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專題22.9二次函數(shù)中的十二大存在性問題【人教版】TOC\o"1-3"\h\u【題型1二次函數(shù)中等腰三角形的存在性問題】 1【題型2二次函數(shù)中直角三角形的存在性問題】 3【題型3二次函數(shù)中等腰直角三角形的存在性問題】 5【題型4二次函數(shù)中全等三角形的存在性問題】 7【題型5二次函數(shù)中平行四邊形的存在性問題】 8【題型6二次函數(shù)中菱形的存在性問題】 11【題型7二次函數(shù)中矩形的存在性問題】 13【題型8二次函數(shù)中正方形的存在性問題】 15【題型9二次函數(shù)中面積問題的存在性問題】 17【題型10二次函數(shù)中線段問題的存在性問題】 18【題型11二次函數(shù)中角度問題的存在性問題】 20【題型12二次函數(shù)中最值問題的存在性問題】 22【題型1二次函數(shù)中等腰三角形的存在性問題】【例1】(2023春·甘肅張掖·九年級(jí)??计谥校┤鐖D甲,直線y=?x+3與x軸、y軸分別交于點(diǎn)B、點(diǎn)C,經(jīng)過B、C兩點(diǎn)的拋物線y=x2+bx+c與x軸的另一個(gè)交點(diǎn)為A,頂點(diǎn)為P.
(1)求該拋物線的解析式;(2)當(dāng)0<x<3時(shí),在拋物線上求一點(diǎn)E,使△CBE的面積有最大值(圖乙、丙供畫圖探究),并求出最大面積及E點(diǎn)的坐標(biāo).(3)在該拋物線的對稱軸上是否存在點(diǎn)M,使以C、P、【變式1-1】(2023秋·廣西貴港·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,拋物線y=ax2+3x+ca≠0與x軸交于點(diǎn)A?2,0和點(diǎn)B,與y軸交于點(diǎn)C0,8,點(diǎn)P為直線BC上方拋物線上的動(dòng)點(diǎn),連接CP,PB,直線
(1)求拋物線的解析式;(2)求△BCP的面積最大值;(3)點(diǎn)M是拋物線的對稱軸l上一動(dòng)點(diǎn).是否存在點(diǎn)M,使得△BEM為等腰三角形?若存在,求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【變式1-2】(2023秋·山西晉城·九年級(jí)??计谀┤鐖D1,拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于A?1,0,B4,0兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,頂點(diǎn)為D.點(diǎn)P是直線BC上方拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作PE⊥x軸于點(diǎn)E
(1)求拋物線的表達(dá)式;(2)求線段PQ的最大值;(3)如圖2,過點(diǎn)P作x軸的平行線交y軸于點(diǎn)M,連接QM.是否存在點(diǎn)P,使得△PQM為等腰三角形?若存在,請直接寫出點(diǎn)P的橫坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【變式1-3】(2023?沙坪壩區(qū)校級(jí)模擬)如圖1,拋物線y=ax2+bx+2(a≠0)交x軸于點(diǎn)A(﹣1,0),點(diǎn)B(4,0),交y軸于點(diǎn)C.連接BC,過點(diǎn)A作AD∥BC交拋物線于點(diǎn)D(異于點(diǎn)A).(1)求拋物線的表達(dá)式;(2)點(diǎn)P是直線BC上方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作PE∥y軸,交AD于點(diǎn)E,過點(diǎn)E作EG⊥BC于點(diǎn)G,連接PG.求△PEG面積的最大值及此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)如圖2,將拋物線y=ax2+bx+2(a≠0)水平向右平移32個(gè)單位,得到新拋物線y1,在y1的對稱軸上確定一點(diǎn)M,使得△BDM是以BD為腰的等腰三角形,請寫出所有符合條件的點(diǎn)M【題型2二次函數(shù)中直角三角形的存在性問題】【例2】(2023秋·四川廣安·九年級(jí)??计谥校┤鐖D,已知拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)經(jīng)過點(diǎn)A(?3,2),B(0,?2),其對稱軸為直線x=52,C(0,12
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;(2)試在線段AD下方的拋物線上求一點(diǎn)E,使得△ADE的面積最大,并求出最大面積;(3)在拋物線的對稱軸上是否存在一點(diǎn)F,使得△ADF是直角三角形?如果存在,求點(diǎn)F的坐標(biāo);如果不存在,請說明理由.【變式2-1】(2023秋·遼寧盤錦·九年級(jí)??计谥校┤鐖D,已知直線y=x+3與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B,拋物線y=?x2+bx+c經(jīng)過A、B兩點(diǎn),與x軸交于另一個(gè)點(diǎn)C,對稱軸與直線AB交于點(diǎn)E
(1)求拋物線的解析式;(2)在第三象限內(nèi),F(xiàn)為拋物線上一點(diǎn),以A、E、F為頂點(diǎn)的三角形面積為3,求點(diǎn)F的橫坐標(biāo);(3)點(diǎn)P是對稱軸上的一動(dòng)點(diǎn),是否存在某一點(diǎn)P使P、B、C為頂點(diǎn)的三角形是以BC為直角邊的直角三角形?若存在,請直接寫出所有符合條件的P點(diǎn)坐標(biāo);不存在,說明理由.【變式2-2】(2023春·廣東梅州·九年級(jí)??计谥校┮阎魏瘮?shù)y=x2+bx+c的圖象經(jīng)過A(?2,5),B(?1,0),與x(1)求這個(gè)二次函數(shù)的解析式;(2)點(diǎn)P直線AC下方拋物線上的一動(dòng)點(diǎn),求△PAC面積的最大值;(3)在拋物線對稱軸上是否存在點(diǎn)Q,使△ACQ是直角三角形?若存在,直接寫出點(diǎn)Q的坐標(biāo),若不存在,請說明理由.【變式2-3】(2023春·甘肅金昌·九年級(jí)統(tǒng)考期中)平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=a(x?1)2+92與x軸交于A,B(4,0)(1)求拋物線的解析式,并直接寫出點(diǎn)A,C的坐標(biāo);(2)在拋物線的對稱軸上是否存在點(diǎn)P,使△BCP是直角三角形?若存在,請直接寫出點(diǎn)P的坐標(biāo),若不存在,請說明理由;(3)如圖,點(diǎn)M是直線BC上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接AM,OM,是否存在點(diǎn)M使AM+OM最小,若存在,請求出點(diǎn)M的坐標(biāo),若不存在,請說明理由;【題型3二次函數(shù)中等腰直角三角形的存在性問題】【例3】(2023秋·山西陽泉·九年級(jí)統(tǒng)考期末)綜合與探究:在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx?2與x軸交于點(diǎn)A?1,0和點(diǎn)B4,0,與y軸交于點(diǎn)C,過動(dòng)點(diǎn)D0,m作平行于x軸的直線l,直線l與拋物線
(1)求拋物線的表達(dá)式;(2)求m的取值范圍;(3)直線l上是否存在一點(diǎn)P,使得△BCP是以BC為直角邊的等腰直角三角形?若存在,求m的值;若不存在,請說明理由.【變式3-1】(2023秋·福建漳州·九年級(jí)??计谥校┤鐖D①,已知拋物線y=ax2+bx+3的圖象經(jīng)過點(diǎn)B1,0,與y軸交于點(diǎn)A,其對稱軸為直線l:x=2,過點(diǎn)A作AC∥x軸交拋物線于點(diǎn)C,∠AOB的角平分線交線段AC于點(diǎn)(1)求拋物線的解析式;(2)若動(dòng)點(diǎn)P在直線OE下方的拋物線上,連接PE、PO,當(dāng)m為何值時(shí),四邊形AOPE面積最大,并求出其最大值;(3)如圖②,F(xiàn)是拋物線的對稱軸l上的一點(diǎn),在拋物線上是否存在點(diǎn)P使△POF成為以點(diǎn)P為直角頂點(diǎn)的等腰直角三角形?若存在,直接寫出所有符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【變式3-2】(2023秋·湖南湘西·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,直線y=?x+3交x軸于點(diǎn)B,交y軸于點(diǎn)C,直線AD交x軸于點(diǎn)A,交y軸于點(diǎn)D,交直線BC于點(diǎn)E?12(1)求直線AD解析式;(2)點(diǎn)P從B點(diǎn)出發(fā)沿線段BA方向以1個(gè)單位/秒的速度向終點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)(點(diǎn)P不與A,B兩點(diǎn)重合),設(shè)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,則是否存在t,使得△AEP為等腰直角三角形?若存在,請求出t的值,若不存在,請說明理由;(3)在(2)的條件下,點(diǎn)P出發(fā)的同時(shí),點(diǎn)Q從C點(diǎn)出發(fā)沿射線CO方向運(yùn)動(dòng),當(dāng)點(diǎn)P到達(dá)終點(diǎn)時(shí),點(diǎn)Q也停止運(yùn)動(dòng),連接AQ,PQ,設(shè)△APQ的面積為S,S與t的函數(shù)關(guān)系式為S=32t2?12t+【變式3-3】(2023秋·北京通州·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,拋物線y1=ax2?2x+c的圖象與x軸交點(diǎn)為A和B,與y軸交點(diǎn)為D0,3,與直線(1)求拋物線的解析式;(2)在直線y2=?x?3上是否存在一點(diǎn)M,使得△ABM是等腰直角三角形,如果存在,求出點(diǎn)(3)若點(diǎn)E是x軸上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),把點(diǎn)E向下平移4個(gè)單位長度得到點(diǎn)F,點(diǎn)F向右平移4個(gè)單位長度得到點(diǎn)G,點(diǎn)G向上平移4個(gè)單位長度得到點(diǎn)H,若四邊形EFGH與拋物線有公共點(diǎn),請直接寫出點(diǎn)E的橫坐標(biāo)xE【題型4二次函數(shù)中全等三角形的存在性問題】【例4】(2023·陜西咸陽·統(tǒng)考三模)如圖,拋物線y=14x2?2x+3與x軸交于A、B兩點(diǎn),拋物線的頂點(diǎn)為C,對稱軸為直線l,l
(1)求點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo);(2)點(diǎn)P是拋物線上的動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作PM⊥y軸于點(diǎn)M,點(diǎn)N在y軸上,且點(diǎn)N在點(diǎn)M上方,是否存在這樣的點(diǎn)P、N,使得以點(diǎn)P、M、N為頂點(diǎn)的三角形與△BCD全等,若存在,請求出點(diǎn)P、N的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【變式4-1】(2023·甘肅隴南·統(tǒng)考一模)如圖,拋物線y=x2+bx+c與x軸交于A?1,0,B兩點(diǎn),與
