文档内容
压轴题 06 二次函数中四种角度问题
目录
解题知识必备................................................................................................................1
压轴题型讲练................................................................................................................2
题型一、角相等问题....................................................................................................2
题型二、二倍角关系问题............................................................................................9
题型三、两角和与差问题..........................................................................................21
题型四、特殊角问题..................................................................................................34
压轴能力测评(11题).............................................................................................43
1、角的数量关系处理的一般方法如下:
(1)证等角:常运用等腰三角形两底角相等,等角的余角相等,等角的补角相等、全等三角形
和相似三角形的对应角相等及两角的锐角三角函数值相等,等等;
(2)证二倍角:常构造辅助圆,利用圆周角定理;
(3)证和差角:常旋转、翻折、平移构造角.
2.特殊角问题处理的一般方法如下:
(1)运用三角函数值;
(2)遇45°构造等腰直角三角形;
(3)遇30°,60°构造等边三角形;
(4)遇90°构造直角三角形.
一、角相等问题
对于二次函数中的角相等问题,首选方法是利用等角的三角比解决问题(利用一线三等角模型或者拆分特
殊角来发现等角),其次选择利用相似三角形中的比例线段解决问题。
二次函数中的角相等问题比较灵活,在遇到具体问题时具体分析,合理构造等角,解决问题。
二、二倍角关系问题
对于平面直角坐标系中的二倍角问题,往往将其转化成等角问题。对于等角问题,往往有以下解决路径:
等角的构造方法
(1)将等角转化在一个三角形中,利用等腰三角形两边相等,借助距离公式解决;
(2)用等角的三角比相等,构造直角三角形,寻找比例关系;;
(3)利用角的和差关系,寻找等角,而等角存在两个相似三角形中,往往是子母三角形,利用比例线段
构建数量关系;
(4)利用角平分线的相关性质定理。
二倍角的构造方法如图,已知∠α,我们可以利用等腰三角形和外角定理去构造 2α ,在BC边上找一点D,使得BD=AD,
则∠ADC=2α
.
这样我们就构造出了二倍角,接下来利用三角函数(一般用正切)计算就可以了
题型一:角相等问题
【例1】.(23-24九年级上·浙江宁波·期末)如图,二次函数 的图象与x轴交于A、B两点,
与y轴交于点C,连结 , .
(1)求点A和点C的坐标.
(2)若在第一象限的二次函数图象上存在点D,使 ,求点D的坐标.
【答案】(1) ,
(2)
【分析】(1)当 时, ,计算求解,进而可求A(−2,0),当 时, ,则
C(0,−3).
(2)如图,设 与x轴交于点E,则 , ,待定系数法求直线 的函数表达
式为 .令 ,计算求解,进而可求点 坐标.
【详解】(1)解:当 时, ,
解得, , ,A(−2,0), ;
当 时, ,
C(0,−3).
(2)解:如图,设 与x轴交于点E,
∵ , , ,
∴ ,
∴ ,即 ,
设直线 的函数表达式为 .
将C(0,−3) 代入得, ,
解得, ,
直线 的函数表达式为 .
令 ,
解得, , ,
当 时, ,即 .
【点睛】本题考查了二次函数与坐标轴的交点,全等三角形的判定与性质,一次函数解析式,二次函数与
角度综合等知识.熟练掌握二次函数与坐标轴的交点,全等三角形的判定与性质,一次函数解析式,二次
函数与角度综合是解题的关键.
【变式1】.(23-24九年级上·陕西西安·期末)抛物线 经过 ,B(4,0)两点,若D是
抛物线上的一点,满足 ,求点D的坐标.【答案】点D的坐标为 或
【分析】本题考查了二次函数图象上点的坐标特征,等腰三角形的判定,勾股定理;利用函数值相等的点
关于对称轴对称得出D点坐标是解题关键.分点P在 左侧与右侧两种情况,即可得D点坐标.
【详解】解:如图,
当点D在 左侧时,
由 ,得 ,
D与P关于y轴对称, ,
得 ;
当点D在 右侧时,延长 交x轴于点G.
作 于点H,则 , .
,
.设 ,则 , .
在 中,由 ,得 .
∴点 .
∴直线 的解析式为 ,
解方程组 得 或 .
,
.
∴点D的坐标为 或 .
【变式2】.(23-24九年级上·陕西西安·期末)已知抛物线 经过点 , ,与y
轴的交点为C.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点P是该抛物线上一点,且位于其对称轴m右侧,对称轴m与x轴交于点M,过点P作 轴,
垂足为N.若 ,求出点P的坐标.
【答案】(1)
(2) 或
【分析】本题主要考查了二次函数综合,一次函数与几何综合,
(1)运用待定系数法解题即可;
(2)先求出对称轴是直线 ,得到 ,再求出 ,进而得到直线 解析式为 ,
如图所示,当点P在x轴下方且在对称轴右侧时,由可得 ,则 ,进而得到直线
的解析式为 ,联立 解得 或 (舍去)则点P的坐
标为 ;由对称性可知,直线 与抛物线对称轴右侧的交点也满足题意,同理可
得点P的坐标为 .
