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专题 03 二次函数与几何图形
类型一:线段的最值问题
类型二:面积的最值问题
类型三:特殊三角形的存在性问题
类型四:平行四边形的存在性问题
类型五:角度问题
类型一:线段的最值问题
1.综合与探究
如图,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,点A的坐标为(﹣4,
0),且 OA=OC,E是线段OA上的一个动点,过点E作直线EF垂直于x轴交直线AC和抛物线分别
于点D、F.
(1)求抛物线的解析式.
(2)设点E的横坐标为m.当m为何值时,线段DF有最大值,并写出最大值为多少;
2.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B,与y轴交于点C(0,4),对5
称轴为直线x= .
2
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接BC,若点M是线段BC上一动点(不与B,C重合),过点M作MN∥y轴,交抛物
线于点N,连接ON,当MN的长度最大时,判断四边形OCMN的形状并说明理由;
3
3.如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴是直线x=− .
2已知点B(1,0),C(0,﹣2).
(1)求抛物线的解析式.
(2)E是线段AC上的一个动点,过点E作ED⊥x轴,延长DE交抛物线于点F,求线段EF的最大值
及此时点E的坐标.
4.如图,已知二次函数y=x2+bx+c经过A,B两点,BC⊥x轴于点C,且点A(﹣1,0),C(4,0),
AC=BC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点E是线段AB上一动点(不与A,B重合),过点E作x轴的垂线,交抛物线于点F,当线段EF
的长度最大时,求点E的坐标及S△ABF ;
5.如图所示,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴的两个交点分别
为A(﹣2,0),B(5,0),点C在抛物线上,且直线AC与x轴形成的夹角
为45°.(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点P为直线AC上方抛物线上的动点,求点P到直线AC距离的最大值;
6.如图1,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点,对称轴直
线x=2,已知经过B、C两点直线解析式为y=﹣x+5.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)如图 1,点 E 为直线 BC 上方抛物线上的一点,过点 E 作 EF⊥x 轴于 F,交 BC 于点 M,作
EG⊥BC于G.求△EGM周长的最大值,以及此时点E的坐标;
7.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点(A在B的左侧),与y轴交于点N,过A点的直线
l:y=kx+n与y轴交于点C,与抛物线y=﹣x2+bx+c的另一个交点为D,已知A(﹣1,0),D(5,﹣
6),P点为抛物线y=﹣x2+bx+c上一动点(不与A、D重合).(1)求抛物线和直线l的解析式;
(2)当点P在直线l上方的抛物线上时,过P点作PE∥x轴交直线l于点E,作PF∥y轴交直线l于点
F,求PE+PF的最大值;
类型二:面积的最值问题
1.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+8与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,直线y=x﹣t
过点B,与y轴交于点D,点C与点D关于x轴对称.点P是线段OB上一动点,过点P作x轴的垂线
交抛物线于点M,交直线BD于点N.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当△MDB的面积最大时,求点P的坐标;
5
2.如图,已知抛物线 y=ax2+bx+c 经过点 A(﹣3,2),B(0,﹣2),其对称轴为直线x= ,
2
1
C(0, )为y轴上一点,直线AC与抛物线交于另一点D.
2
(1)求抛物线的解析式;(2)试在线段AD下方的抛物线上求一点E,使得△ADE的面积最大,并求出最大面积;
3.如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A,B两点,点B的坐标为(❑√2,0),抛物线与y轴交于点C
3❑√2
(0,﹣2❑√2),对称轴为直线x=− ,连接AC,过点B作BE∥AC交抛物线于点E.
2
(1)求抛物线的解析式;
(2)点 P是线段 AC 下方抛物线上的一个动点,过点 P作PF∥y轴交直线 BE于点 F,过点 F作
FD⊥AC交直线AC于点D,连接PD,求△FDP面积的最大值及此时点P的坐标;
4.如图,在平面直角坐标系中,抛物线 y=ax2+bx+3经过A(﹣3,0)、B
(1,0)两点,其顶点为D,连接AD,点P是线段AD上一个动点(不与
A、D重合).
(1)求抛物线的函数解析式,并写出顶点D的坐标;(2)如图1,过点P作PE⊥y轴于点E.求△PAE面积S的最大值;
5.如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的两边OA,OC分别在x轴和y轴上,OA=3,OC=4,抛物
线y=ax2+bx+4经过点B,且与x轴交于点D(﹣1,0)和点E.
(1)求抛物线的表达式;
(2)若P是第一象限抛物线上的一个动点,连接 CP,PE,当四边形OCPE的面积最大时,求点P的
坐标,此时四边形OCPE的最大面积是多少;
6.如图所示,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点坐标为
C(3,6),并与y轴交于点B(0,3),点A是对称轴与x轴的交点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图①所示,P是抛物线上的一个动点,且位于第一象限,连接BP,AP,求△ABP的面积的最大值;
2
7.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y= x2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0),B(3,0)与y轴交于点
3
C.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点 P是直线 BC 下方抛物线上的任意一点,连接 PB,PC,以 PB,PC 为邻边作平行四边形
CPBD,求四边形CPBD面积的最大值;
类型三:特殊三角形的存在性问题
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1.如图,在平面直角坐标系中,直线y= x﹣1与抛物线y=− x2+bx+c相交于A,B两点,点A在x轴上,
2 12
点B的横坐标为﹣6,点P是抛物线上位于直线AB上方的一动点(不与点A,B重合).
(1)求该抛物线的解析式;(2)连接PA,PB,在点P运动的过程中,是否存在某一位置,使得△PAB恰好是一个以点P为直角顶
点的等腰直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
2.如图,已知二次函数的图象顶点在原点,且点(2,1)在二次函数的图象上,过点F(0,1)作x轴的
平行线交二次函数的图象于M、N两点.
