解:存在.連接AC,BF,CF,如解圖所示.
∵y=x∴F(?1,?4).又∵B(?3,0),C(0,?3),∴BC=32,CF=2,BF=25,CA=∴BC∴△BCF為直角三角形.∵∠AOC=90°,OA=1,∴BC∴ΔBCF∽ΔCOA.∴當(dāng)點G與點O重合時,ΔBCF∽ΔCGA,∴此時點G的坐標(biāo)為(0,0).過點A作AG1⊥AC交y軸正半軸于點G∴CACG1∴CG∴OG∴G1過點C作CG2⊥AC交x軸負(fù)半軸于點G∴CAG2A∴G2∴G2綜上所述,點G的坐標(biāo)為(0,0),(0,13)【點睛】本題考查了二次函數(shù)的圖象性質(zhì)與應(yīng)用,結(jié)合求多邊形最大面積、相似三角形相關(guān)知識點,綜合性較強(qiáng).?dāng)?shù)形結(jié)合、綜合知識點、分類討論求解是解題的關(guān)鍵.2.如圖,已知拋物線經(jīng)過原點O,頂點為A1,1,且與直線y=x?2交于B,C(1)求拋物線的解析式及點C的坐標(biāo);(2)求證:△ABC是直角三角形;(3)若點N為x軸上的一個動點,過點N作MN⊥x軸與拋物線交于點M,則是否存在以O(shè),M,N為頂點的三角形與△ABC相似?若存在,請求出點N的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)y=?(2)見解析(3)存在,N點,其坐標(biāo)為53,0或73,0【分析】(1)可設(shè)頂點式,把原點坐標(biāo)代入可求得拋物線解析式,聯(lián)立直線與拋物線解析式,可求得C點坐標(biāo);(2)分別過A、C兩點作x軸的垂線,交x軸于D、E兩點,得出△BEC和△ADB為等腰直角三角形,進(jìn)而可得出∠ABC=90°,即可得到答案;(3)設(shè)出N點坐標(biāo),可表示出M點坐標(biāo),從而可表示出MN、ON的長度,當(dāng)△MON和△ABC相似時,利用三角形相似的性質(zhì)可得MNAB=ON【詳解】(1)∵頂點A的坐標(biāo)為(1,1),∴設(shè)拋物線的解析式為y=ax?1又∵拋物線過原點,∴0=a0?1解得a=?1,∴拋物線的解析式為y=?x?12+1聯(lián)立拋物線和直線解析式可得y=?x解得x=2y=0或x=?1∴B2,0,C(2)如圖,分別過A、C兩點作x軸的垂線,交x軸于D、E兩點,則AD=OD=BD=1,BE=OB+OE=2+1=3,EC=3,∴△ADB和△BEC為等腰直角三角形,∴∠ABO=∠CBO=45°,即∠ABC=90°,∴△ABC是直角三角形;(3)存在,點N的坐標(biāo)為53,0或73,0或假設(shè)存在滿足條件的點N,設(shè)Nx,0,則M∴ON=x,MN=由(2)在Rt△ABD和Rt△CEB中,可分別求得AB=2∵M(jìn)N⊥x軸于點N,∴∠ABC=∠MNO=90°,∴當(dāng)△MNO和△ABC相似時有MNAB=ON①當(dāng)MNAB=ONBC時,則有∵當(dāng)x=0時,M、O、N不能構(gòu)成三角形,∴x≠0,∴?x+2=13解得x=53或x=73,此時N點坐標(biāo)為②當(dāng)MNBC=ONAB時,則有∴?x+2=3即?x+2=±3,解得x=?1或x=5,此時N點坐標(biāo)為?1,0或(5,0).綜上可知存在滿足條件的N點,其坐標(biāo)為53,0或73,0或【點睛】本題為二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,涉及知識點有待定系數(shù)法、圖象的交點問題、直角三角形的判定、勾股定理及逆定理、相似三角形的性質(zhì)及分類討論等.在(1)中注意頂點式的運用,在(3)中設(shè)出N、M的坐標(biāo),利用相似三角形的性質(zhì)得到關(guān)于坐標(biāo)的方程是解題的關(guān)鍵,注意相似三角形點的對應(yīng).本題考查知識點較多,綜合性較強(qiáng),難度稍大.3.如圖,拋物線y=ax2?2x+c與x軸相交于A、B兩點,與y軸相交于點C,點A在點B的左側(cè),A?1,0,
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;(2)如圖1,若點D是直線BC下方拋物線上的動點,求四邊形ACDB的面積最大值;(3)當(dāng)點P關(guān)于直線BC的對稱點Q落在拋物線上時,求點Q的橫坐標(biāo);(4)如圖2,點E是拋物線的頂點,直線CE交x軸于點F,若點G是線段EF上的一個動點,是否存在以點O,F(xiàn),G為頂點的三角形與△ABC相似.若存在,請直接寫出點G的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)y=(2)51(3)1+2或(4)?34,?