【详解】(1)解:把A(−2,0),B(4,0)代入 得: ,解得 ,
抛物线的函数表达式为 ;
(2)解:∵抛物线解析式为 ,
抛物线 的对称轴是直线 ,
∴ ,
在 中,令 得 ,
,
设直线 解析式为 ,
∴ ,
∴ ,
∴直线 解析式为 ,
如图所示,当点P在x轴下方且在对称轴右侧时,
∵ ,
∴ ,
∴直线 的解析式为 ,
联立 解得 或 (舍去)
∴点P的坐标为 ;
由对称性可知,直线 与抛物线对称轴右侧的交点也满足题意,
联立 解得 或 (舍去),
∴点P的坐标为 ;
综上所述,点P的坐标为 或 .【变式3】.(23-24九年级上·四川南充·期末)如图,经过点 的抛物线与 轴交于 两点,
与 轴交于点 .
(1)求抛物线的解析式;
(2)点 在抛物线上, ,求点 的坐标;
(3)如果 是抛物线第一象限上动点,(2)中确定的点 与 分别在直线 两侧,点 在射
线 上.当四边形 面积最大时,求 的值.
【答案】(1)抛物线解析式为
(2)点 的坐标为 ,或
(3)
【分析】(1)待定系数法求解析式即可求解;
(2)点 关于对称轴 的对称点 符合.取 关于 轴的对称点 .射线 与抛
物线的交点 也符合.设 为 .将 代入,得出射线 为 .联立抛
物线解析式得出点 的坐标,即可求解;
(3)由(2)得, ,则 ,为定值.则 的最大值由 确定.作 轴于
,与直线 交于 .设 ,则 .表示出 根据二次函数的性质得
出当 时,得出最大值,进而将 代入 ,即可求解.【详解】(1)∵ 在 轴,
∴可设抛物线为 .
将 代入,
得
解得
∴抛物线解析式为 .
(2)∵ ,
∴抛物线对称轴为 .
点 关于对称轴 的对称点 符合.
取 关于 轴的对称点 .
射线 与抛物线的交点 也符合.
设 为 .将 代入,
得
解得 .
∴射线 为 .
由 ,
得 .解得 ,或 .
当 时, .
综上,点 的坐标为 ,或 .
(3)∵(2)中确定的点 与 分别在直线CD的两侧,∴点 的坐标为 ,
∵ ,
,即 ,为定值.
∴ 的最大值由 确定.
由(2)可知,射线 为 ,
∵
∴直线 为 .
∵抛物线对称轴为x=2,与 轴的一个交点 ,
∴另一个交点 .
作 轴于 ,与直线 交于 .
设 ,则 .
则 .
∴
.
当 时, 取最大值.
将 代入 ,得 .
【点睛】本题考查了二次函数综合问题,待定系数法求解析式,角度问题,面积问题,熟练掌握二次函数
的性质是解题的关键.
题型二:二倍角关系问题【例2】.(22-23九年级上·湖北黄石·期末)抛物线 与坐标轴分别交于A,B,C三点,
P是第一象限内抛物线上的一点.
(1)直接写出A,B,C三点的坐标为A______,B______,C______;
(2)连接 ,若 ,求点P的坐标;
(3)连接 ,是否存在点P,使得 ,若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理
由.
【答案】(1) , ,
(2)点P的坐标为
(3)点P的坐标为
【分析】(1)令 ,则 ,令 ,则 ,所以 或 ,由此可得结论;
(2)连接 ,设 ,则 ,列出方程求出m的值,进而
可以解决问题;
(3)在 的延长线上截取 ,连接 ,过点B作 轴,交 于点E,连接 ,求出直线
的解析式为: ,直线 的解析式为: ,联立方程组即可解决问题.
【详解】(1)解:令 ,则 ,
令 ,则 ,
解得: 或 ,
∴ .
故答案为: ;(2)解:如图,连接 ,
设 ,
P是第一象限内抛物线上的一点,
,
则 ,
,
,
,
,
,即 ,
解得: 或 (舍去),
当 时, ,
∴点P的坐标为 ;
(3)解:存在点P使得 ,理由如下:
如图2,在 的延长线上截取 ,连接 ,过点B作 轴,交 于点E,连接 ,在 中,
,
,
,
,
轴,
,
,
.
设直线 的解析式为: ,
则 ,
解得: ,
∴直线 的解析式为: ,
令 ,则 ,
,
,
设直线 的解析式为: ,
则 ,解得: ,
∴直线 的解析式为: ,
联立: ,
解得: (舍去)或 ,
∴点P的坐标为 .