(1)求拋物線的函數(shù)解析式;(2)已知點(diǎn)Pm,n在拋物線上,當(dāng)?1≤m<3時(shí),直接寫出n(3)拋物線的對稱軸與x軸交于點(diǎn)M,點(diǎn)D坐標(biāo)為2,3,試問在該拋物線上是否存在點(diǎn)P,使△ABP與△ABD全等?若存在,請求出所有滿足條件的P點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【變式4-2】(2023·陜西咸陽·統(tǒng)考三模)如圖,拋物線y=14x2?2x+3與x軸交于A,B兩點(diǎn),拋物線的頂點(diǎn)為C,對稱軸為直線l,l
(1)求點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo);(2)點(diǎn)P是拋物線上的動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作PM⊥y軸于點(diǎn)M,點(diǎn)N在y軸上,且點(diǎn)N在點(diǎn)M上方,是否存在這樣的點(diǎn)P、N,使得以點(diǎn)P、M、N為頂點(diǎn)的三角形與△BCD全等,若存在,請求出點(diǎn)P、N的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【變式4-3】(2023·內(nèi)蒙古通遼·統(tǒng)考中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)的頂點(diǎn)為B(2,1),且過點(diǎn)A(0,2),直線y=x與拋物線交于點(diǎn)D,E(點(diǎn)E在對稱軸的右側(cè)),拋物線的對稱軸交直線y=x于點(diǎn)C,交x軸于點(diǎn)G,EF⊥x軸,垂足為F,點(diǎn)P在拋物線上,且位于對稱軸的右側(cè),PQ⊥x軸,垂足為點(diǎn)Q,△PCQ為等邊三角形(1)求該拋物線的解析式;(2)求點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)求證:CE=EF;(4)連接PE,在x軸上點(diǎn)Q的右側(cè)是否存在一點(diǎn)M,使△CQM與△CPE全等?若存在,試求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.[注:3+22=(2【題型5二次函數(shù)中平行四邊形的存在性問題】【例5】(2023秋·云南臨滄·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,拋物線y=ax2+bx?3與x軸交于A?1,0、B3,0
(1)求拋物線的解析式;(2)若點(diǎn)D是拋物線上的一點(diǎn),當(dāng)△ABD的面積為10時(shí),求點(diǎn)D的坐標(biāo);(3)點(diǎn)P是拋物線對稱軸上的一點(diǎn),在拋物線上是否存在一點(diǎn)Q,使得以B、C、P、Q為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【變式5-1】(2023秋·山東東營·九年級(jí)??计谀┤鐖D,已知拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于A?1,0、B3,0兩點(diǎn),與y
(1)求拋物線的解析式;(2)若點(diǎn)P為線段BC上的一動(dòng)點(diǎn)(不與B、C重合),PM∥y軸,且PM交拋物線于點(diǎn)M,交x軸于點(diǎn)N,當(dāng)△BCM的面積最大時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)在(2)的條件下,當(dāng)△BCM的面積最大時(shí),點(diǎn)D是拋物線的對稱軸上的動(dòng)點(diǎn),在拋物線上是否存在點(diǎn)E,使得以A、P、D、E為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形?若存在,請直接寫出點(diǎn)E的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【變式5-2】(2023秋·重慶梁平·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=?2x2+4x+6與y軸交于點(diǎn)A,與x軸交于點(diǎn)E,B(E
(1)如圖2,拋物線的頂點(diǎn)為點(diǎn)Q,求△BEQ的面積;(2)如圖3,過點(diǎn)A作AC平行于x軸,交拋物線于點(diǎn)C,點(diǎn)P為拋物線上的一點(diǎn)(點(diǎn)P在AC上方),作PD平行于y軸交AB于點(diǎn)D、交AC于點(diǎn)F,當(dāng)點(diǎn)P在何位置時(shí),PD+CF最大?求出最大值;(3)在(2)條件下,當(dāng)PD+CF最大時(shí),將拋物線y=?2x2+4x+6沿著射線AB平移,使得拋物線經(jīng)過點(diǎn)C,此時(shí)得到新拋物y′,點(diǎn)N是原拋物線對稱軸上一點(diǎn),在新拋物線y′上是否存在一點(diǎn)M,使以點(diǎn)A,D,M【變式5-3】(2023秋·重慶江北·九年級(jí)重慶十八中??计谀┤鐖D1,拋物線y=ax2+bx+3a≠0與x軸正半軸交于點(diǎn)A,B,與y軸正半軸交于點(diǎn)C,且(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;(2)點(diǎn)P為直線BC下方該拋物線上任意一點(diǎn),點(diǎn)E為直線BC與該拋物線對稱軸的交點(diǎn),求△PBE面積的最大值;(3)如圖2,將該拋物線沿射線CB的方向平移22個(gè)單位后得到新拋物線y′,新拋物線y′的頂點(diǎn)為D′,過(2)問中使得△PBE面積為最大時(shí)的點(diǎn)P作平行于y軸的直線交新拋物線y′于點(diǎn)M.在新拋物線y′的對稱軸上是否存在點(diǎn)N,使得以點(diǎn)P,D′【題型6二次函數(shù)中菱形的存在性問題】【例6】(2023春·重慶云陽·九年級(jí)校聯(lián)考期中)如圖1,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)與x軸相交于點(diǎn)A、B(點(diǎn)B在點(diǎn)A左側(cè)),與y軸相交于點(diǎn)C(0,3).已知點(diǎn)A坐標(biāo)為(1,0)(1)求拋物線的解析式;(2)點(diǎn)P是直線BC上方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作直線BC的垂線,垂足為點(diǎn)E,過點(diǎn)P作PF∥y軸交BC于點(diǎn)F,求△PEF周長的最大值及此時(shí)點(diǎn)(3)如圖2,將該拋物線向左平移2個(gè)單位長度得到新的拋物線y′,平移后的拋物線與原拋物線相交于點(diǎn)D,點(diǎn)M為直線BC上的一點(diǎn),點(diǎn)N是平面坐標(biāo)系內(nèi)一點(diǎn),是否存在點(diǎn)M,N,使以點(diǎn)B,D,M,N為頂點(diǎn)的四邊形為菱形,若存在,請直接寫出點(diǎn)M【變式6-1】(2023秋·甘肅慶陽·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象與x軸交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C0,?3,點(diǎn)A在原點(diǎn)的左側(cè),點(diǎn)B的坐標(biāo)為3,0,點(diǎn)(1)求這個(gè)二次函數(shù)的表達(dá)式.(2)連接PO、PC,并把△POC沿CO所在直線翻折,得到四邊形POP′C,那么是否存在點(diǎn)P,使四邊形PO(3)當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到什么位置時(shí),四邊形ABPC的面積最大?求出此時(shí)P點(diǎn)的坐標(biāo)和四邊形ABPC的面積.【變式6-2】(2023秋·廣東汕頭·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖:已知直線l:y=?2x+2與x軸、y軸分別相交于A、B兩點(diǎn),拋物線y=?x2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)B,且與x(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AM、BM,設(shè)點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為m,四邊形OAMB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AB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,請說明理由.【變式6-3】(2023秋·廣東汕頭·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖:已知直線l:y=?2x+2與x軸、y軸分別相交于A、B兩點(diǎn),拋物線y=?x2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)B,且與x(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AM、BM,設(shè)點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為m,四邊形OAMB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AB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,請說明理由.【題型7二次函數(shù)中矩形的存在性問題】【例7】(2023秋·浙江湖州·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,O為坐標(biāo)原點(diǎn),拋物線y=a(x+3)(x﹣1)(a>0)與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)).(1)求點(diǎn)A與點(diǎn)B的坐標(biāo);(2)若a=13,點(diǎn)M是拋物線上一動(dòng)點(diǎn),若滿足∠MAO不大于45°,求點(diǎn)M的橫坐標(biāo)m(3)經(jīng)過點(diǎn)B的直線l:y=kx+b與y軸正半軸交于點(diǎn)C.與拋物線的另一個(gè)交點(diǎn)為點(diǎn)D,且CD=4BC.若點(diǎn)P在拋物線對稱軸上,點(diǎn)Q在拋物線上,以點(diǎn)B,D,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形能否成為矩形?若能,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不能,請說明理由.【變式7-1】(2023·山東東營·東營市勝利第一初級(jí)中學(xué)校考三模)已知拋物線y=ax2+bx?4a≠0交x軸于點(diǎn)A4,0和點(diǎn)B