【分析】(1)將A?1,0,C(2)先求出點B的坐標(biāo)為3,0,設(shè)點D的坐標(biāo)是t,t2?2t?3,過點D作DM⊥AB(3)可知△OBC是等腰直角三角形,結(jié)合對稱軸,進(jìn)一步得到點H的縱坐標(biāo),分情況討論點P在點H的上方和下方,可得到Q的縱坐標(biāo),代入拋物線解析式,即可得到點Q的橫坐標(biāo);(4)連接AC,求出EC的解析式,設(shè)點Gx,?x?3【詳解】(1)解:將A?1,0,C0,?3代入得a+2+c=0c=?3解得a=1c=?3∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y=x(2)∵拋物線的解析式為y=x∴令y=0,即x2解得x1=3,∴點B的坐標(biāo)為3,0,設(shè)點D的坐標(biāo)是t,t∵點D是直線BC下方拋物線上的動點,∴0<t<3,過點D作DM⊥AB于點H,則DM=?t
S四邊形ACDB=S∴當(dāng)t=12時,四邊形ACDB的面積最大值為(3)∵y=拋物線y=x2?2x?∵OC=OB=3,∠BOC=90°,∴△OBC是等腰直角三角形,∠OBC=∠OCB=45°,又∵對稱軸x=1與x軸垂直,設(shè)垂足為點K,直線BC與對稱軸x=1的交點為H,∴∠KHB=∠OCB=45°,∴△KBH是等腰直角三角形,∴KH=KB=OB?1=3?1=2,∴點H的縱坐標(biāo)是?2,①當(dāng)點P在點H的上方時,連接HQ,∵點P、Q關(guān)于直線BC對稱,∴∠PHB=∠QHB=45°,∴∠PHQ=∠PHB+∠QHB=90°,∴HQ∥∴點Q的縱坐標(biāo)為?2.②當(dāng)點P在點H的下方時,同理可求得點Q的縱坐標(biāo)為?2.∴將y=?2解得x=1+2或x=1?∴點Q的橫坐標(biāo)為1+2或1?
(4)解:連接AC,OG,
設(shè)EC的解析式為y=kx+b,將C0,?3、E有b=?3k+b=?4,解得k=?1∴EC的解析式為y=?x?3,令y=0,即?x?3=0,解得x=?3,∴點F的坐標(biāo)為?3,0,∴OF=OB=3,且OC⊥BF,∴CF=CB,∴∠CBF=∠CFB,設(shè)點Gx,?x?3∵點G在線段EF上,∴-3<x<1,則FG=x+3BC=3分情況討論:①△GFO∽△CBA時,有FOBA∴34=2x+33則此時?x?3=?9此時點G的坐標(biāo)為?3②△GFO∽△ABC時,有FOBC∴332=2x+3此時?x?3=?2,此時點G的坐標(biāo)為?1,?2,∴點G的坐標(biāo)為?34,?【點睛】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了二次函數(shù)的圖像和性質(zhì)、待定系數(shù)法求解析式、相似三角形的判定與性質(zhì)、等腰三角形的判定與性質(zhì)、分類討論思想等知識點,綜合性較強(qiáng),難度較大,熟練掌握二次函數(shù)的圖像和性質(zhì),學(xué)會用代數(shù)方法求解幾何問題.4.綜合與探究如圖,拋物線y=x2+bx+c與x軸交于A?5,0,B?1,0兩點,與y軸交于點C
(1)求拋物線的解析式;(2)連接AC,N為線段AC上的動點,連接BN,當(dāng)△AOC與△ABN相似時,求出點N的坐標(biāo);(3)在拋物線的對稱軸l上是否存在一點P,使得△PMB是等腰三角形?若存在,直接寫出點P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)拋物線的解析式為y=x(2)點N的坐標(biāo)為?1,4或?3,2;(3)存在點P,使得△PMB是等腰三角形,點P的坐標(biāo)為?3,?32或?3,?4+25或【分析】(1)利用待定系數(shù)法即可求解;(2)分兩種情況,①當(dāng)△AOC∽△ABN相似時,②當(dāng)△AOC∽△ANB相似時,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)分別求解即可;(3)設(shè)點P?3,p,分三種情況:①當(dāng)PM=PB時,②當(dāng)PM=MB時,③當(dāng)PB=MB【詳解】(1)解:∵拋物線y=x2+bx+c與x∴25?5b+c=01?b+c=0,解得∴拋物線的解析式為y=x(2)∵y=x2+6x+5與y∴C0,5∵A?5,0∴OA=OC,∴△AOC是等腰直角三角形,設(shè)直線設(shè)直線AC的解析式為y=kx+a,把A?5,0,C0,5解得k=1a=5∴直線AC的解析式為y=x+5,設(shè)Nn,n+5①當(dāng)△AOC∽△ABN相似時,∠ABN=∠AOC=90°,∵△AOC是等腰直角三角形,OA=OC,∴AB=BN,∵A?5,0∴AB=4,BN=n+5,∴n+5=4,解得n=?1,∴點N的坐標(biāo)為?1,4;②當(dāng)△AOC∽△ANB相似時,∠ANB=∠AOC=