【点睛】此题是二次函数综合题,考查待定系数法求一次函数,面积问题,角度的存在性等相关内容,解
本题(3)的关键是正确画出辅助线,确定点P的坐标.
【变式1】.(23-24九年级上·安徽合肥·期末)平面直角坐标系中,点O是坐标原点,抛物线与y轴交于
,与x轴交于B、C两点(C在B的右侧),顶点坐标为 .
(1)求抛物线解析式;
(2)点 是抛物线上一动点,且位于直线 的上方,过点 作 的垂线交 于点 ,求 长度的最大
值;
(3)在直线 上是否存在点G,使得 ?若存在,请求出点G的坐标;若不存在,请说明
理由.
【答案】(1)二次函数的解析式为 ;
(2) 的最大值为 ;
(3)点 的坐标为: 或 .【分析】本题为二次函数综合题,涉及到二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,等腰
三角形的性质,分类讨论是解题的关键.
(1)根据顶点坐标为 ,设二次函数的顶点式为 ,由题意,将 代入解析式得,
,即可求解;
(2)作 轴交 于点 , 是等腰直角三角形,当 最大时, 最大,求得 关于m
的二次函数,根据二次函数的性质即可求解;
(3)当 ,则 ,即 ,进而求解.
【详解】(1)解: 顶点坐标为 ,
设二次函数的顶点式为 ,
抛物线与 轴交于 ,
,
解得, .
二次函数的解析式为 ;
(2)解:令 ,
.
或3.
抛物线与 轴的交点 , .
由 , 得,直线 为 .
作 轴交 于点 ,
设 ,则 ,
∵直线 与 轴夹角 ,
∴ 是等腰直角三角形,当 最大时, 最大.
,
∵ ,∴ 有最大值,最大值为 ,
∴ 的最大值为 ;
(3)解:存在,理由:
如图,当 ,
则 ,
即 ,
由点 、 的坐标得,直线 的表达式为: ,
设点 的坐标为: ,
当 时,
即 ,
解得: ,
则点 ;
当点 在点 的上方时,
则 ,设点 ,
则 ,
解得: (舍去)或 ,
则点 ,
综上,点 的坐标为: 或 .
【变式2】.(22-23九年级下·湖北恩施·期中)已知抛物线 的顶点坐标为 ,与 轴交
于点 和点 ,与 轴交于点 ,点 为第二象限内抛物线上的动点.(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接 交 于点 ,当 时,请求出点 的坐标;
(3)如图2,点 的坐标为 ,点 为 轴负半轴上的一点, ,连接 ,若
,请求出点 的坐标;
(4)M是平面内一点,将 绕点 逆时针旋转 后,得到 ,若 的两个顶点恰好落在
抛物线上,请求点 的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4) 或
【分析】(1)待定系数法求解析式即可求解;
(2)根据抛物线解析式求得 的坐标,进而得出 ,根据 得出则点 到
轴的距离为 ,即可得出点 的坐标;
(3)设直线 交 轴于点 ,求得直线 的表达式为 ,联立 并解得
(舍去正值),即可求解.
(4)依题意, 轴, 轴.当点 在抛物线上时,设点 的横坐标为 ,则点 的横坐
标为 .得出点 ,当点 , 在抛物线上时,同理可得 .
【详解】(1)解:∵抛物线 的顶点坐标为 ,
∴解得: ,
∴ ;
(2)令 ,得 .
解得: .
∴
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴
过点 作 轴于点 ,
∴点 到 轴的距离为 ,
∵ ,则 ,
∴点 ;
(3)设直线 交 轴于点 ,
∵ , ,
∴ ,
∴ .
则直线 的表达式为联立
解得 (舍去正值).
故点
(4)∵ 绕点 逆时针旋转 ,
∴ 轴, 轴.
如图1,当点 在抛物线上时,
设点 的横坐标为 ,则点 的横坐标为 .
∴
解得 ,则点
如图2,当点 , 在抛物线上时,
设点 的横坐标为 ,则点 的横坐标为 ,
点 的纵坐标比点 的纵坐标大 ,
∴
解得 .
则点
∴点 的坐标为 或
【点睛】本题考查了二次函数综合问题,面积问题,旋转的性质,等腰直角三角形的性质与判定,角度问
题,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
【变式3】.(23-24九年级上·广东珠海·期中)在平面直角坐标系中,直线 与 轴交于点 ,与轴交于点 ,二次函数 的图象经过B,C两点,且与 轴的负半轴交于点 ,动点
在二次函数图象上,过点 作 平行于 轴,交直线BC于点 .
(1)求二次函数的表达式;
(2)若以M、D、O、C为顶点的四边形是平行四边形,求点 的坐标;
(3)根据图象,直接写出不等式 的解集________.若 的横坐标在此范围内时,且
,直接写出点 的坐标为_______.