(1)求拋物線的解析式;(2)如圖,點(diǎn)P是拋物線上位于直線AC下方的動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P分別作x軸、y軸的平行線,交直線AC于點(diǎn)D,交x軸于點(diǎn)E,當(dāng)PD+PE取最大值時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo)及PD+PE最大值.(3)在拋物線上是否存在點(diǎn)M,對于平面內(nèi)任意點(diǎn)N,使得以A、C、M、N為頂點(diǎn)且AC為一條邊的四邊形為矩形,若存在,請直接寫出M、N的坐標(biāo),不存在,請說明理由.【變式7-2】(2023春·內(nèi)蒙古通遼·九年級(jí)??计谥校┤鐖D,拋物線y=ax2+bx+3交x軸于A(3,0),B(?1,0)兩點(diǎn),交y(1)求拋物線的解析式和對稱軸.(2)若R為第一象限內(nèi)拋物線上點(diǎn),滿足SΔRAC=(3)若點(diǎn)P在拋物線的對稱軸上,點(diǎn)Q是平面直角坐標(biāo)系內(nèi)的任意一點(diǎn),是否存在點(diǎn)P使得A、C、P、Q為頂點(diǎn)的四邊形是矩形,若存在,請直接寫出所有符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo).【變式7-3】(2023秋·廣東江門·九年級(jí)??计谀┤鐖D,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線y=ax2+bx?2a≠0交x軸于A?1,0、B(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PB,過點(diǎn)C作CQ∥BP交x軸于點(diǎn)Q,連接PQ,求△PBQ面積的最大值及此時(shí)點(diǎn)(3)在(2)的條件下,將拋物線y=ax2+bx?2a≠0向右平移經(jīng)過點(diǎn)Q,得到新拋物線,點(diǎn)E在新拋物線的對稱軸上,是否在平面內(nèi)存在一點(diǎn)F,使得以A、P、E、【題型8二次函數(shù)中正方形的存在性問題】【例8】(2023·遼寧阜新·阜新實(shí)驗(yàn)中學(xué)??家荒#┤鐖D,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx?3與x軸交于A(?1,0),B(3,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;(2)點(diǎn)D為直線y=x上的動(dòng)點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)P在第四象限時(shí),求四邊形PBDC面積的最大值及此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)已知點(diǎn)E為x軸上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)Q為平面內(nèi)任意一點(diǎn),是否存在以點(diǎn)P,C,E,Q為頂點(diǎn)的四邊形是以PC為對角線的正方形,若存在,請直接寫出點(diǎn)Q的坐標(biāo),若不存在,請說明理由.【變式8-1】(2023·陜西西安·校考模擬預(yù)測)如圖,已知拋物線y=?x2+2x+c與x軸交于點(diǎn)A3,0,
(1)求c的值及該拋物線的對稱軸;(2)若點(diǎn)D在直線AC上,點(diǎn)E是平面內(nèi)一點(diǎn).是否存在點(diǎn)E,使得以點(diǎn)A,B,D,E為頂點(diǎn)的四邊形為正方形?若存在,請求出點(diǎn)E的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【變式8-2】(2023·山西晉中·山西省平遙中學(xué)校校考模擬預(yù)測)如圖,二次函數(shù)y=?x2+2x+3的圖象與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C.連接BC.點(diǎn)P是拋物線第一象限內(nèi)的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為m,過點(diǎn)P作直線PD⊥x軸于點(diǎn)D.交BC于點(diǎn)E.過點(diǎn)P作BC的平行線,交y(1)求A,B,C三點(diǎn)的坐標(biāo),并直接寫出直線BC的函數(shù)表達(dá)式;(2)在點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)過程中,求使四邊形CEPM為菱形時(shí),m的值;(3)點(diǎn)N為平面內(nèi)任意一點(diǎn),在(2)的條件下,直線PM上是否存在點(diǎn)Q使得以P,E,Q,N為頂點(diǎn)的四邊形是正方形?若存在,請直接寫出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【變式8-3】(2023·江西贛州·統(tǒng)考一模)已知二次函數(shù)C1(1)有關(guān)二次函數(shù)C1①二次函數(shù)C1②二次函數(shù)C1的圖象的對稱軸是直線x③二次函數(shù)C1④函數(shù)值y隨著x的增大而減小.(2)當(dāng)m=1時(shí),①拋物線②將拋物線C1沿x軸翻折得到拋物線C2,則拋物線(3)設(shè)拋物線C1與y軸相交于點(diǎn)E,過點(diǎn)E作直線l∥x軸,與拋物線C1的另一交點(diǎn)為F,將拋物線C1沿直線l翻折,得到拋物線C3,拋物線C1,C3的頂點(diǎn)分別記為P,Q.是否存在實(shí)數(shù)m,使得以點(diǎn)E,【題型9二次函數(shù)中面積問題的存在性問題】【例9】(2023秋·四川廣安·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖1,拋物線y=ax2+bx+3經(jīng)過A1,0,B
(1)求拋物線的函數(shù)解析式.(2)在拋物線的對稱軸上是否存在一點(diǎn)M,使得△ACM的周長最???若存在,求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.(3)如圖2,連接BC,若在BC下方的拋物線上存在一點(diǎn)P,使得S△BCP=1【變式9-1】(2023春·江西九江·九年級(jí)??计谥校┤鐖D,已知二次函數(shù)L1:y=x2+bx+c與x軸交于A、B兩點(diǎn),A點(diǎn)坐標(biāo)(?1,0),B點(diǎn)坐標(biāo)(3,0),與
(1)求二次函數(shù)L1的表達(dá)式及頂點(diǎn)P(2)二次函數(shù)L3與二次函數(shù)L1關(guān)于X軸對稱,直線L2與二次函數(shù)L3相交于①直接寫出二次函數(shù)L3②求出D點(diǎn)的坐標(biāo);③在直線L2上半部分的二次函數(shù)L3上,是否存在一點(diǎn)M,使得△AMD的面積最大?若存在,請求出【變式9-2】(2023春·山東東營·九年級(jí)東營市實(shí)驗(yàn)中學(xué)??计谥校┤鐖D,拋物線y=ax2+bx+ca≠0與y軸交于點(diǎn)C0,4,與x
(1)求拋物線的解析式;(2)若點(diǎn)M是拋物線上的一動(dòng)點(diǎn),且在直線BC的上方,當(dāng)S△MBC取得最大值時(shí),求點(diǎn)M(3)在拋物線上是否存在點(diǎn)P,使三角形ABP的面積為12?若存在,直接寫出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【變式9-3】(2023秋·福建泉州·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,頂點(diǎn)為E1,4的拋物線y=ax2+bx+c與x軸從左到右依次交于A,B兩點(diǎn),與y軸的交點(diǎn)為(1)求此拋物線的解析式;(2)若直線BP與拋物線對稱軸交于點(diǎn)D,當(dāng)BD?CD取得最大值時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)若直線BC與拋物線對稱軸交于點(diǎn)F,連接PC,PE,PF,記△PCF,△PEF的面積分別為S1,S2,判斷【題型10二次函數(shù)中線段問題的存在性問題】【例10】(2023春·內(nèi)蒙古巴彥淖爾·九年級(jí)校考期中)如圖1,拋物線y=ax2+bx+ca≠0與x軸交于A?8,0,C2,0兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)D0,4.點(diǎn)E是第二象限內(nèi)拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),設(shè)點(diǎn)E的橫坐標(biāo)為n,過點(diǎn)E作直線EB⊥x軸于點(diǎn)B
(1)求該拋物線的解析式;(2)如圖1,當(dāng)△EFD是以FD為底邊的等腰三角形時(shí),求點(diǎn)E的坐標(biāo);(3)如圖2,連接CD,過點(diǎn)E作直線l∥CD,交y軸于點(diǎn)H,連接BH.試探究:在點(diǎn)E運(yùn)動(dòng)的過程中,是否存在點(diǎn)E,使得FD=BH,若存在,請求出點(diǎn)E的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【變式10-1】(2023春·四川南充·九年級(jí)統(tǒng)考期中)如圖,平面直角坐標(biāo)系中的Rt△AOB和Rt△COD全等,直角邊OB、OD在x軸上.已知點(diǎn)C的坐標(biāo)為4,2,過A、C兩點(diǎn)的直線分別交x軸、y軸于點(diǎn)E、F,拋物線y=ax2+bx+c(1)寫出點(diǎn)A的坐標(biāo)并求該拋物線的函數(shù)解析式;(2)點(diǎn)G為拋物線上位于線段OC所在可直線上方部分的一動(dòng)點(diǎn),求G到直線OC的最大距離和此時(shí)點(diǎn)G的坐標(biāo);(3)點(diǎn)P為線段OC上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作y軸的平行線交拋物線于點(diǎn)M,交x軸于點(diǎn)N,問是否存在這樣的點(diǎn)P,使得四邊形ABPM的邊AM與邊BP相等?若存在,求出此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【變式10-2】(2023秋·云南曲靖·九年級(jí)統(tǒng)考期末)已知拋物線y=x2+bx+c與x軸交于點(diǎn)A?1,0,B3,0兩點(diǎn),與y(1)求拋物線的解析式;(2)在拋物線上是否存在點(diǎn)M,使得B、C兩點(diǎn)到直線AM的距離相等,如果存在,求出點(diǎn)M的坐標(biāo),如果不存在,請說明理由;(3)點(diǎn)P為x軸上一動(dòng)點(diǎn),以P為旋轉(zhuǎn)中心,把線段BC逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,得到線段GH,其中點(diǎn)B的對應(yīng)點(diǎn)為點(diǎn)G,當(dāng)拋物線的對稱軸剛好經(jīng)過GH中點(diǎn)時(shí),求此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo).【變式10-3】(2023秋·安徽阜陽·九年級(jí)??