90°,∵△AOC是等腰直角三角形,OA=OC,∴AN=BN,AB=2∵A?5,0∴AB=4,AN=n+5∴2∴n=?3,(不合題意的根舍去)∴點N的坐標(biāo)為?3,2;綜上,點N的坐標(biāo)為?1,4或?3,2;(3)存在點P,使得△PMB是等腰三角形,理由如下:∵y=x∴M?3,?4設(shè)點P?3,p∵B?1,0∴PM=p+4PB=3?1MB=3?1①當(dāng)PM=PB時,p+4=∴p=?3∴點P的坐標(biāo)為?3,?3②當(dāng)PM=MB時,p+4=2∴p=?4+25或p=?4?2∴點P的坐標(biāo)為?3,?4+25或?3,?4?2③當(dāng)PB=MB時,3?12∴p=?4(舍去)或p=4,經(jīng)檢驗符合題意;∴點P的坐標(biāo)為?3,4;綜上,存在一點P,使得△PMB是等腰三角形,點P的坐標(biāo)為?3,?32或?3,?4+25或?3,?4?2【點睛】本題是二次函數(shù)綜合題目,考查了二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)、待定系數(shù)法求直線的解析式、相似三角形的性質(zhì)和判定、等腰三角形的判定與性質(zhì)等知識;本題綜合性較強(qiáng),具有一定的難度,解題的關(guān)鍵是熟練掌握二次函數(shù)的圖形和性質(zhì),學(xué)會用代數(shù)的方法求解幾何問題5.如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx+c經(jīng)過A?2,0,
(1)求拋物線y=ax(2)如圖2,設(shè)點P是拋物線上在第一象限內(nèi)的動點(不與B,C重合),過點P作PD⊥BC,垂足為點D,點P在運動的過程中,以P,D,C為頂點的三角形與△AOC相似時,求點P的坐標(biāo);(3)在y軸負(fù)半軸上是否存在點N,使點A繞點N順時針旋轉(zhuǎn)后,恰好落在第四象限拋物線上的點M處,且使∠ANM+∠ACM=180°,若存在,請求N點坐標(biāo),若不存在,請說明理由.(請在備用圖中自己畫圖)【答案】(1)y=?(2)6,4或3,(3)0,?16,圖見解析【分析】(1)利用待定系數(shù)法解答,即可求解;(2)先證明△AOC∽△COB,可得∠ACO=∠CBO,然后分兩種情況討論:當(dāng)△AOC∽△PDC時,當(dāng)△AOC∽△CDP時,即可求解;(3)過N作NF⊥MC交MC于點F,過N點作NG⊥AC,交CA的延長線于點G,則∠G=∠CFN=90°,設(shè)CM與x軸交于K,證明△NGA≌△NFM,可得NG=NF,從而得到NC平分∠ACM,再求出CK的解析式,可得M14,?24,再由AN=MN【詳解】(1)解:將A?2,0,B8,0得,4a?2b+c=0c=464a+8b+c=0,解得,所以拋物線表達(dá)式為:y=?1(2)解:根據(jù)題意,得:∵A?2,0∴OA=2,OB=8,OC=4,∴AO又∠AOC=∠COB=90°,∴△AOC∽△COB,∴∠ACO=∠CBO,∴∠ACB=∠ACO+∠BCO=∠CBO+∠BCO=90°,當(dāng)△AOC∽△PDC時,
∴∠ACO=∠PCD,∵∠ACO+∠OCB=90°,∴∠PCD+∠OCB=90°,∴PC⊥OC,∴點P的縱坐標(biāo)為4,當(dāng)y=4時,有?1解得x=6或x=0(舍),∴點P的坐標(biāo)為6,4;當(dāng)△AOC∽△CDP時,∠P作P′G⊥y軸于點G,過點P′作P′H∥y
∴∠P∵AO∴△AOC∽△COB∴∠OCB=∠OAC,∴∠P∴P設(shè)直線BC的解析式為y=k把點B8,08k′+∴直線BC的解析式為y=?1設(shè)P′m,?1∴P在Rt△P′即?1解得m=3,∴P綜上,點P的坐標(biāo)為:6,4或3,25(3)解:過N作NF⊥MC交MC于點F,過N點作NG⊥AC,交CA的延長線于點G,則∠G=∠CFN=90°,
∴∠ACM+∠GNF=180°,設(shè)CM與x軸交于K,由旋轉(zhuǎn)得:AN=MN,∵∠ANM+∠ACM=180°∴∠ANM=∠GNF,∴∠ANG=∠MNF,∵∠G=∠MFN=90°,∴△NGA≌△NFM,∴NG=NF,∴NC平分∠ACM,∵CO⊥AB,∴OK=OA=2,
∴K2,0∴CK的解析式為:y=?2x+4,∴?2x+4=?1解得:x1∴M14,?24設(shè)N0,n∵AN=MN,∴(?2)解得:n=?16,所以,點N坐標(biāo)為0,?16.【點睛】本題主要考查了二次函數(shù)的綜合題,涉及了二次函數(shù),一次函數(shù)的性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),勾股定理等知識,熟練掌握二次函數(shù),一次函數(shù)的性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),利用分類討論思想解答是解題的關(guān)鍵.6.如圖,拋物線y=ax2+bx經(jīng)過兩點A(?1,1),B(2,2).過點B作BC∥x軸,交拋物線于點C