(1)求二次函数的表达式;
(2)P为平面内一点,当△PMN是等边三角形时,求点P的坐标;
3.如图,抛物线y=ax2+2x+c与x轴交于A、B(3,0)两点,与y
轴交于点C(0,3).
(1)求该抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点Q,使得以A、C、Q为顶
点的三角形为直角三角形?若存在,试求出点 Q的坐标;若不存在,请说明理由.
1
4.如图,抛物线y=− x2+mx+n与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点D,
2
已知A(﹣1,0),C(0,2).
(1)求抛物线的表达式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△PCD是以CD为腰的等腰三角形?如果存在,直接写出P
点的坐标;如果不存在,请说明理由;
(3)点E是线段BC上的一个动点,过点E作x轴的垂线与抛物线相交于点F,当点E运动到什么位置
时,四边形CDBF的面积最大?求出四边形CDBF的最大面积及此时E点的坐标.
5.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+2x+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴
交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求直线AC的解析式;(3)试探究:在抛物线上是否存在一点P,使△APC是以AC为直角边的直角三角形?若存在,请求出
符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由;
6.如图,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,点A的坐标为(2,0),点C的坐标为(0,
1
3),它的对称轴是直线x=− .
2
(1)求抛物线的解析式;
(2)M是线段AB上的任意一点,当△MBC为等腰三角形时,求M点的坐标;(3)一动点P在线段BC上方(不与点B,C重合)的抛物线上运动,是否存在点P,使得△PBC的面
积最大,若存在,求出点P的坐标,并求出△PBC面积的最大值;如不存在,请说明理由.
类型四:平行四边形的存在性问题
1.如图,抛物线y=ax2+6x+c交x轴于点A、B,交y轴于点C,直线y=x﹣5
经过B、C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)过点A的直线交直线BC于点M,当AM⊥BC时,过抛物线上一动点P(不与B,C重合),作直线AM的平行线交直线BC于点Q,若以点A、M、P、Q为顶点的四边形是
平行四边形,求点P的横坐标;
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2.如图,直线y=− x+4与x轴交于点C,与y轴交于点B,抛物线y=ax2+ x+c经过B、C两点.
3 3
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,点E是直线BC上方抛物线上的一动点,当△BEC面积最大时,请求出点E的坐标;
(3)在(2)的结论下,过点E作y轴的平行线交直线BC于点M,连接AM,点Q是抛物线对称轴上
的动点,在抛物线上是否存在点P,使得以P、Q、A、M为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,请
直接写出点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
3.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B(2,0)两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C
(0,8).
(1)求该抛物线的解析式;
(2)点D为抛物线的顶点,则△ACD的面积为 ;
(3)点P是坐标平面内一点,是否存在以A、B、C、P为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
4.如图,在直角坐标系中,已知点B的坐标为(﹣2,0),且OA=OC=8,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)
的图象经过A,B,C三点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)若点P是直线AC下方的抛物线上的一个动点,作PD⊥AC于点
D,当PD的值最大时,求此时点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,E为AC直线上一动点,F为对称轴上一动点,当A,P,E,F四个点为顶点的四边形为平行四边形时,求E点的坐标.
5.如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与一直线相交于A(﹣1,0),C(2,3)两点,与y轴交于点N.其
顶点为D.
(1)抛物线及直线AC的函数关系式;
(2)设点M(3,m),求使MN+MD的值最小时m的值;
(3)若抛物线的对称轴与直线AC相交于点B,E为直线AC上的任意
一点,过点E作EF∥BD交抛物线于点F,以B,D,E,F为顶点的四
边形能否为平行四边形?若能,求点E的坐标;若不能,请说明理由.6.如图,抛物线y=ax2+bx﹣6与x轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C,OA=2,OB=4,直线l是抛
物线的对称轴,在直线l右侧的抛物线上有一动点D,连接AD,BD,BC,CD.
(1)求抛物线的函数表达式;
9
(2)若点D在x轴的下方,当△BCD的面积是 时,求△ABD的面
2
积;
(3)在(2)的条件下,点M是x轴上一点,点N是抛物线上一动点,
是否存在点N,使得以点B,D,M,N为顶点,以BD为一边的四边形是平行四边形,若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
类型五:角度问题
1.如图,在平面直角坐标系xOy中,直线y=kx+3分别交x轴、y轴于A,B两点,经过A,B两点的抛物
线y=﹣x2+bx+c与x轴的正半轴相交于点C(1,0).
(1)求抛物线的解析式;
(2)若P为线段AB上一点,∠APO=∠ACB,求AP的长;2.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2﹣2ax+c与x轴交于A、B两点,与y轴负半轴交于点C,且
AB=4,OB=OC.
(1)求抛物线解析式;
(2)在直线x=2上是否存在点M,使∠BMA=2∠MAB?若存在,求M点坐标;
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3.如图,在平面直角坐标系中,直线y= x+2与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线y=− x2+bx+c经
2 2
过A、C两点,与x轴的另一交点为点B.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点D为直线AC上方抛物线上一动点;
S
1
①连接BC、CD,设直线BD交线段AC于点E,△CDE的面积为S ,△BCE的面积为S ,求 的最大
1 2 S
2
值;②过点D作DF⊥AC,垂足为点F,连接CD,是否存在点D,使得△CDF中的某个角恰好等于∠BAC
的2倍?若存在,求点D的横坐标;若不存在,请说明理由.
4.如图,直线y=﹣x+3与x轴、y轴分别交于B、C两点,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点B、C,与x轴另
一交点为A,顶点为D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在x轴上找一点E,使EC+ED的值最小,求EC+ED的最小 值;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点 P,使得∠APB=
∠OCB?若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理由.