计谀┤鐖D,已知拋物線經(jīng)過原點(diǎn)O和x軸上另一點(diǎn)A,它的對稱軸x=?2與x軸交于點(diǎn)C,直線y=?2x+1經(jīng)過拋物線上一點(diǎn)B2,m,且與y軸.直線x=?2分別交于點(diǎn)D、E(1)求m的值及該拋物線對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式;(2)①判斷△CBE的形狀,并說明理由;②判斷CD與BE的位置關(guān)系;(3)若Px,y是該拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),是否存在這樣的點(diǎn)P,使得PB=PE?若存在,試求出所有符合條件的點(diǎn)P【題型11二次函數(shù)中角度問題的存在性問題】【例11】(2023秋·遼寧葫蘆島·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線y=?x2+bx+c與x軸交于A,B4,0兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)(1)求該拋物線的解析式;(2)如圖1,連接OD,若OP平分∠COD,求點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)如圖2,連接AC,BC,拋物線上是否存在點(diǎn)P,使∠CBP+∠ACO=45°?若存在,請直接寫出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【變式11-1】(2023秋·內(nèi)蒙古鄂爾多斯·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,直線y=?x+3與x軸、y軸分別交于B、C兩點(diǎn),拋物線y=?x2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)B、C,與x軸另一交點(diǎn)為A(1)求拋物線的解析式;(2)在第四象限的拋物線上是否存在一點(diǎn)M,使△MBC的面積為27?若存在,求出M點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請說明理由.(3)在拋物線的對稱軸上是否存在一點(diǎn)P,使得∠APB=∠OCB?若存在,求出P點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【變式11-2】(2023春·江蘇鹽城·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,拋物線y=12x2+mx+n與x軸交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;(2)點(diǎn)E是線段AC上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)E作x軸的垂線與拋物線相交于點(diǎn)F,當(dāng)點(diǎn)E運(yùn)動(dòng)到什么位置時(shí),四邊形CDAF的面積最大?求出四邊形CDAF的最大面積及此時(shí)E點(diǎn)的坐標(biāo);(3)在y軸上是否存在點(diǎn)P,使得∠OAP+∠OAC=60°?若存在,請直接寫出P點(diǎn)的坐標(biāo),若不存在,請說明理由.【變式11-3】(2023秋·浙江湖州·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,直線y=12x?2與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)C,拋物線y=12x2+bx+c經(jīng)過A,(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;(2)當(dāng)△ACP的面積與△ABC的面積相等時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)是否存在點(diǎn)P,使得∠ACP=∠ABC?∠BAC,若存在,請直接寫出點(diǎn)P的橫坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【題型12二次函數(shù)中最值問題的存在性問題】【例12】(2023秋·甘肅慶陽·九年級(jí)統(tǒng)考期中)如圖,已知拋物線y=38x2?34x?3與x軸的交點(diǎn)為點(diǎn)A、D(點(diǎn)(1)直接寫出A、D、C三點(diǎn)的坐標(biāo);(2)在拋物線的對稱軸上找一點(diǎn)M,使得MD+MC的值最小,并求出點(diǎn)M的坐標(biāo);(3)設(shè)點(diǎn)C關(guān)于拋物線對稱軸的對稱點(diǎn)為點(diǎn)B,在拋物線上是否存在點(diǎn)P,使得以A、B、C、P四點(diǎn)為頂點(diǎn)的四邊形為梯形?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【變式12-1】(2023秋·浙江寧波·九年級(jí)校考期中)對于給定的兩個(gè)函數(shù),任取自變量x的一個(gè)值,當(dāng)x<0時(shí),它們對應(yīng)的函數(shù)值互為相反數(shù);當(dāng)x≥0時(shí),它們對應(yīng)的函數(shù)值相等,我們稱這樣的兩個(gè)函數(shù)互為“伴隨”函數(shù).例如:一次函數(shù)y=x?3,它的“伴隨”函數(shù)為y=?x+3(1)已知點(diǎn)M?2,1在一次函數(shù)y=?mx+1(2)已知二次函數(shù)y=?x①當(dāng)點(diǎn)Aa,3②當(dāng)?3≤x≤3時(shí),函數(shù)y=?x【變式12-2】(2023秋·河南洛陽·九年級(jí)河南省洛陽市第二十三中學(xué)??计谥校┤鐖D,已知二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象與x軸交于A、B兩點(diǎn),其中點(diǎn)A的坐標(biāo)為?3,0,與y軸交于點(diǎn)C
(1)求拋物線的解析式;(2)拋物線的對稱軸上是否存在點(diǎn)P,使得△PAD周長最小,若存在,求出P點(diǎn)的坐標(biāo)及△PAD周長的最小值;(3)若點(diǎn)M是直線AC下方的拋物線上的一動(dòng)點(diǎn),過M作y軸的平行線與線段AC交于點(diǎn)N,求線段MN的最大值.【變式12-3】(2023春·湖南長沙·九年級(jí)??计谀┮阎獟佄锞€y=a?1x2+2a?7x+a
(1)求a的值.(2)若點(diǎn)P8?t,s和點(diǎn)Qt?4,(3)設(shè)點(diǎn)A位于x軸的下方且在這個(gè)拋物線的對稱軸的左側(cè)運(yùn)動(dòng),過點(diǎn)A作x軸的平行線交拋物線于另一點(diǎn)D,過點(diǎn)A作AB⊥x軸,垂足為點(diǎn)B,過點(diǎn)D作DC⊥x軸,垂足于點(diǎn)C,試問四邊形ABCD的周長是否存在最大值?如果存在,請求出這個(gè)最大值和對應(yīng)的x值,如果不存在,請說明理由.
專題22.9二次函數(shù)中的十二大存在性問題【人教版】TOC\o"1-3"\h\u【題型1二次函數(shù)中等腰三角形的存在性問題】 1【題型2二次函數(shù)中直角三角形的存在性問題】 12【題型3二次函數(shù)中等腰直角三角形的存在性問題】 23【題型4二次函數(shù)中全等三角形的存在性問題】 33【題型5二次函數(shù)中平行四邊形的存在性問題】 42【題型6二次函數(shù)中菱形的存在性問題】 53【題型7二次函數(shù)中矩形的存在性問題】 63【題型8二次函數(shù)中正方形的存在性問題】 75【題型9二次函數(shù)中面積問題的存在性問題】 87【題型10二次函數(shù)中線段問題的存在性問題】 97【題型11二次函數(shù)中角度問題的存在性問題】 110【題型12二次函數(shù)中最值問題的存在性問題】 123【題型1二次函數(shù)中等腰三角形的存在性問題】【例1】(2023春·甘肅張掖·九年級(jí)校考期中)如圖甲,直線y=?x+3與x軸、y軸分別交于點(diǎn)B、點(diǎn)C,經(jīng)過B、C兩點(diǎn)的拋物線y=x2+bx+c與x
(1)求該拋物線的解析式;(2)當(dāng)0<x<3時(shí),在拋物線上求一點(diǎn)E,使△CBE的面積有最大值(圖乙、丙供畫圖探究),并求出最大面積及E點(diǎn)的坐標(biāo).(3)在該拋物線的對稱軸上是否存在點(diǎn)M,使以C、P、【答案】(1)y=(2)最大面積為278,(3)存在,見詳解【分析】(1)把B、(2)連接CE、BE,經(jīng)過點(diǎn)E作x軸的垂線FE,交直線BC于點(diǎn)F,設(shè)點(diǎn)F(x,?x+3),則點(diǎn)代入求出即可.(3)先求出C、P的坐標(biāo),由勾股定理可求【詳解】(1)解:∵直線y=?x+3與x軸、y軸分別交于點(diǎn)B、點(diǎn)C,∴B(3,∴c=30=9+3b+c,解得b=?4∴拋物線解析式為y=x(2)當(dāng)0<x<3時(shí),在此拋物線上任取一點(diǎn)E,連接CE、BE,過點(diǎn)E作x軸的垂線FE,交直線BC于點(diǎn)
設(shè)點(diǎn)F(x,∴EF=?x∴S△CBE=S△CEF+S△BEF∵a=?32<0∴當(dāng)x=32時(shí),S△CBE有最大值27∴E3(3)∵y=x∴對稱軸為直線x=2,頂點(diǎn)坐標(biāo)為P(∴CP=2?0設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(2,m),則PM=m+1則m+1=2∴m=?1±25∴點(diǎn)M2,?1?25或2,?1+2若CP=CM=25,則4+∴m=7,∴點(diǎn)M(若PM=CM,如圖,過點(diǎn)C作CH⊥PM于H,
∴CH=2,PH=4,∵CH∴4+HM∴HM=3∴點(diǎn)M2,∴滿足條件的點(diǎn)M分別為M1(2,7),M22,?1?25,【點(diǎn)睛】本題綜合考查了二次函數(shù)的綜合,二次函數(shù)的最值,等腰三角形性質(zhì),用待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式,三角形的面積等知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用,綜合性比較強(qiáng).【變式1-1】(2023春·廣西貴港·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,拋物線y=ax2+3x+ca≠0與x軸交于點(diǎn)A?2,0和點(diǎn)B,與y軸交于點(diǎn)C0,8,點(diǎn)P為直線BC上方拋物線上的動(dòng)點(diǎn),連接CP,PB,直線
(1)求拋物線的解析式;(2)求△BCP的面積最大值;(3)點(diǎn)M是拋物線的對稱軸l上一動(dòng)點(diǎn).是否存在點(diǎn)M,使得△BEM為等腰三角形?若存在,求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)y=?(2)△BCP的面積最大值為32(3)存在,M點(diǎn)坐標(biāo)為3,0或3,?5或3,52+5【分析】(1)根據(jù)待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式即可;(2)先求出直線BC的解析式,過點(diǎn)P作PG∥y軸交BC于G,設(shè)Pt,?12(3)分三種情況進(jìn)行討論:當(dāng)BE=BM時(shí);當(dāng)BE=EM時(shí);當(dāng)BM=EM時(shí);進(jìn)而得出答案.【詳解】(1)解:將A?2,0,C0,8代入∴4a?6+c=0c=8解得a=?1∴y=?1(2)令y=0,則?1解得x=?2或x=8,∴B8,0設(shè)直線BC的解析式為y=kx+b,∴b=88k+b=0解得k=?1b=8∴y=?x+8,過點(diǎn)P作PG∥y軸交BC于