(1)求此拋物線對應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式及點C的坐標(biāo);(2)若拋物線上存在點M,使得△BCM的面積為72,求出點M(3)連接OA、OB、OC、AC,在坐標(biāo)平面內(nèi),求使得△AOC與△OBN相似(邊OA與邊OB對應(yīng))的點N的坐標(biāo).【答案】(1)y=23(2)M點的坐標(biāo)為:(0,0),12,0,1+97(3)點N的坐標(biāo)是(4,3),(3,4),(?1,?2),(?2,?1).【分析】(1)把A(?1,1),B(2,2)代入y=ax2+bx求得拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y=23x2(2)設(shè)△BCM邊BC上的高為?,根據(jù)已知條件得到?=2,點M即為拋物線上到BC的距離為2的點,于是得到M的縱坐標(biāo)為0或4,令y=23x(3)解直角三角形得到OB=22,OA=2,OC=52,∠AOD=∠BOD=45°,tan∠COD=34;①如圖1,當(dāng)△AOC∽△BON時,求得ON=2OC=5,過N作NE⊥x軸于E,根據(jù)三角函數(shù)的定義得到OE=4,NE=3,于是得到結(jié)果;②如圖2,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)得到BN=2OC=5,過B作BG⊥x軸于G,過N作x軸的平行線交BG的延長線于【詳解】(1)解:把A(?1,1),B(2,2)代入y=ax1=a?b2=4a+2b,解得a=故拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y=2∵BC∥設(shè)Cx∴23x02?∵x∴C?(2)解:設(shè)△BCM邊BC上的高為?,∵BC=7∴S∴?=2,點M即為拋物線上到BC的距離為2的點,∴M的縱坐標(biāo)為0或4,令y=2解得:x1=0,∴M1(0,0)令y=2解得:x3=1+∴M31+綜上所述:M點的坐標(biāo)為:(0,0),12,0,1+97(3)解:∵A(?1,1),B(2,2),C?32∴OB=22,OA=2,∴∠AOD=∠BOD=45°,tan∠COD=3①如圖1,
當(dāng)△AOC∽△BON時,AOBO=OC∴ON=2OC=5,過N作NE⊥x軸于E,∵∠COD=45°?∠AOC=45°?∠BON=∠NOE,在Rt△NOE中,tan∠NOE=tan∠COD=∴OE=4,NE=3,∴N(4,3)同理可得N(3,4);②如圖2,
當(dāng)△AOC∽△OBN時,AOOB=OC∴BN=2OC=5,過B作BG⊥x軸于G,過N作x軸的平行線交BG的延長線于F,∴NF⊥BF,∵∠COD=45°?∠AOC=45°?∠OBN=∠NBF,∴tan∠NBF=tan∠COD=3∴BF=4,NF=3,∴N(?1,?2),同理N(?2,?1),綜上所述:使得△AOC與△OBN相似(邊OA與邊OB對應(yīng))的點N的坐標(biāo)是(4,3),(3,4),(?1,?2),(?2,?1).【點睛】本題主要考查的是二次函數(shù)與相似三角形的綜合應(yīng)用,難度較大,解答本題需要同學(xué)們熟練掌握二次函數(shù)和相似三角形的相關(guān)性質(zhì).7.如圖,已知拋物線y=ax2+bx+ca>0與x軸交于A、B兩點,與y軸交于點C0,2,拋物線的對稱軸為直線x=52,且OB=2OC,連接BC,點D是線段OB上一點(不與點O、B重合),過點D作x
(1)求拋物線的表達(dá)式;(2)當(dāng)線段MN最大時,求點M的坐標(biāo);(3)連接BN,以B、D、N為頂點的三角形是否能夠與△OBC相似?若能,請求出點N【答案】(1)y=1(2)2,1;(3)能,2,?1.【分析】(1)根據(jù)題意可得:A1,0(2)利用待定系數(shù)法可得直線BC的解析式為y=?12x+2,設(shè)Dt,0,且0<t<4,則(3)以B、D、N為頂點的三角形當(dāng)D2,0時與△OBC相似,此時點N的坐標(biāo)為2,?1.設(shè)Dn,0,且0<n<4,則【詳解】(1)∵C0,2∴OC=2,∵OB=2OC,∴OB=4,∴B4,0∵拋物線的對稱軸為直線x=52,點A與點B關(guān)于直線∴A(1,0),把A(1,0),B4,0,C0,2分別代入a+b+c=016a+4b+c=0解得:a=1∴該拋物線的表達(dá)式為y=1(2)設(shè)直線BC的解析式為y=kx+d,把B4,0,C0,2分別代入得:解得:k=?1∴直線BC的解析式為y=?1設(shè)Dt,0,且0<t<4則Mt,?12∴MN=?1∵?1∴當(dāng)t=2時,MN最大,最大值為2,此時點M的坐標(biāo)為2,1;(3)以B、D、N為頂點的三角形能與△OBC設(shè)Dn,0,且0<n<4,則N又∵B4,0,C∴BD=4?n,DN=12n2?當(dāng)△BDN~△BOC時,∵∠BDN=∠BOC=90°,∴DNOC解得:n=0或n=4或n=2,∵0<n<4,∴n=0或n=4均不符合題意。