【答案】(1)二次函数的表达式为
(2) 或 或
(3) ;
【分析】(1)运用待定系数法即可求解;
(2)设 ,则 ,根据平行四边形的性质得出 ,然后列出方程
求解即可;
(3)结合函数图象即可确定不等式的解集;作点 关于 轴的对称点 ,连接 ,过点 作
交抛物线与点 ,利用轴对称的性质得出 ,再由待定系数法确定直线 的解析式为
,联立求解即可.
【详解】(1)解:∵直线 与 轴交于点 ,与 轴交于点 ,
∴令 时, ;令 时, ;
∴ , ,
∵二次函数 的图像经过 两点,且与 轴的负半轴交于点 ,∴ ,
解得 ,
∴二次函数的表达式为 ;
(2)由(1)得 ,
∴ ,
∵ 轴即 ,
∵以M、D、O、C为顶点的四边形是平行四边形,
∴ ,
设 ,则 ,
∴ ,
解得: , , ,
∴ , , ,
∴点M的坐标为: 或 或 ;
(3)由图象得一次函数 与 的交点为点 , ,
∴当一次函数位于二次函数上方时,即 ,
此时 ,
如图所示,作点 关于 轴的对称点 ,连接 ,过点 作 交抛物线与点 ,
∴ , ,
∴ ,则点 为所求点,∵ ,
∴ ,
设直线 的解析式为 ,且 ,
∴ ,解得, ,
∴直线 的解析式为 ,
∵ ,
∴设 所在直线的解析为 ,
∴ ,
∴直线 的解析式为 ,
∵直线 与抛物线 交于点 ,
∴联立方程组得 ,解得, 或 ,
∵动点 在直线 下方的二次函数图像上,即点 的横坐标 的范围为: ,
∴ 不符合题意,舍去,
∴当 时,点 的坐标为 ;
故答案为: ; .
【点睛】本题主要考查二次函数与几何图形的综合,掌握待定系数法求解析式的方法,二次函数图像的性
质,平行四边形的判定和性质,一次函数与二次函数的交点问题及轴对称的性质等,理解题意,作出相应
辅助线,综合运用这些知识点是解题关键.
题型三:两角和与差问题
【例3】.(23-24九年级上·重庆九龙坡·期末)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线 与轴交于 两点,与 轴交于点 .
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点 是直线 上方抛物线上的一动点,过点 作 轴的平行线 交直线 于点 ,过点
作 轴的平行线 交直线 于点 ,求 面积的最大值及此时点 的坐标;
(3)如图2,连接 ,抛物线上是否存在点 ,使 ?若存在,请直接写出点 的
坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线的解析式为:
(2) 面积的最大值是: ,此时点 的坐标为:
(3)点 的坐标是: 或
【分析】(1)用待定系数法,将点 ,点 坐标代入 ,即可求解,
(2)首先确定 的形状,再由 , ,确定 的形状,由三角形面积公式可得,
当 最大时, 面积的取最大值,设点 坐标为: ,则点 坐标为: ,可
得出 关于 的表达式,根据一元二次方程极值,求出 的最大值后,即可求解,
(3)分点 在 上方和下方两种情况进行讨论,分别找到 的等角,与 拼接成 角,求出
对应的点 位置,即可求解.
【详解】(1)将点 ,点 代入 可得:
,解得: ,
故抛物线的解析式为: ,
(2)由 ,当 时, ,
点 坐标为:(0,3),
设直线 的解析式为
把 两点代入得: ,解得直线 解析式为: ,
,
, ,
, , ,
,
设点 坐标为: ,则点 坐标为: ,
,
当 时, 取最大值 ,此时点 坐标为: ,
,
故 面积的最大值是 及此时点 的坐标为: ,
(3)当点 在 上方时,作点 关于 轴的对称点 ,过点 作 交抛物线于点 ,
与 关于 轴对称,
,
又 ,
,
,
,
点 ,点 ,
同理可求直线 解析式为: ,
设直线 解析式为: ,将 代入,解得: ,
直线 解析式为: ,
联立抛物线与直线 解析式:解得: 或 ,
,
当点 在 下方时,
作点D(0,1),直线 与抛物线交于点 ,
点D(0,1),点 ,
1
直线 解析式为:y=− x+1,
3
, , ,
,
,
,
联立抛物线与直线 解析式:
解得: 或 ,
故答案为:点 的坐标是(2,3)或 .
【点睛】本题考查了二次函数的综合应用,待定系数法求二次函数解析式,二次函数的最值,解题的关键
是:
(1)熟练掌握待定系数法求二次函数解析式,
(2)用含字母的式子表示点坐标和相关线段的长度,熟练掌握求二次函数最值,
(3)通过平移、对称等方法,找到符合已知条件的点 的位置.