設(shè)Pt,?12∴PG=?1∴S△CBP∴當(dāng)t=4時(shí),△BCP的面積有最大值,最大值為32;(3)①存在點(diǎn)M,使得△BEM為等腰三角形,理由如下:∵y=?1∴拋物線的對稱軸為直線x=3,∴E3,5,設(shè)M∴BE=52,BM=25+m當(dāng)BE=BM時(shí),52解得m=5(舍)或m=?5,∴M3,?5當(dāng)BE=EM時(shí),52解得m=52+5或∴M3,52+5當(dāng)BM=EM時(shí),25+m解得m=0,∴M3,0綜上所述:M點(diǎn)坐標(biāo)為3,0或3,?5或3,52+5或【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)綜合,待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,二次函數(shù)綜合-面積問題以及特殊三角形問題,熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)是解本題的關(guān)鍵.【變式1-2】(2023春·山西晉城·九年級(jí)??计谀┤鐖D1,拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于A?1,0,B4,0兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,頂點(diǎn)為D.點(diǎn)P是直線BC上方拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作PE⊥x軸于點(diǎn)E
(1)求拋物線的表達(dá)式;(2)求線段PQ的最大值;(3)如圖2,過點(diǎn)P作x軸的平行線交y軸于點(diǎn)M,連接QM.是否存在點(diǎn)P,使得△PQM為等腰三角形?若存在,請直接寫出點(diǎn)P的橫坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)y=?(2)3(3)存在一點(diǎn)P,當(dāng)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為83時(shí),△PQM【分析】(1)利用待定系數(shù)法求解即可;(2)先求出點(diǎn)C的坐標(biāo),進(jìn)而求出直線BC的解析式,設(shè)Pm,?34(3)先證明PQ⊥PM,則當(dāng)△PQM為等腰三角形,只存在PM=PQ這一種情況,設(shè)Pn,?34【詳解】(1)解:把A?1,0,B4,0代入y=ax∴a=?3∴拋物線解析式為y=?3(2)解:設(shè)直線BC的解析式為y=kx+b在y=?34x2+∴C0把C0,3,B4,0代入∴k=?3∴直線BC的解析式為y=?3設(shè)Pm,?∴PQ=?=?=?=?3∵?3∴當(dāng)m=2時(shí),PQ有最大值,最大值為3;(3)解:∵PQ⊥x軸,PM∥x軸,∴PQ⊥PM,∴當(dāng)△PQM為等腰三角形,只存在PM=PQ這一種情況,設(shè)Pn,?同理可得PQ=?3又∵PM=n,∴?3解得n=83或∴存在一點(diǎn)P,當(dāng)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為83時(shí),△PQM【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,待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,等腰三角形的定義等等,熟知二次函數(shù)的相關(guān)知識(shí)是解題的關(guān)鍵.【變式1-3】(2023?沙坪壩區(qū)校級(jí)模擬)如圖1,拋物線y=ax2+bx+2(a≠0)交x軸于點(diǎn)A(﹣1,0),點(diǎn)B(4,0),交y軸于點(diǎn)C.連接BC,過點(diǎn)A作AD∥BC交拋物線于點(diǎn)D(異于點(diǎn)A).(1)求拋物線的表達(dá)式;(2)點(diǎn)P是直線BC上方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作PE∥y軸,交AD于點(diǎn)E,過點(diǎn)E作EG⊥BC于點(diǎn)G,連接PG.求△PEG面積的最大值及此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)如圖2,將拋物線y=ax2+bx+2(a≠0)水平向右平移32個(gè)單位,得到新拋物線y1,在y1的對稱軸上確定一點(diǎn)M,使得△BDM是以BD為腰的等腰三角形,請寫出所有符合條件的點(diǎn)M【分析】(1)用待定系數(shù)法直接可得拋物線的函數(shù)表達(dá)式;(2)過點(diǎn)G作GH⊥PE于H,根據(jù)勾股定理的逆定理可得△ABC是直角三角形,∠ACB=90°,則AC⊥BC,由EG⊥BC得AC=BG,根據(jù)等角的余角相等得∠ACO=∠GEH,證明△ACO≌△GEH,可得GH=AO=1,用待定系數(shù)法求出直線BC為y=?12x+2,根據(jù)AD∥BC得直線AD為y=?12x?12,設(shè)P(m,?12m2+32m+2),則E(m,?12m(3)求出點(diǎn)D的坐標(biāo)D(5,﹣3),設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(3,t),可得BD2=(5﹣4)2+32=10,BM2=(4﹣3)2+t2=1+t2,MD2=(5﹣3)2+(t+3)2=t2+6t+13,分兩種情況:①當(dāng)BD=BM時(shí),②當(dāng)BD=MD時(shí),根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)即可求解.【解答】解:(1)把A(﹣1,0),B(4,0)代入拋物線y=ax2+bx+2得:16a+4b+2=0a?b+2=0,解得a=?∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y=?12x2(2)過點(diǎn)G作GH⊥PE于H,∵拋物線y=?12x2∴C(0,2),∵A(﹣1,0),B(4,0),∴AB=5,AC=12+22∴AB2=AC2+BC2,∴△ABC是直角三角形,∠ACB=90°,∴AC⊥BC,∵AD∥BC,EG⊥BC,∴AC=BG=5∵PE∥y軸,∴∠OCG=∠EFG,∵∠ACO+∠OCG=90°,∠GEH+∠EFG=90°,∴∠ACO=∠GEH,∵∠AOC=∠GHE=90°,∴△ACO≌△GEH(AAS),∴GH=AO=1,設(shè)直線BC為y=kx+n,將C(0,2),B(4,0)代入得:4k+n=0n=2,解得k=?∴直線BC為y=?1∵AD∥BC,A(﹣1,0),∴直線AD為y=?12x設(shè)P(m,?12m2+32m+2),則E(m,∴PE=?12m2+2m∴△PEG面積為12PE?GH=?14m2+m+∵?1∴m=2時(shí),△PEG面積的最大值為94此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,3);(3)∵拋物線y=?12x2+32x+2=?12(x?32)2∴y1的對稱軸為x=3,聯(lián)立直線AD為y=?12x?12,拋物線y=?12x2∴D(5,﹣3),設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(3,t),∴BD2=(5﹣4)2+32=10,BM2=(4﹣3)2+t2=1+t2,MD2=(5﹣3)2+(t+3)2=t2+6t+13,①當(dāng)BD=BM時(shí),∴BD2=BM2,∴1+t2=10,∴t=±3,∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為(3,3)或(3,﹣3),∵點(diǎn)(3,3)與B,D共線,∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為(3,﹣3);②當(dāng)BD=MD時(shí),∴BD2=MD2,∴t2+6t+13=10,∴t=﹣3±6,∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為(3,﹣3+6)或(3,﹣3?綜上所述,點(diǎn)M的坐標(biāo)為(3,﹣3)或(3,﹣3+6)或(3,﹣3?【題型2二次函數(shù)中直角三角形的存在性問題】【例2】(2023春·四川廣安·九年級(jí)??计谥校┤鐖D,已知拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)經(jīng)過點(diǎn)A(?3,2),B(0,?2),其對稱軸為直線x=52,C(0,12
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;(2)試在線段AD下方的拋物線上求一點(diǎn)E,使得△ADE的面積最大,并求出最大面積;(3)在拋物線的對稱軸上是否存在一點(diǎn)F,使得△ADF是直角三角形?如果存在,求點(diǎn)F的坐標(biāo);如果不存在,請說明理由.【答案】(1)y=1(2)E(1,?223),△ADE的面積S(3)存在,點(diǎn)F的坐標(biāo)為F(52,13)或(52【分析】(1)根據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo),運(yùn)用待定系數(shù)法,建立方程組求解;(2)運(yùn)用待定系數(shù)法,確定直線AD解析式為y=?12x+12,聯(lián)立二次函數(shù)解析式,求解得D(5,?2),過點(diǎn)E作EF⊥x軸,交AD于點(diǎn)G,設(shè)E(m,16m2?5(3)存在.設(shè)點(diǎn)F(52,n),則AF2=n2?4n+1374;D【詳解】(1)解:由題意,c=?29a?3b?2=2?∴y=1(2)解:設(shè)直線AD的解析式為y=kx+p(k≠0),則?3k+p=2p=1∴直線AD解析式為y=?1聯(lián)立直線與拋物線解析式,得y=?12x+1∴D(5,?2)過點(diǎn)E作EF⊥x軸,交AD于點(diǎn)G,設(shè)E(m,16m2△ADE的面積S=∴S=?∴當(dāng)m=1時(shí),?3<m<5,△ADE的面積有最大值102此時(shí),16∴E(1,?22
(3)解:存在.設(shè)點(diǎn)F(5AFDFAD①若∠FAD=90°,則DF∴n2+∴F(5
②若∠FDA=90°,則AF∴n2?4n+∴F(5
③若∠DFA=90°,則AD∴n2解得,n=±∴F(52
綜上,點(diǎn)F的坐標(biāo)為F(52,13)或(52【點(diǎn)睛】本題考查待定系數(shù)法確定函數(shù)解析式,函數(shù)圖象交點(diǎn)與方程組的聯(lián)系,勾股定理,二次函數(shù)的性質(zhì);根據(jù)勾股定理建立方程是解題的關(guān)鍵.【變式2-1】(2023春·遼寧盤錦·九年級(jí)??计谥校┤鐖D,已知直線y=x+3與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B,拋物線y=?x2+bx+c經(jīng)過A、B兩點(diǎn),與x軸交于另一個(gè)點(diǎn)C,對稱軸與直線AB交于點(diǎn)E