所以當(dāng)n=2時,△BDN~△BOC成立,此時N2,?1當(dāng)△BDN~△COB時,∵∠BDN=∠BOC=90°,∴DNOB解得:n=4或n=?3或n=5,∵0<n<4,∴n=4或n=?3或n=5均不符合題意,即△BDN~△COB不成立;綜上所述,以B、D、N為頂點的三角形能與△OBC相似,此時點N的坐標(biāo)是2,?1【點睛】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,二次函數(shù)的性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì)等,解題關(guān)鍵是運用分類討論思想和方程思想思考解決問題.8.如圖,已知拋物線經(jīng)過點A?2,0,B8,0,C0,4三點,點D與點C關(guān)于x軸對稱,點P是x軸上的一個動點,設(shè)點P的坐標(biāo)為m,0,過點P做x軸的垂線l交拋物線于點Q
(1)求該拋物線的表達(dá)式;(2)已知點F0,1,當(dāng)點P在x軸上運動時,試求m為何值時,四邊形DMQF(3)點P在線段AB運動過程中,是否存在點Q,使得以點B、Q、M為頂點的三角形與△BOD相似?若存在,求出點Q的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)y=?(2)?2或6(3)存在,點Q的坐標(biāo)為6,4或?2,0【分析】(1)可設(shè)解析式為y=ax+2x?8,將點(2)先求出直線BD解析式為y=12x?4,得出Qm,?1(3)易知∠ODB=∠QMB,故分①∠DOB=∠MBQ=90°,利用ΔDOB∽ΔMBQ得DOOB=MBBQ=12,再證△MBQ∽△BPQ得BMBQ=BPPQ,列出方程,解之即可得此時m【詳解】(1)由拋物線過點A?2,0、可設(shè)解析式為y=ax+2將點C0,4代入,得:?16a=4,解得:a=?則拋物線解析式為y=?1(2)由題意知點D坐標(biāo)為0,?4,設(shè)直線BD解析式為y=kx+b,將B8,0、D0,?4代入,得:8k+b=0∴直線BD解析式為y=1∵QM⊥x軸,Pm,0∴Qm,?14則QM=?1∵F0,1、D∴DF=5,∵QM∥∴當(dāng)?14m解得:m=?2或m=6,即m=?2或m=6時,四邊形DMQF是平行四邊形;(3)如圖所示:
∵QM∥∴∠ODB=∠QMB,分以下兩種情況:①當(dāng)∠DOB=∠MBQ=90°時,△DOB∽則DOOB∵∠MBQ=90°,∴∠MBP+∠PBQ=90°,∵∠MPB=∠BPQ=90°,∴∠MBP+∠BMP=90°,∴∠BMP=∠PBQ,∴△MBQ∽∴BMBQ即12解得:m1=6、當(dāng)m=8時,點P、Q、M均與點B重合,不能構(gòu)成三角形,舍去,∴m=6,點Q的坐標(biāo)為6,4;②當(dāng)∠BQM=90°時,此時點Q與點A重合,△BOD∽此時m=?2,點Q的坐標(biāo)為?2,0;綜上,點Q的坐標(biāo)為6,4或?2,0時,以點B、Q、M為頂點的三角形與△BOD相似.【點睛】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、平行四邊形的判定與性質(zhì)、相似三角形的判定與性質(zhì)及分類討論思想的運用.9.如圖,拋物線y=ax2+bx+ca≠0與x軸交于點A?2,0和點B,與y軸交于點C,對稱軸為直線x=3且OB=OC,頂點為D,連接AC
(1)求拋物線的表達(dá)式;(2)點P是第一象限內(nèi)拋物線上的動點,連接PB,PC,設(shè)點P的橫坐標(biāo)為t,求四邊形ABPC面積S的最大值及此時(3)點N是對稱軸l右側(cè)拋物線上的動點,在射線ED上是否存在點M,使得以點M,N,E為頂點的三角形與△OBC相似?若存在,求點M【答案】(1)y=?(2)S最大值為72,此時點P的坐標(biāo)為4,12;(3)3,8或3,5+15或【分析】(1)先根據(jù)對稱性求出點B的坐標(biāo),再利用待定系數(shù)法求解即可;(2)先求出直線BC的解析式,進(jìn)而求出Ft,?t+8,則PF=?12(3)先證明△BOC是等腰直角三角形,然后分①當(dāng)MN=EM,∠EMN=90°,△NME∽△COB時;②當(dāng)ME=EN,∠MEN=90°時;③當(dāng)MN=EN,∠MNE=90°時,三種情況討論求解即可.【詳解】(1)解:∵拋物線與x軸交于點A?2,0,且對稱軸為直線x=3∴拋物線與x軸的另一個交點B的坐標(biāo)為8,0,∴OC=OB=8,∴C0,8設(shè)拋物線解析式為y=ax+2∴a0+2∴a=?1∴拋物線解析式為y=?(2)解:如圖所示,過點P作PF∥y軸交BC于F,設(shè)直線BC的解析式為y=kx+b∴8k+b∴k=?1b∴直線BC的解析式為y=?x+8,∵Pt,?∴Ft,?t+8∴PF=?1∴S△PBC∴S四邊形ABPC==?2=?2t?4∵?2<0,∴當(dāng)t=4時,S四邊形ABPC∴此時點P的坐標(biāo)為4,12;