【变式1】.(23-24九年级上·福建福州·期中)如图,拋物线 与 轴交于 两点,与 轴
交于点 ,抛物线的对称轴是直线 ,已知点 .(1)求抛物线的解析式;
(2) 是线段 上的一个动点,过点 作 轴,延长 交抛物线于点 ,求线段 的最大值及此
时点 的坐标;
(3)在 轴上是否存在一点 ,使得 ?若存在,求点 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) ;
(2)最大值为2, 的坐标为 ;
(3)存在, 或 .
【分析】本题考查了二次函数综合题,解(1)的关键是待定系数法,解(2)的关键是得出二次函数,又
利用了二次函数的性质,解(3)的关键是利用了三角形的面积得出关于n的方程,以防遗漏;
(1)根据对称轴,利用待定系数法即可求解;
(2)根据对称轴得出点 坐标,由点 、 的坐标得直线 的解析式为 ,设点
,则点 ,进而求解;
(3)根据三角形的面积,可得关于 的方程,根据解方程,可得答案;
【详解】(1) 点 的坐标为
.
抛物线过点 ,对称轴是直线 ,
,
解得 ,抛物线的解析式为 .
(2) 抛物线对称轴为直线 ,点 的坐标为 ,
点 的坐标为 .
,
设直线 的解析式为 ,
,
解得 ,
直线 的解析式为 .
设点 ,
则点 ,
.
,
当 时,线段 的值最大,最大值为2,此时点 的坐标为 ;
(3)存在.
设点 ,
如图,过点 作 于点 ,连接 .
,,
.
,
.
由 的面积,得 ,
即 化简,得 ,
解得 (不符合题意,舍去),
.
设点 与点 关于原点 对称,则 ,
.
综上所述,点 的坐标为 或 .
【变式2】.(21-22九年级上·重庆·期末)如图1,在平而直角坐标系中,抛物线 ( 、 、
为常数, )的图像与 轴交于点 、 两点,与 轴交于点 ,且抛物线的对称轴为直线
.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在直线 上方的抛物线上有一动点 ,过点 作 轴,垂足为点 ,交直线 于点 ;是否
存在点 ,使得 取得最大值,若存在请求出它的最大值及点 的坐标;若不存在,请说明
理由;(3)如图2,若点 是抛物线上另一动点,且满足 ,请直接写出点 的坐标.
【答案】(1)
(2) ;
(3)P的坐标为: 或 .
【分析】(1)待定系数法求解析式即可;
(2)过点 作 于点 ,求得 ,直线 的解析式为 ,设
,点 在直线 上,则 ,进而求得 ,根据二次函数的性质求
得最值以及 的值,进而求得 的坐标;
(3)取点 ,连接 ,则 ,进而证明 ,根据 的解析式求得 的解析式,进
而联立抛物线解析式即可求得点 的坐标,当 时,记 与 轴的交点为 ,
也满足条件,证明 ,可得 ,求解 为 ,进而联立抛物线解析式即可求得
点 的坐标,.
【详解】(1)解: 抛物线的对称轴为直线 ,与 轴交于点 、 两点,与 轴交于点 ,
设抛物线的解析式为 ,将点 代入得
解得
抛物线的解析式为
即
(2)解:如图,过点 作 于点 ,设直线 的解析式为 ,将点 ,
代入得:
解得
直线 的解析式为
,
是等腰直角三角形
轴,
轴
在 中,
在直线 上方的抛物线上有一动点 ,设
点 在直线 上,则
,
即当 时, 的最大值为:
此时
即
(3)如图,取点 ,连接 ,则 ,又
设直线 的解析式为
则
解得
直线 的解析式为
设直线 的解析式为 ,过点
解得
直线 的解析式为
是抛物线上的一点,则 为直线 与抛物线的交点,则
解得 ,
当 时,记 与 轴的交点为 , 也满足条件,∵ , ,
∴ , ,
∴ ,而 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
设 为 ,
∴ ,解得: ,
∴ 为 ,
∴ ,解得: 或 ,
∴ ,
综上:P的坐标为: 或 .
【点睛】本题考查了二次函数综合,一次函数的平移问题,二次函数最值问题,掌握二次函数的图象的性
质与清晰的分类讨论是解题的关键.
【变式3】.(23-24九年级上·辽宁鞍山·期中)已知抛物线经过点 ,它的对称轴为直线 ,且函
数有最小值为 .P是抛物线上的一个动点,且横坐标为m.(1)求抛物线的解析式;
(2)若抛物线与x轴的交点为A,B(A在B左侧)与y轴的交点为C,P是抛物线上第四象限内的一个动点,
连接 , ,当 面积为 面积的三分之一时,求出此时点P的坐标;
(3)连接 ,是否存在点P,使得 ,若存在,直接写出m的值,若不存在,请说明理
由.