(1)求拋物線的解析式;(2)在第三象限內(nèi),F(xiàn)為拋物線上一點(diǎn),以A、E、F為頂點(diǎn)的三角形面積為3,求點(diǎn)F的橫坐標(biāo);(3)點(diǎn)P是對稱軸上的一動(dòng)點(diǎn),是否存在某一點(diǎn)P使P、B、C為頂點(diǎn)的三角形是以BC為直角邊的直角三角形?若存在,請直接寫出所有符合條件的P點(diǎn)坐標(biāo);不存在,說明理由.【答案】(1)y=?(2)?3?(3)存在,?1,83【分析】(1)先由直線AB的解析式為y=x+3,求出它與x軸的交點(diǎn)A,與y軸的交點(diǎn)B的坐標(biāo),再將A,B兩點(diǎn)坐標(biāo)代入y=?x(2)設(shè)第三象限內(nèi)的點(diǎn)F的坐標(biāo)為m,?m2+2m+3,運(yùn)用配方法求出拋物線的對稱軸和頂點(diǎn)D的坐標(biāo),再設(shè)拋物線的對稱軸與x軸交于點(diǎn)G,連接FG,再根據(jù)S△AEF=S△AEG(3)設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為?1,n,先由B,C兩點(diǎn)坐標(biāo)運(yùn)用勾股定理求出BC,再分兩種情況討論:①若∠PBC=90°,根據(jù)勾股定理列出關(guān)于n的方程,求出n值,得出P點(diǎn)坐標(biāo);②若∠BCP=90°,同①可求出對應(yīng)的P點(diǎn)坐標(biāo),進(jìn)而得出結(jié)果.【詳解】(1)∵y=x+3與x軸的交點(diǎn)A,與y軸的交點(diǎn)B的坐標(biāo),∴當(dāng)y=0時(shí),x=?3,即點(diǎn)A的坐標(biāo)為?3,0,當(dāng)x=0時(shí),y=3,即點(diǎn)B的坐標(biāo)為0,3,將A?3,0,B0,3代入得?9?3b+c=0c=3∴b=?2∴拋物線的解析式為y=?(2)如圖1,設(shè)第三象限內(nèi)的點(diǎn)F的坐標(biāo)為m,?m
則m<0,?m∵y=?x∴對稱軸為直線x=?1,頂點(diǎn)D設(shè)拋物線的對稱軸與軸交于點(diǎn)G,連接FG,則G?1,0,AG=2∵直線AB的解析式為y=x+3,∴當(dāng)x=?1∴E點(diǎn)坐標(biāo)為?1,2.∵S==∴以A、E、F為頂點(diǎn)的三角形面積為3時(shí),m2解得:m1=?3?當(dāng)m=?3??=?=?3+m+3=m=∴點(diǎn)F的坐標(biāo)為?3?21(3)設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為?1,n,∵B0,3,∴B分兩種情況①如圖2,
若∠PBC=90°,則PB2+B∴n=8∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為?1,8②如圖3,
若∠BCP=90°,則BC2∴n=?∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為?1,?2綜上所述,P點(diǎn)坐標(biāo)為?1,83或【點(diǎn)睛】本題主要考查了二次函數(shù)的綜合題型,運(yùn)用待定系數(shù)法求拋物線的解析式,函數(shù)圖像上的點(diǎn)的坐標(biāo)特征,拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)和三角形面積的求法,直角三角形性質(zhì)和勾股定理,其中利用面積的和差表示出S△AEF【變式2-2】(2023春·廣東梅州·九年級(jí)校考期中)已知二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象經(jīng)過A(?2,5),B(?1,0),與x(1)求這個(gè)二次函數(shù)的解析式;(2)點(diǎn)P直線AC下方拋物線上的一動(dòng)點(diǎn),求△PAC面積的最大值;(3)在拋物線對稱軸上是否存在點(diǎn)Q,使△ACQ是直角三角形?若存在,直接寫出點(diǎn)Q的坐標(biāo),若不存在,請說明理由.【答案】(1)二次函數(shù)的解析式為y(2)S(3)存在,Q1(1,8),Q2(1,?2)【分析】(1)直接把點(diǎn)A(?2,5),B(?1,0)代入y=x2+bx+c,求出b、c的值即可得出拋物線的解析式;(2)先求出點(diǎn)C的坐標(biāo),根據(jù)S△PAC=1(3)設(shè)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(1,y),然后分三種情況討論:①∠QAC=90°;②∠QCA=90°;③∠CQA=90°.由勾股定理得到關(guān)于y的方程,解方程求出y的值即可.【詳解】(1)解:將A(?2,5),B(?1,0)代入y=得4?2b+c=5解得b=?2c=?3∴二次函數(shù)的解析式為y(2)將y=0代入y=x2?∴點(diǎn)C(3,0)∵點(diǎn)P直線AC下方拋物線上的一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作PE⊥x軸交AC于點(diǎn)E,如圖所示:
則S由A(?2,5),C(3,0)得直線AC的解析式為:y=?x+3∴設(shè)P(x,x2∴xPE=y∴S∵x=?b將x=12代入S△PAC(3)解:存在,Q1(1,8),Q2(1,?2)∵y=x∴對稱軸是直線x=1.∵A(?2,5),C(3,0),∴AC設(shè)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(1,y),分三種情況:①如果∠QAC=90°,那么QA則1+22+y?5所以點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(1,8);②如果∠QCA=90°,那么QC則1?32+y?0所以點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(1,?2);③如果∠CQA=90°,那么QC則1?32+y?02+所以點(diǎn)Q的坐標(biāo)為Q(1,?1)或Q(1,6).綜上所述,所求點(diǎn)Q的坐標(biāo)為Q1(1,8),Q2(1,?2),【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的綜合問題,主要利用了待定系數(shù)法求二次函數(shù)、一次函數(shù)的解析式,三角形的面積,二次函數(shù)的性質(zhì),勾股定理等知識(shí).熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.【變式2-3】(2023春·甘肅金昌·九年級(jí)統(tǒng)考期中)平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=a(x?1)2+92與x軸交于A,B(4,0)(1)求拋物線的解析式,并直接寫出點(diǎn)A,C的坐標(biāo);(2)在拋物線的對稱軸上是否存在點(diǎn)P,使△BCP是直角三角形?若存在,請直接寫出點(diǎn)P的坐標(biāo),若不存在,請說明理由;(3)如圖,點(diǎn)M是直線BC上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接AM,OM,是否存在點(diǎn)M使AM+OM最小,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=?12(x?1)2+92,(2)存在,P(1,5),(1,?3),(1,2+7),(1,2?7)(3)存在,M(85,125【分析】(1)將B(4,0)代入y=a(x?1)2+(2)根據(jù)題意y=?12(x?1)2+92,對稱軸為直線x=1,設(shè)P1,n,根據(jù)勾股定理BC2=(3)存在點(diǎn)M使AM+OM最小,作O點(diǎn)關(guān)于BC的對稱點(diǎn)Q,連接AQ交BC于點(diǎn)M,連接BQ,求得直線AQ的解析式y(tǒng)=23x+43【詳解】(1)解:將B(4,0)代入y=a(x?1)即0=9a+92,解得:∴y=?1令x=0,則y=?1令y=0,則?1解得:x1A(?2,0),C(0,4)(2)解:存在點(diǎn)P,∵y=?12(x?1)設(shè)P1,n∵B(4,0),C(0,4),∴BC2=4①當(dāng)∠BCP=90°時(shí),BP∴4?12+n2=32解得:n=5②當(dāng)∠CBP=90°時(shí),PC∴12+4?n2=4?1解得:n=?3③當(dāng)∠BPC=90°時(shí),BC32=4?12+n2解得:n=2?7或n=2+綜上所述:P(1,5),(1,?3),(1,2+7),(1,2?7)(3)存在點(diǎn)M使AM+OM最小,理由如下:作O點(diǎn)關(guān)于BC的對稱點(diǎn)Q,連接AQ交BC于點(diǎn)M,連接BQ,由對稱性可知,OM=QM,∴AM+OM=AM+QM≥AQ,當(dāng)A、M、Q三點(diǎn)共線時(shí),AM+OM有最小值,∵B(4,0),C(0,4),∴OB=OC,∴∠CBO=45°,由對稱性可知∠QBM=45°,∴BQ⊥BO,∴Q(4,4),設(shè)直線AQ的解析式為y=kx+b,∴?2k+b=04k+b=4解得k=2∴直線AQ的解析式y(tǒng)=2設(shè)直線BC的解析式為y=mx+4,∴4m+4=0,∴m=?1,∴直線BC的解析式為y=?x+4,聯(lián)立方程組y=?x+4y=解得x=8∴M(85,125【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)綜合運(yùn)用,待定系數(shù)求解析式,勾股定理,軸對稱的性質(zhì)求線段長的最值問題,熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.【題型3二次函數(shù)中等腰直角三角形的存在性問題】【例3】(2023春·山西陽泉·九年級(jí)統(tǒng)考期末)綜合與探究:在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx?2與x軸交于點(diǎn)A?1,0和點(diǎn)B4,0,與y軸交于點(diǎn)C,過動(dòng)點(diǎn)D0,m作平行于x軸的直線l,直線l與拋物線
(1)求拋物線的表達(dá)式;(2)求m的取值范圍;(3)直線l上是否存在一點(diǎn)P,使得△BCP是以BC為直角邊的等腰直角三角形?若存在,求m的值;若不存在,請說明理由.【答案】(1)y=1(2)m>?25(3)存在,2或4.【分析】(1)把點(diǎn)A?1,0和點(diǎn)B4,0代入(2)將拋物線解析式化成頂點(diǎn)式,求得y的最小值為?258.由直線l與拋物線有兩個(gè)交點(diǎn),即可得出(3)分兩種情況:①當(dāng)∠BCP=90°,BC=PC時(shí),②如圖,當(dāng)∠CBP=90°,BC=BP時(shí),分別求解即可.【詳解】(1)解:∵拋物線y=ax2+bx?2經(jīng)過點(diǎn)A∴a?b?2=0,解得a=∴拋物線的表達(dá)式為y=1(2)解:y=1∴y的最小值為?25∵直線l與拋物線有兩個(gè)交點(diǎn),∴m>?25(3)解:存在.當(dāng)x=0時(shí),y=1∴點(diǎn)C的坐標(biāo)為0,?2.①如圖,當(dāng)∠BCP=90°,BC=PC時(shí),過點(diǎn)P作PG⊥y軸于G,∴∠BOC=∠CGP=90°.∵∠BCO+∠PCG=90°,∠GPC+∠PCG=90°,∴∠BCO=∠CPG.