(3)解:∵C∴△OBC為等腰直角三角形,∵拋物線y=?12x∴點E的橫坐標(biāo)為3,又∵點E在直線BC上,∴點E的縱坐標(biāo)為5,∴E3,5設(shè)M3,m①當(dāng)MN=EM,∠EMN=90°,△NME∽△COB時m?5=n?3?解得n=6m=8或n=?2∴此時點M的坐標(biāo)為3,8;
②當(dāng)ME=EN,∠MEN=90°時m?5=n?3解得:m=5+15n=3+15∴此時點M的坐標(biāo)為3,5+
③當(dāng)MN=EN,∠MNE=90°時則有m?5=2n?3解得:m1此時點M的坐標(biāo)為3,11;
在射線ED上存在點M,使得以點M,N,E為頂點的三角形與△OBC相似,點M的坐標(biāo)為:3,8或3,5+15或【點睛】本題是一道綜合題,涉及到二次函數(shù)的綜合、相似三角形的性質(zhì)、等腰三角形的性質(zhì)與判定、勾股定理、正方形的性質(zhì)等知識點,綜合性比較強(qiáng),解答類似題的關(guān)鍵是添加合適的輔助線.10.如圖,拋物線y=ax2+bx+6與y軸交于點A,與x軸交于點B?1,0,C3,0,P是線段AC上方拋物線上的一個動點,過點P作x軸的垂線,交x軸于點H,交AC
(1)求拋物線的表達(dá)式;(2)用含t的式子表示線段PD的長,并求線段PD長度的最大值;(3)連接AP,當(dāng)△DPA與△DHC相似時,求點P的坐標(biāo).【答案】(1)y=?2(2)PD=?2t2(3)2,6或7【分析】(1)把點B?3,0,C1,0代入(2)先求解A0,6,再求解直線AC為y=2x+6,設(shè)點P的橫坐標(biāo)為t?3<t<0.可得Pt,?2t2(3)如圖,連接AP,∠BDH=∠ADP,而△DPA與△DHC相似,分兩種情況討論:當(dāng)△DPA∽△DHC時,如圖,當(dāng)△DHC∽△DAP時,過A作AQ⊥PH于Q,再求解即可.【詳解】(1)解:∵拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于點B∴9a+3b+c=0a?b+6=0解得a=?2b=4∴拋物線的表達(dá)式為y=?2x(2)解:在y=?2x2+4x+6中,當(dāng)x=0∴A0,6設(shè)直線AC的表達(dá)式為y=kx+n,∴n=63k+n=0解得k=?2n=6∴直線AC的表達(dá)式為y=?2x+6.設(shè)點P的橫坐標(biāo)為t0<t<3∴Pt,?2t2∴PD=?2t當(dāng)t=?62×?2=3(3)解:如圖,連接AP.
∵∠CDH=∠ADP,則△DPA與△DHC相似,∴分兩種情況討論:①當(dāng)△DPA∽△DHC時,∴DPDH=AP∴AP∥x軸,∴A,P關(guān)于拋物線的對稱軸對稱,∵B?1,0,C∴拋物線的對稱軸為直線x=3?1∵A0,6∴P2,6②當(dāng)△DHC∽△DAP時,過點A作AQ⊥PH于點Q,如圖.
∴AQ=OH,AO=QH=6,設(shè)AQ=OH=n,∵△DHC∽△DAP,∴∠DHC=∠DAP=90°,∴∠ADP+∠APD=∠APQ+∠QAP=90°,∴∠PAQ=∠ADP,由PH∥y軸,可得∴∠PAQ=∠CAO,∴tan∠PAQ=tan∠CAO=3∴PQAQ=1∴Pn,6+∴?2n解得:n=74(∴P7綜上所述,點P的坐標(biāo)為2,6或7【點睛】本題考查的是利用待定系數(shù)法求解拋物線的解析式,二次函數(shù)的性質(zhì),相似三角形的判定與性質(zhì),銳角三角函數(shù)的應(yīng)用,清晰的分類討論是解本題的關(guān)鍵.11.如圖1,拋物線y=?x2+bx+c經(jīng)過A0,3和B72,?94兩點,直線AB與x軸相交于點C,P是直線AB上方的拋物線上的一個動點,PD⊥x軸交AB