【答案】(1)
(2) 或
(3)存在, 或
【分析】(1)设抛物线的顶点式,运用待定系数法求解即得;
(2)过点P作 轴,交 于点D,先计算 ,再用含m的代数式表示 的长,进而列出方
程求解,即得点P的坐标;
(3)分两种情况求解,当 在 的内部时, 为 的平分线,设 交x轴于点E,过点E
作 于点H,设 ,求出 的长,并列方程即可求得点E的坐标,进而得到直线 的解析式,
从而求得m的值;当 在 的外部时,过点B作 轴,交 的延长线于点F,证明
,即可得到点F的坐标,进而求得 的解析式,从而求得m的值.
【详解】(1)由题意知抛物线的顶点为 ,
设 ,
将 代入得 ,
解得 ,
所以抛物线的解析式为 ,即 ;
(2)过点P作 轴,交 于点D,
令 ,得 , ,令 ,得 ,
解得 , ,
, ,
,
,
P点的横坐标为m,
,
设直线 的解析式为 ,
,
解得 ,
直线 的解析式为 ,
,
,
,
解得 , ,
当 时, , ,
当 时, , ,
点P的坐标为 或 ;(3)存在, 或 .
理由如下:
, ,
,
,
,
所以 存在两种情况:
①当 在 的内部时, 为 的平分线,
设 交x轴于点E,过点E作 于点H,
设 ,则 ,
,
是等腰直角三角形,
,
,
,
,
设直线 的解析式为 ,
,
解得 ,
直线 的解析式为 ,
解方程组 得 ,或 (舍去),
;
②当 在 的外部时,过点B作 轴,交 的延长线于点F,
, , ,
,
,
,
求得直线 的解析式为 ,解方程组 得 ,
,
或 .
【点睛】本题考查了用待定系数法求一次函数和二次函数的解析式,二次函数的面积问题,二次函数的角
度问题等知识,综合运用这些知识是解答本题的关键.
题型四:特殊角问题
【例4】.(23-24九年级上·江苏南通·期中)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线
与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,顶点为D,
.
(1)求a的值;
(2)点 与点 是抛物线上两个不重合的点,求 的值;
(3)点P是抛物线对称轴上一点,在直线BC上有且仅有一个点Q,使得 ,求点P的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】该题主要考查了二次函数综合问题,解题的关键是熟悉二次函数的性质,利用数形结合思想解答;
(1)根据题意得出 再由 且 即可求解;
(2)由(1)得抛物线的解析式为 ,将 和 代入解析式,将两式相加和相减即可
求得;
(3)设点P坐标为 ,根据题意可确定当 为 与对称轴交点时,可使得 根据 ,即可求解;
【详解】(1)令
则 ,
解得: ,
令 ,解得:
点A在点B的左侧,
∴ ,
∵
且
;
(2)由(1)得抛物线的解析式为 ,
将 和 代入解析式得:
,
两式相减可得: ,两式相加可得: ,
即 ,或 ,
将 代入 可得: ,
;
(3)由(1)得: 抛物线对称轴为 设点P坐标为 ,
∴ ,
则直线 方程: ,
设 点坐标 ,
, ,
可得,当 为 与对称轴交点时,可使得
,
点 的坐标为 .【变式1】.(23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末)(1)【建立模型】在数学课上,老师出示这样一个问题:
如图1,在 中, , ,直线l经过点C, , ,垂足分别为点D和
点E,求证: ,请你写出证明过程;
(2)【类比迁移】勤奋小组在这个模型的基础上,继续进行探究问题:如图2,在平面直角坐标系中,直
线 的图象与y轴交于点A,与x轴交于点C,将线段 绕点C顺时针旋转 得到线段 ,反
比例函数 的图象经过点B,请你求出反比例函数的解析式;
(3)【拓展延伸】创新小组受到勤奋小组的启发,结合抛物线的图象继续深入探究:如图3,一次函数
的图象与y轴交于点A,与x轴交于点C,创新小组的同学发现在第一象限的抛物线
的图象上存在一点P,连接 ,当 时,请你和创新小组的同学一起求出点P的
坐标.
【答案】(1)见解析;(2) ;(3)
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,待定系数法求函数解析式,解一元二次方程,一次函数与
反比例函数的综合问题,一次函数与二次函数的综合,
(1)直接根据角角边证明三角形全等即可;
(2)先求出A,C坐标,再得出点B的坐标,再利用待定系数法求解即可;
(3)过点C作 ,且 ,过点B作 轴,垂足为点E,连接 交抛物线于点P,求出
直线 的解析式,再与二次函数解析式联立,解方程即可;
熟练掌握知识点是解题的关键.
【详解】(1)证明:∵ ,∴ ,
∵ ,∴ ,
∴∵ , ,
∴
(2)∵ ,
∴当 时, ,当 时, , ,
∴A(0,3), ,
由(1)可知: ,
∴ , ,
∴ ,点B的坐标为
把 代入 得: ,解得 ,
∴反比例函数的解析式为:
(3)过点C作 ,且 ,过点B作 轴,垂足为点E,连接 交抛物线于点P,
∴ ,
由(2)可知A(0,3), ,
∴设直线 的解析式为 ,
∴ ,∴ ,
∴
∴ ,
解得: , (不合题意,舍去)
当 时, ,
∴【变式2】.(23-24九年级上·内蒙古乌兰察布·期中)如图,在平面直角坐标系中,抛物线
与 轴交于点 , 两点,与 轴交于点 , 是该抛物线的顶点.