在△BCO和△CPG中,∠BOC=∠CGP,∴△BCO≌△CPG.∴CG=BO=4.∵CO=2,∴m=OG=4?2=2.延長PC至P′使得CP′易得,此時(shí)m=?6.(不合題意,舍去)②如圖,當(dāng)∠CBP=90°,BC=BP時(shí),過點(diǎn)P作PM⊥x軸于M,
∵∠BOC=∠BMP=90°,∠BCO+∠OBC=90°,∠PBM+∠OBC=90°,∴∠BCO=∠PBM.∴△BCO≌△PBM.∴PM=BO=4.∴m=PM=4.延長PB,使得BP′=BP同理可得,m=?4.(不合題意,舍去)綜上所述,直線l上存在一點(diǎn)P,使得△BCP是以BC為直角邊的等腰直角三角形.m的值為2或4.【點(diǎn)睛】本題屬二次函數(shù)綜合題目,主要考查了用待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,二次函數(shù)圖象性質(zhì),二次函數(shù)圖象與直線交點(diǎn)問題,全等三角形判定與性質(zhì),等腰直角三角形性質(zhì),屬中考??荚囶}目,要求學(xué)生熟練掌握相關(guān)性質(zhì)并能靈活運(yùn)用是解題的關(guān)鍵,注意(3)問要分類討論,以免漏解.【變式3-1】(2023春·福建漳州·九年級(jí)校考期中)如圖①,已知拋物線y=ax2+bx+3的圖象經(jīng)過點(diǎn)B1,0,與y軸交于點(diǎn)A,其對稱軸為直線l:x=2,過點(diǎn)A作AC∥x軸交拋物線于點(diǎn)C,∠AOB的角平分線交線段AC于點(diǎn)(1)求拋物線的解析式;(2)若動(dòng)點(diǎn)P在直線OE下方的拋物線上,連接PE、PO,當(dāng)m為何值時(shí),四邊形AOPE面積最大,并求出其最大值;(3)如圖②,F(xiàn)是拋物線的對稱軸l上的一點(diǎn),在拋物線上是否存在點(diǎn)P使△POF成為以點(diǎn)P為直角頂點(diǎn)的等腰直角三角形?若存在,直接寫出所有符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)y=(2)當(dāng)m=52時(shí),四邊形AOPE面積最大,最大值為(3)P點(diǎn)的坐標(biāo)為:P1(3+52,1?52),P2(3?52,1+52),P3(5+【分析】(1)根據(jù)對稱軸可得x=?b2a=2(2)設(shè)P(m,m2?4m+3),根據(jù)OE的解析式表示點(diǎn)G的坐標(biāo),表示PG(3)存在四種情況:如圖3,作輔助線,構(gòu)建全等三角形,證明△OMP≌△PNF,根據(jù)OM=PN列方程可得點(diǎn)P的坐標(biāo);同理可得其他圖形中點(diǎn)P的坐標(biāo).【詳解】(1)解:依題意,x=?b∴b=?4a,∴拋物線解析式為y=ax將點(diǎn)B1,0代入得解得:a=1,∴拋物線的解析式;y=x(2)如圖2,設(shè)P(m,∵OE平分∠AOB,∠∴∠∴△AOE是等腰直角三角形,∴AE=OA=3,∴E(3,3),設(shè)直線OE的解析式為y=kx,∴3=3k,解得:k=1,則直線OE的解析式為:y=x,過P作PG∥y軸,交OE于點(diǎn)∴G(m,m),∴PG=m?(m∴S=12×3×3+12=92+12=?32m2+15=32m?52∵?32<0∴當(dāng)m=52時(shí),S有最大值是75(3)如圖3,過P作MN⊥y軸,交y軸于M,交l于N,∵△OPF是等腰直角三角形,且OP=PF,∵∠OMP=∠OPF=∠FNP=90°∴∠MOP=90°?∠OPM=∠NPF∴△OMP≌△PNF,∴OM=PN,∵P(m,m則?m解得:m=5+52∴P的坐標(biāo)為(5+52,1+52)或(5?52如圖4,過P作MN⊥x軸于N,過F作FM⊥MN于M,連接PF.同理得△ONP≌△PMF,∴PN=FM,則?m解得:x=3+52P的坐標(biāo)為(3+52,1?52)或(3?綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)是:P1(3+52,1?52),P2(3?52,1+52),P3(5+5【點(diǎn)睛】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(yīng)用,相似三角形的判定與性質(zhì)以及解一元二次方程的方法,解第(2)問時(shí)需要運(yùn)用配方法,解第(3)問時(shí)需要運(yùn)用分類討論思想和方程的思想解決問題.【變式3-2】(2023春·湖南湘西·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,直線y=?x+3交x軸于點(diǎn)B,交y軸于點(diǎn)C,直線AD交x軸于點(diǎn)A,交y軸于點(diǎn)D,交直線BC于點(diǎn)E?12(1)求直線AD解析式;(2)點(diǎn)P從B點(diǎn)出發(fā)沿線段BA方向以1個(gè)單位/秒的速度向終點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)(點(diǎn)P不與A,B兩點(diǎn)重合),設(shè)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,則是否存在t,使得△AEP為等腰直角三角形?若存在,請求出t的值,若不存在,請說明理由;(3)在(2)的條件下,點(diǎn)P出發(fā)的同時(shí),點(diǎn)Q從C點(diǎn)出發(fā)沿射線CO方向運(yùn)動(dòng),當(dāng)點(diǎn)P到達(dá)終點(diǎn)時(shí),點(diǎn)Q也停止運(yùn)動(dòng),連接AQ,PQ,設(shè)△APQ的面積為S,S與t的函數(shù)關(guān)系式為S=32t2?12t+【答案】(1)y=x+4(2)存在t=72使得(3)a=?32【分析】(1)先求出點(diǎn)C的坐標(biāo),再根據(jù)CD=1求出點(diǎn)D的坐標(biāo),再根據(jù)點(diǎn)D和點(diǎn)E的坐標(biāo)利用待定系數(shù)法求解即可;(2)先求出點(diǎn)A和點(diǎn)B的坐標(biāo),得到OA=OD=4,則∠OAD=45°,推出當(dāng)△AEP為等腰直角三角形時(shí),只存在∠APE=90°或∠AEP=90°兩種情況,當(dāng)∠APE=90°時(shí),此時(shí)EP⊥AP,即EP⊥x軸,當(dāng)∠AEP=90°時(shí),則點(diǎn)E在線段AP的中垂線上,則此時(shí)點(diǎn)A和點(diǎn)P關(guān)于直線x=?1(3)將3,12代入S=at?1t?7中即可求出a的值;再根據(jù)當(dāng)1<t<7時(shí),S是關(guān)于t的二次函數(shù),利用二次函數(shù)的對稱性得到當(dāng)t=4時(shí),S有最大值,最大值為272,進(jìn)而求出AP=3【詳解】(1)解:當(dāng)x=0時(shí),y=?x+3=3,∴點(diǎn)C的坐標(biāo)為0,∵CD=1,∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為0,設(shè)直線AD的解析式為y=kx+b,∴?1∴k=1b=4∴直線AD的解析式為y=x+4;(2)解:當(dāng)y=?x+3=0時(shí),x=3,∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為3,當(dāng)y=x+4=0時(shí),x=?4,∴A?4∴OA=OD=4,又∵∠AOD=90°,∴∠OAD=45°,∴當(dāng)△AEP為等腰直角三角形時(shí),只存在∠APE=90°或∠AEP=90°兩種情況,當(dāng)∠APE=90°時(shí),此時(shí)EP⊥AP,即EP⊥x軸,∵E?∴P?∴BP=3??∴t=7當(dāng)∠AEP=90°時(shí),則點(diǎn)E在線段AP的中垂線上,∴此時(shí)點(diǎn)A和點(diǎn)P關(guān)于直線x=?1∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為3,0(舍去,此時(shí)點(diǎn)P與點(diǎn)綜上所述,存在t=72使得(3)解:將3,12代入S=at?1∴a=?3∵當(dāng)1<t<7時(shí),S=?32t?1t?7,即∴由對稱性可知,當(dāng)t=1+72=4時(shí),∴BP=4,∴AP=3??4∵S△APQ∴12∴OQ=9,∴AQ=O【點(diǎn)睛】本題主要考查了一次函數(shù)與幾何綜合,二次函數(shù)的性質(zhì),勾股定理等等,正確理解題意并讀懂函數(shù)圖象是解題的關(guān)鍵.【變式3-3】(2023春·北京通州·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,拋物線y1=ax2?2x+c的圖象與x軸交點(diǎn)為A和B,與y軸交點(diǎn)為D0,3,與直線(1)求拋物線的解析式;(2)在直線y2=?x?3上是否存在一點(diǎn)M,使得△ABM是等腰直角三角形,如果存在,求出點(diǎn)(3)若點(diǎn)E是x軸上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),把點(diǎn)E向下平移4個(gè)單位長度得到點(diǎn)F,點(diǎn)F向右平移4個(gè)單位長度得到點(diǎn)G,點(diǎn)G向上平移4個(gè)單位長度得到點(diǎn)H,若四邊形EFGH與拋物線有公共點(diǎn),請直接寫出點(diǎn)E的橫坐標(biāo)xE【答案】(1)y=?(2)存在,M(3)?2【分析】(1)先求得A?3,0,然后將A?3,0,D0,3(2)設(shè)Mm,?m?3,根據(jù)△ABM(3)設(shè)點(diǎn)E的橫坐標(biāo)xE,分別求出,F(xiàn)xE,?4,GxE+4,?4,HxE+4,0,當(dāng)F【詳解】(1)解:由y=?x?3得,y=0時(shí),x=?3,∴A?3,0∵拋物線y=ax2?2x+c經(jīng)過A?3,0∴9a+6+c=0c=3,解得∴拋物線的解析式為y=?x(2)解:由y=?x2?2x+3,令y=0解得:x1∴B1,0∵A?3,0∴AB=4,∵M(jìn)是直線y2=?x?3上的點(diǎn),設(shè)當(dāng)AB為斜邊時(shí),BM=2∴m?12解得:m1∴M當(dāng)AB為直角時(shí),BM=2∴m?1解得:m1∴M綜上所述,存在M(3)解:∵點(diǎn)E的橫坐標(biāo)xE∴Ex由題可知,F(xiàn)xE,?4,當(dāng)F點(diǎn)在拋物線上時(shí),?x解得xE=?1+22當(dāng)G點(diǎn)在拋物線上時(shí),?(解得xE=?5+22∴?22?5<x【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),熟練掌握二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),正方形的性質(zhì),數(shù)形結(jié)合解題是關(guān)鍵.【題型4二次函數(shù)中全等三角形的存在性問題】【例4】(2023·陜西咸陽·統(tǒng)考三模)如圖,拋物線y=14x2?2x+3與x軸交于A、B兩點(diǎn),拋物線的頂點(diǎn)為C,對稱軸為直線l,l
(1)求點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo);(2)點(diǎn)P是拋物線上的動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作PM⊥y軸于點(diǎn)M,點(diǎn)N在y軸上,且點(diǎn)N在點(diǎn)M上方,是否存在這樣的點(diǎn)P、N,使得以點(diǎn)P、M、N為頂點(diǎn)的三角形與△BCD全等,若存在,請求出點(diǎn)P、N的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)A2,0,B6,0(2)存在,P12,0、N10,1或P2?2,8、N20,9【分析】(1)根據(jù)題意,令y=0,解方程即可得到A2,0,B6,0,將一般式化為頂點(diǎn)式即可得到定點(diǎn)坐標(biāo)(2)作出圖形,根據(jù)題意,要求以點(diǎn)P、M、N為頂點(diǎn)的三角形與△BCD全等,找出等邊或者等角,分類討論:①PM與BD是對應(yīng)邊;②PM與CD是對應(yīng)邊,列方程求解即可得到答案.【詳解】(1)解:∵拋物線y=14x2?2x+3與x∴令y=0,則14x2?2x+3=0,解得∴A2,0,B∵拋物線y=1∴C4,?1(2)解:如圖所示:
∵C4,?1∴對稱軸l:x=4,∴l(xiāng)交x軸于點(diǎn)D2,0,則CD=1,BD=2根據(jù)題意可得∠CDB=∠PMN=90°,若以點(diǎn)P、M、N為頂點(diǎn)的三角形與△BCD全等,則點(diǎn)M與點(diǎn)D是對應(yīng)點(diǎn),設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為m,14m①當(dāng)PM與BD是對應(yīng)邊時(shí),則PM=BD=2,MN=DC=1,即m=2∴m=2或?2,當(dāng)m=2時(shí),14當(dāng)m=?2時(shí),14∴P12,0、N10,1,②當(dāng)PM與CD是對應(yīng)邊時(shí),則PM=CD=1,MN=BD=2,即m=1∴m=1或?1,當(dāng)m=1時(shí),14當(dāng)m=?1時(shí),14具體情況,如圖所示:
∴P31,54、N3綜上所述,存在這樣的點(diǎn)P、N,使得以點(diǎn)P、M、N為頂點(diǎn)的三角形與△BCD全等,點(diǎn)P、N的坐標(biāo)為P12,0、N10,1或P2?2,8、N20,9或【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)綜合,涉及二次函數(shù)圖像與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)坐標(biāo)、二次函數(shù)中三角形全等問題,熟練掌握二次函數(shù)圖像與性質(zhì),理解二次函數(shù)綜合問題的解法是解決問題的關(guān)鍵.【變式4-1】(2023·甘肅隴南·統(tǒng)考一模)如圖,拋物線y=x2+bx+c與x軸交于A?1,0,B兩點(diǎn),與
(1)求拋物線的函數(shù)解析式;(2)已知點(diǎn)Pm,n在拋物線上,當(dāng)?1≤m<3時(shí),直接寫出n(3)拋物線的對稱軸與x軸交于點(diǎn)M,點(diǎn)D坐標(biāo)為2,3,試問在該拋物線上是否存在點(diǎn)P,使△ABP與△ABD全等?若存在,請求出所有滿足條件的P點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)y(2)?4≤n≤0(3)存在,點(diǎn)P的坐標(biāo)為0,?3或2,?3【分析】(1)將A,C兩點(diǎn)的坐標(biāo)代入解析式可得拋物線的解析式;(2)根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)可求n的取值范圍;(3)在x軸上方的P不存在,點(diǎn)P只可能在x軸的下方,按照題意,分別求解即可.【詳解】(1)解:將A?1,0、C0,3代入拋物線c=?31?b+c=0解得:b=?2c=?3∴拋物線的函數(shù)解析式為:y=(2)令y=x解得:x=3或?1,即A?1,0、B∴拋物線的對稱軸為x=1,當(dāng)m=?1時(shí),n=(?1)當(dāng)m<3時(shí),函數(shù)的最小值為頂點(diǎn)縱坐標(biāo)的值:y=1?2?3=?4,故n的取值范圍為?4≤n≤0;(3)∵D(2,3)到x軸的距離為3,由圖象可知,
∵△ABP≌△ABD,則點(diǎn)P在x軸下方,點(diǎn)P到x軸的距離為3,(關(guān)于x軸對稱,或關(guān)于點(diǎn)M中心對稱),當(dāng)y=?3時(shí),x2解得:x=0或x=2,∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為0,?3或2,?3.【點(diǎn)睛】本題考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,熟練掌握是解題的關(guān)鍵.【變式4-2】(2023·陜西咸陽·統(tǒng)考三模)如圖,拋物線y=14x2?2x+3與x軸交于A,B兩點(diǎn),拋物線的頂點(diǎn)為C,對稱軸為直線l,l
(1)求點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo);(2)點(diǎn)P是拋物線上的動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作PM⊥y軸于點(diǎn)M,點(diǎn)N在y軸上,且點(diǎn)N在點(diǎn)M上方,是否存在這樣的點(diǎn)P、N,使得以點(diǎn)P、M、N為頂點(diǎn)的三角形與△BCD全等,若存在,請求出點(diǎn)P、N的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)A(2,0),(2)存在,點(diǎn)P和點(diǎn)N的坐標(biāo)分別為:P2,0,N0,1或P?2,8,N0,9或P1,【分析】(1)令y=0,得14x2?2x+3=0,解方程求出x的值,可得(2)分△PMN?△BDC和△PMN?△CDB兩種情況,依據(jù)全等三角形的性質(zhì)討論求解即可.【詳解】(1)對于y=14x2解得,x∵點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè),∴A(2,又y=∴C4,?1(2)由(1)知,A(2,0),∵l交x軸于點(diǎn)D∴D∴BD=2,CD=1,∵PM⊥y軸,∴∠PMN=∠BDC=90°,
分兩種情況討論:①當(dāng)△PMN?△BDC時(shí),PM=BD=2,MN=DC=1∴點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為2或?2;當(dāng)x=2時(shí),y=1∴P∴M∴N當(dāng)x=?2時(shí),y=1∴P∴M∵M(jìn)N=1,∴N②當(dāng)△PMN?△CDB時(shí),PM=CD=1,MN=BD=2,∴點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為1或?1;當(dāng)x=1時(shí),y=1∴P∴M∵M(jìn)N=2,∴N當(dāng)x=?1時(shí),y=1∴P∴M∴N綜上所述,點(diǎn)P和點(diǎn)N的坐標(biāo)分別為:P2,0,N0,1或P?2,8,N0,9或P1,【點(diǎn)睛】本題主要考查了二次函數(shù)圖象與性質(zhì),正確進(jìn)行分類討論是解答本題的關(guān)鍵.【變式4-3】(2023·內(nèi)蒙古通遼·統(tǒng)考中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)的頂點(diǎn)為B(2,1),且過點(diǎn)A(0,2),直線y=x與拋物線交于點(diǎn)D,E(點(diǎn)E在對稱軸的右側(cè)),拋物線的對稱軸交直線y=x于點(diǎn)C,交x軸于點(diǎn)G,EF⊥x軸,垂足為F,點(diǎn)P在拋物線上,且位于對稱軸的右側(cè),PQ⊥x軸,垂足為點(diǎn)Q,△PCQ為等邊三角形(1)求該拋物線的解析式;(2)求點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)求證:CE=EF;(4)連接PE,在x軸上點(diǎn)Q的右側(cè)是否存在一點(diǎn)M,使△CQM與△CPE全等?若存在,試求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.[注:3+22=(2【答案】(1)y=14(x?2)2+1;(2)(2+2【詳解】試題分析:根據(jù)拋物線的頂點(diǎn)是(2,1),因而設(shè)拋物線的表達(dá)式為y=a(x?2)2試題解析:(1)設(shè)拋物線的表達(dá)式為y=a(x?2)2解這個(gè)方程,得a=14,∴拋物線的表達(dá)式為y=14(2)將x=2代入y=x,得y=2
∴點(diǎn)C的坐標(biāo)為(2,2)即CG=2,∵△PCQ為等邊三角形∴∠CQP=60°,CQ=PQ,∵PQ⊥x軸,∴∠CQG=30°,∴CQ=4,GQ=23.∴OQ=2+23,PQ=4,將y=4代入y=14(x?2)2+1,得4=14解這個(gè)方程,得x1=2+23=OQ,x2=2﹣23∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2+23,4);(3)把y=x代入y=14(x?2)2+1,得x=14解這個(gè)方程,得x1=4+22,x2=4﹣22<2(不合題意,舍去)∴y=4+2∴點(diǎn)E的坐標(biāo)為(4+22,4+22)∴OE==4+42,又∵OC==22,∴CE=OE﹣OC=4+22,∴CE=EF;(4)不存在.如圖,假設(shè)x軸上存在一點(diǎn),使△CQM≌△CPE,則CM=CE,∠QCM=∠PCE∵∠QCP=60°,∴∠MCE=60°,又∵CE=EF,∴EM=EF,又∵點(diǎn)E為直線y=x上的點(diǎn),∴∠CEF=45°,∴點(diǎn)M與點(diǎn)F不重合.∵EF⊥x軸,這與“垂線段最短”矛盾,∴原假設(shè)錯(cuò)誤,滿足條件的點(diǎn)M不存在.考點(diǎn):二次函數(shù)綜合題【題型5二次函數(shù)中平行四邊形的存在性問題】【例5】(2023春·云南臨滄·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,拋物線y=ax2+bx?3與x軸交于A?1,0、B3,0
(1)求拋物線的解析式;(2)若點(diǎn)D是拋物線上的一點(diǎn),當(dāng)△ABD的面積為10時(shí),求點(diǎn)D的坐標(biāo);(3)點(diǎn)P是拋物線對稱軸上的一點(diǎn),在拋物線上是否存在一點(diǎn)Q,使得以B、C、P、Q為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,求出點(diǎn)Q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(2)點(diǎn)D的坐標(biāo)為4,5或?2,5(3)存在滿足條件的Q點(diǎn)的坐標(biāo)為2,?3或4,5或?2,5【分析】(1)利用待定系數(shù)法求解析式即可;(2)設(shè)點(diǎn)D的坐標(biāo)為x,x2?2x?3(3)分情況討論,當(dāng)BC為四邊形的對角線時(shí)或當(dāng)BC為邊時(shí),分別求解即可.【詳解】(1)將A?1,0、B3,0代入a?b?3=09a+3b?3=0解得:a=1b=?2∴拋物線的解析式為:y=(2)設(shè)點(diǎn)D的坐標(biāo)為x,x∵A?1,0、B∴AB=4,∴S△ABD即x2∴x2?2x?3=5或解得:x1=4,∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為4,5或?2,5;(3)拋物線y=x2假設(shè)存在,設(shè)Pxp,∴x分兩種情況討論:當(dāng)BC為四邊形的對角線時(shí),PB∥CQ,∴xB即2=x此時(shí)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為2,?3;②當(dāng)BC為邊時(shí),PQ∥BC,∴xQ?x解得:xQ=4或此時(shí)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為4,5或?2,5.綜上所述,存在滿足條件的Q點(diǎn)的坐標(biāo)為2,?3或4,5或?2,5.【點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)的綜合題,考查待定系數(shù)法求解析式,三角形面積問題,以及二次函數(shù)中平行四邊形存在問題,熟練掌握二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.【變式5-1】(2023春·山東東營·九年級(jí)??计谀┤鐖D,已知拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于A?1,0、B3,0兩點(diǎn),與y
(1)求拋物線的解析式;(2)若點(diǎn)P為線段BC上的一動(dòng)點(diǎn)(不與B、C重合),PM∥y軸,且PM交拋物線于點(diǎn)M,交x軸于點(diǎn)N,當(dāng)△BCM的面積最大時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)在(2)的條件下,當(dāng)△BCM的面積最大時(shí),點(diǎn)D是拋物線的對稱軸上的動(dòng)點(diǎn),在拋物線上是否存在點(diǎn)E,使得以A、P、D、E為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形?若存在,請直接寫出點(diǎn)E的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)
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