(1)求該拋物線的表達(dá)式.(2)當(dāng)點P的坐標(biāo)為2,3時,求四邊形(3)如圖2,若PE∥x軸交AB于點E且點P在直線AB上方,求(4)若以A,P,D為頂點的三角形與△AOC相似,請直接寫出所有滿足條件的點P的坐標(biāo).【答案】(1)y=?(2)7.5(3)245(4)P2,3或【分析】(1)直接利用待定系數(shù)法,即可求出解析式;(2)先求出點G的坐標(biāo),得到OG=3,再推出OA=3,AP=2,AP∥x軸,然后根據(jù)梯形面積公式求解即可;(3)先求出點C的坐標(biāo),然后證明Rt△DPE∽(4)根據(jù)題意,可分為兩種情況進(jìn)行分析:當(dāng)△AOC∽△APD時;當(dāng)△AOC∽△DAP時;分別求出兩種情況的點的坐標(biāo),即可得到答案.【詳解】(1)解:∵拋物線y=?x2+bx+c經(jīng)過A∴將A0,3和B72,?94代入∴拋物線的解析式為y=?x(2)解:在y=?x2+2x+3中,當(dāng)y=0時,?x2∴G3,0∴OG=3,∵A0,3∴OA=3,AP=2,AP∥x軸,∴S四邊形APGO(3)解:設(shè)直線AB的解析式為y=kx+n,把A0,3和B72,?9∴直線AB的解析式為y=?3在y=?32x+3,當(dāng)y=0時,?∴C2,0,聯(lián)立y=?x2+2x+3y=?3∵PD⊥x軸,PE∥x軸,∴∠ACO=∠DEP,∴Rt∴PDPE=OA∴PD+PE=5設(shè)點Pa,?a2+2a+3,∴PD=?∴PD+PE=?5∵?53<0,拋物線開口向下,PD+PE∴當(dāng)a=74時,PD+PE有最大值為(4)解:∵PD⊥x軸,∴PD∥y軸,即∠OAC=∠PDA,根據(jù)題意,分兩種情況:①當(dāng)△AOC∽△DPA時,∴∠DPA=∠AOC=90°,∵PD⊥x軸,∠DPA=90°,A0,3∴點P縱坐標(biāo)是3,橫坐標(biāo)x>0,即?x2+2x+3=3∴點D的坐標(biāo)為2,0;∵PD⊥x軸,∴點P的橫坐標(biāo)為2,∴點P2,3②當(dāng)△AOC∽△DAP時,∴∠APD=∠ACO,過點A作AG⊥PD于點G,如圖所示:
∴△APG∽△ACO,∴PGAG設(shè)點Pn,?n2+2n+3,則Dn,?∴P43綜上所述,P2,3或P【點睛】本題主要考查了二次函數(shù)綜合,相似三角形的判定和性質(zhì),熟練掌握相似三角形的判定和性質(zhì),二次函數(shù)的圖象和性質(zhì),運用數(shù)形結(jié)合和分類討論的思想解題是關(guān)鍵.12.如圖,已知拋物線y=ax2+bx?3與x軸交于A、B兩點,與y軸交于點C,O是坐標(biāo)原點,已知點B的坐標(biāo)是3
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;(2)點P在x軸上方的拋物線上,且∠PAB=∠CAB,求點P的坐標(biāo);(3)點D是y軸上一動點,若以D、C、B為頂點的三角形與△ABC相似,求出符合條件的點D的坐標(biāo).【答案】(1)y=(2)6(3)0,1【分析】(1)根據(jù)正切函數(shù),可得A點坐標(biāo),根據(jù)待定系數(shù)法,可得函數(shù)解析式;(2)根據(jù)正切函數(shù),可得P點坐標(biāo),根據(jù)圖像上的點滿足函數(shù)解析式,可得關(guān)于x的方程,根據(jù)解方程,可得答案;(3)根據(jù)兩組對邊對應(yīng)成比例且夾角相等的兩個三角形相似,可得關(guān)于y的方程,根據(jù)解方程,可得答案.【詳解】(1)解:∵拋物線y=ax∴點C的坐標(biāo)為0,?3,∴OC=3,∵tan∠OAC=3∴OA=1,即點A的坐標(biāo)為?1,又∵B3∴a?b?3=09a+3b?3=0解得a=1b=?2∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式是y=x(2)解:∵∠PAB=∠CAB,∴tan∠PAB=tan∠CAB=3,∵點P在x軸上方,設(shè)點P的橫坐標(biāo)為x,則點P的縱坐標(biāo)為3x+1∴3x+1得x=?1(舍去)或x=6,當(dāng)x=6時y=21,∴點P的坐標(biāo)為6,(3)解:如圖,
設(shè)點D的坐標(biāo)為0,y,∵OB=OC=3,∠BOC=90°,∴∠CBO=1∴△ABC為∠ABC=45°的銳角三角形,∴△DCB也是銳角三角形,∴點D在點C的上方,∴∠DCB=45°,∴∠ABC=∠DCB,∵AB=4,BC=32,DC=y+3①如果DCAB=BC∴y=1,即點D0②如果DCBC=BC∴y=32,即點綜上分析可知:符合條件的點D的坐標(biāo)為0,1或【點睛】本題考查了二次函數(shù)綜合題,利用待定系數(shù)求函數(shù)解析式;利用正切函數(shù)得出P點坐標(biāo)是解題關(guān)鍵,又利用圖像上的點滿足函數(shù)解析式得出P點坐標(biāo);利用兩組對邊對應(yīng)成比例且夾角相等的兩個三角形相似得出關(guān)于y的方程是解題關(guān)鍵,要分類討論,以防遺漏.13.如圖,拋物線與x軸分別交于點A、B,與y軸交于點C,OB=6,頂點D2,8,對稱軸交x軸于點Q.