(1)求 的值.
(2)判断 的形状,并说明理由.
(3)在抛物线对称轴上是否存在点 ,使 ?若存在,请求出符合条件的点 的坐标,若不存在,
请说明理由.
(4)在(3)的条件下,平面内是否存在点 ,使以 , , , 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,
请直接写出点 的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2) 是直角三角形
(3)存在,
(4)点 的坐标为 , ,
【分析】(1)把 代入 即可求解;
(2)先根据条件求出 , , ,进而求出 ,利用勾股定理逆定理即可验证;
(3)设 ,求出 ,利用勾股定理逆定理即可求解;
(4)分情况讨论:当 为对角线时,当 为对角线时,当 为对角线时,根据平行四边形的性质求
解即可.
【详解】(1)解:把 代入 得: ,
解得: ;
(2)解:由(1)得:抛物线解析式为: ,∴ , ,
∴ ,
令 ,即 ,解得: ,
∴ ,
由(1)得: ,
∴ ,
∴ , , ,
∵ ,
∴ 是直角三角形;
(3)解:存在;
由(2)得: , , ,
设 ,
∴ , ,
∵ ,
若 ,则 ,即 ,解得: ,
∴ ,
∴在抛物线对称轴上存在点 ,使 ;
(4)解:存在;
由题意得: , , ,
设 ,
当 为对角线时,则 , ,即 , ,解得: ,
,
∴ ;
当 为对角线时,则 , ,即 , ,解得:
,
∴ ;
当 为对角线时,则 , ,即 , ,解得:,
∴ ;
综上:点 的坐标为 , , ;
【点睛】本题是二次函数的综合题,考查了利用待定系数法求二次函数的解析式,平行四边形的性质,勾
股定理以及其逆定理,灵活运用所学知识是关键.
【变式3】.(23-24九年级上·广东东莞·期中)如图,已知抛物线 ( )与 轴相交于
点 ,与 轴分别交于点 和点A,且 .
(1)求抛物线解析式;
(2)抛物线上是否存在一点 ,使得 ,若存在,请求出点 坐标,若不存在,请说明理由;
(3)抛物线的对称轴交 轴于点 ,在 轴上是否存在一个点 ,使 的值最小,若存在,请求
出最小值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,点 坐标为 或
(3)存在,
【分析】(1)根据点 的坐标, 可求出点A的坐标,运用待定系数法即可求解;
(2)如图所示,过点 作 交 轴于点 ,交抛物线于点 ,作 关于 轴的对称点 ,作
交抛物线于 ,根据题意分别计算出直线 的解析式,根据直线与抛物线由交点,联立方程
组求解即可;
(3)如图所示,过点 作 于 ,过点 作 于 ,交 轴于点 ,根据点 的坐标
可得 是等腰直角三角形,由此可得 是等腰直角三角形,可得 ,当 运
动到 , 和 重合时, 的值最小,最小值是 ,根据抛物线的特点可得点 的坐标,
由此可求出 的长,根据等腰直角三角形的性质即可求解.
【详解】(1)解:∵ ,∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
将 , , 代入 得,
,解得, ,
∴抛物线的解析式为: .
(2)解:存在一点 ,使得 ,理由如下:
如图所示,过点 作 交 轴于点 ,交抛物线于点 ,作 关于 轴的对称点 ,作 交
抛物线于 ,
∵ ,
∴ ,即点 是满足题意的点,
∵ , ,
∴直线 的解析式为: ,
设直线 的解析式为: ,将 代入得: ,
∴ ,
∴直线 的解析式为: , ,
直线 与抛物线联立方程组得 ,解得, (与 重合,舍去)或 ,
∴ ,
∵ 关于 轴对称,
∴直线 的解析式为: ,
∴ , ,
∴ 是满足题意的点,
设直线 的解析式为: ,将 代入得: ,
∴ ,
∴直线 的解析式为: ,
直线 与抛物线联立方程组得 ,
解得, (与 重合,舍去)或 ,
∴ ,
综上所述,点 坐标为 或 .
(3)解:在 轴上存在一个点 ,使 的值最小,理由如下:
如图所示,过点 作 于 ,过点 作 于 ,交 轴于点 ,
∵ ,
∴抛物线的对称轴为直线 ,∴ ,
∵ , ,则 ,
∴ 是等腰直角三角形
∴ ,
∴ 是等腰直角三角形,
∴ ,
∴ 最小即是 最小,
∴当 运动到 , 和 重合时, 的值最小,最小值是 ,
∵ , ,
∴ 是等腰直角三角形,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,即 的最小值为 .