(1)求拋物線的解析式;(2)已知直線CD與對稱軸形成的夾角為45°,動點M在對稱軸上運動且位于點D下方時,是否存在△DCM和△BQC相似?如果存在,求出點M的坐標(biāo);如果不存在,請說明理由.【答案】(1)二次函數(shù)的表達(dá)式為y=?(2)存在,點M的坐標(biāo)為2,2或2,【分析】(1)由頂點D2,8設(shè)y=ax?2(2)首先確定B、D是對應(yīng)頂點,設(shè)點M2,n,表示△DCM和△BQC【詳解】(1)由頂點D2,8設(shè)y=ax?2∵OB=6,∴B6,0,代入得:a解得:a=?1∴拋物線對應(yīng)二次函數(shù)的表達(dá)式為:y=?1(2)存在點M,使得△DCM和△BQC相似,如圖:
連接CM,設(shè)M2,n∵D2,8∴DM=8?n,由題知∠CDM=45°,CD=2∵C0,6,B∴△OBC∴∠QBC=45°,BC=6∴∠CDM=∠QBC,BQ=6?2=4,①當(dāng)△BQC~△DCM時,BQCD解得n=2,∴M2,2②當(dāng)△BQC~△DMC時,BQDM解得n=20∴M2,綜上所述,點M的坐標(biāo)為2,2或2,20【點睛】本題考查了二次函數(shù),相似三角形的綜合知識,解題的關(guān)鍵是設(shè)所求點的坐標(biāo),表達(dá)出相關(guān)的線段長,列方程求解.14.在平面直角坐標(biāo)系中,O為坐標(biāo)原點,拋物線y=?x2+c與y
(1)求拋物線的解析式.(2)如圖,將拋物線y=?x2+c向左平移1個單位長度,記平移后的拋物線頂點為Q,平移后的拋物線與x軸交于A,B兩點(點A在點B的右側(cè)),與y軸交于點C(3)直線BC與拋物線y=?x2+c交于M,N兩點(點N在點M的右側(cè)),當(dāng)x軸上存在一點T,能使以B,N,T三點為頂點的三角形與△ABC【答案】(1)拋物線的解析式為y=?(2)△BCQ是直角三角形.理由見解析(3)點T的坐標(biāo)T1+25【分析】(1)將P0,4(2)寫出平移后的解析式,再求出B,C,Q三點的坐標(biāo),求得∠BCQ=90°,即可判斷;(3)求出直線BC的解析式,再求出N兩點的坐標(biāo),根據(jù)相似的性質(zhì),進(jìn)行分類討論,即可解答.【詳解】(1)解:∵將點P0,4代入拋物線y=?x2∴拋物線的解析式為y=?x(2)△BCQ是直角三角形.理由如下:將拋物線y=?x2+4∴平移后的拋物線頂點為Q?1,4令x=0,得y=?1+4=3,∴C0,3令y=0,得?(x+1)解得:x1∴B?3,0,A1,0∵P0,4∴PQ⊥y軸,PQ=1,∵CP=4?3=1,∴PQ=CP,∠CPQ=90°,∴△CPQ是等腰直角三角形,∴∠PCQ=45°,∵OB=OC=3,∠BOC=90°,∴△BOC是等腰直角三角形,∴∠BCO=45°,∴∠BCQ=180°?45°?45°=90°,∴△BCQ是直角三角形.
(3)
解:存在,理由如下:∵B?3,0∴OB=OC=3,∴△OBC是等腰直角三角形,∴直線BC的斜率為1,∴直線BC的解析式為y=x+3,聯(lián)立方程y=x+3y=?x2+4,解得∴N?1+①當(dāng)NT1∥∴△BAC∽△BT根據(jù)圖形可得A1,0,B?3,0設(shè)直線CA的解析式為y=kx+b,將A1,0,C0,3解得k=?3b=3∴直線CA的解析式為y=?3x+3,設(shè)直線NT1的解析式為y=?3x+t,將N?1+52∴直線NT1的解析式為當(dāng)y=0時,解得x=2∴T∵B∴BN∴BN=5②當(dāng)△BAC∽△BNT2時,∴B∴BT∵OB=3,∴T【點睛】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法,拋物線的平移,直角三角形的性質(zhì),等腰直角三角形的判定和性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),熟練掌握數(shù)形結(jié)合技巧,分類討論是解題的關(guān)鍵.15.如圖,拋物線y=?x2+bx+c與x軸交于點A?3,0,B1,0,與y
(1)求拋物線與直線AC的函數(shù)表達(dá)式.(2)設(shè)Q是拋物線上的一個動點(不與A,B重合),過點Q作QH⊥x軸,垂足為H,交直線AC于點P,當(dāng)QP=PH時,求點Q的坐標(biāo).(3)在(2)的條件下,拋物線的對稱軸上是否存在點D,使得以點C,Q,D為頂點的三角形與△ABC相似,若存在,求點D的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)y=?x2(2)Q(3)存在,點D的坐標(biāo)為?1,83【分析】(1)根據(jù)拋物線y=?x2+bx+c與x軸交于點A?3,0,B1,0,得到方程組,解出b,c得到拋物線的解析式,根據(jù)設(shè)直線AC的解析式為:y=kx+bk≠0,把點A,C的坐標(biāo)代入(2)設(shè)點Q的坐標(biāo)為Qa,?a2?2x+3,得點Pa,a+3(3)根據(jù)點C,Q,D為頂點的三角形與△ABC相似,分類討論:①∠QCD1=∠ACB,得△QCD1~△ACB;【詳解】(1)∵拋物線y=?x2+bx+c與x軸交于點A∴0=?9?3b+c0=?1+b+c解得:b=?2c=3∴拋物線的解析式為:y=?x∴點C0,3設(shè)直線AC的解析式為:y=kx+bk≠0∴0=?3k+bb=3解得:k=1b=3∴設(shè)直線AC的解析式為:y=x+3.(2)∵點Q在拋物線y=?x∴設(shè)點Q的坐標(biāo)為Qa,?∵過點Q作QH⊥x軸,垂足為H,交直線AC于點P,∴點Pa,a+3∵QP=PH,∴?a解得:a1=?1,a2∵點Q不與A,B重合,∴a=?1,∴點Q?1,4(3)存在.理由如下:∵拋物線y=?x∴頂點坐標(biāo)為:?1,4,∴Q是拋物線的頂點,拋物線的對稱軸為QH,對稱軸為直線x=過點C作CE⊥QH于點E,∴tan∠CQE=CE∴∠CQE=45°;∵tan∠CAB=CO∴∠CAO=45°,∴∠CAO=∠CQE,設(shè)點D?1,q,則CD與BC∴AB=1??3=4,∴AC=32+32①∠QCD1=∠ACB∴QD1與∴QD∴4?q4解得q=8∴D1②∠QCD2=∠ABC∴QD2與∴
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