【点睛】本题主要考查二次函数与几何图形的综合,掌握待定系数法解二次函数解析式,几何图形的变换
特点,一次函数与二次函数联立方程组求解,等腰直角三角形的判定和性质等知识的综合运用是解题的关
键.
1.(23-24九年级上·山东济南·期末)如图,在平面直角坐标系 中,抛物线 与x轴交于
A、B两点,与y轴交于点C,对称轴为直线 ,点A的坐标为 .(1)该抛物线的表达式为 ;
(2)点P为抛物线上一点(不与点A重合),连接 .当 时,求点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,在对称轴上是否存在一点Q,将线段 绕点Q顺时针旋转 ,使点 恰好落在抛
物线上?若存在,求出Q点坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3) 或
【分析】(1)由对称轴为直线 ,点 的坐标为 ,得出 ,通过交点式得出函数关系式;
(2)设抛物线对称轴交x轴于点F,交 于点D,连接 并延长交 于 ,则可得 ,
,且得点D的坐标,证明 ,得D为 中点,由中点公式求出 的坐标,由待定系
数法求出直线 的关系式,与抛物线联立即可求出交点P的坐标;
(3)分 在 上方和下方两种情况,当 在 上方时,构造出 ,得 代入抛
物线即可,当 在 上方时,得出 .
【详解】(1)解: 对称轴为直线 ,点 的坐标为 ,
,
;
(2)解:设抛物线对称轴交x轴于点F,交 于点D,连接 并延长交 于 ,如图,
∵对称轴为直线 ,
∴ ,
, ,
∴ ;在 中,令 ,得 ,
∴ ,
,
,
∵ ,
,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴由勾股定理得: ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ , ,
, ,
∴ ,
∴ ,
由中点坐标公式得: ,
设直线 的关系式为: ,
把C、E两点坐标分别代入得: ,解得: ,
直线 的关系式为: ,
联立二次函数与一次函数解析式并消去y得: ,解得: (舍 , ,
当 时, ,
;
(3)解:存在;
点 旋转后的对应点为 ,作 对称轴于 , 对称轴于 ,
当 在 上方时,
则 ,设 ,
将线段 绕点 顺时针旋转 得线段 ,
∴ ,则 ,
又 ,
∴ ,
又 , ,
,
, , ,
,
恰好落在抛物线上,
,
解得 , (舍),
∴点Q的纵坐标为 ;,
当 在 上方时,作 对称轴于 ,
可知: 为等腰直角三角形,
∴ ,
∴点Q的纵坐标为 ,
,
综上: 或 .
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法求函数关系式,旋转的性质,等腰直角三角形的性质
以及运算能力等知识,用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,利用点的坐标的意义表示线段的长
度,从而求出线段之间的关系.
2.(23-24九年级上·福建福州·期中)抛物线 与x轴交于 ,B两点,与y轴交于点
C,抛物线的对称轴为直线 ,点D在抛物线上.
备用图
(1)求拋物线的解析式;
(2)如图,点D在 上方的抛物线上,当 的面积最大时,求点D的坐标;
(3)是否存在点D,使得 ?若存在,求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)
(3)存在, 或
【分析】(1)利用待定系数法列方程组求解抛物线的解析式即可;
(2)连接 ,过点D作 于点E,设 ,即可求得点C的坐标,即可求得 、
,再根据 确定关于面积的函数关系式,然后化为顶点式即可;
(3)分两种情况进行分析:当D在 上方时,当D在 下方时,分别画出相应图象,然后利用平行线
的性质及二次函数的性质求解即可
【详解】(1)解:∵ ,抛物线的对称轴为直线 ,
,
解得: ,
所以,抛物线的解析式为: ;
(2)解:如图:连接 ,过点D作 于点E,
,令 ,
解得 ,
∴ ,
设 ,
,
∵点D是 上方抛物线上的一个动点,
,,
令 ,则 ,
,
.
,
.
,
设
,
∴ ,
∴当 时,面积取得最大值,
此时 ,
的坐标为 ;
(3)解:存在点 ,使得 ,理由如下:
当D在 上方时,如图:
∵ ,
∴ ,
令 中, ,
即 ,
解得:x=0或 ,
∴ ;
当D在 下方时,设CD交x轴于K,如图:∵ ,
∴ ,
设 ,
∵ , ,
∴ ,
解得 ,
∴
设直线 的解析式为 ,将点 , 代入得:
,解得 ,
∴ ,
联立 ,
解得: 或 ,
∴
∴点D的坐标为 或 .
【点睛】本题考查了利用待定系数法求一次函数及二次函数的解析式,两个函数的交点问题,坐标与图形,
不规则图形面积的求法,采用数形结合的思想及正确作出辅助线是解决此题的关键.3.(23-24九年级上·福建福州·期中)如图,在平面直角坐标系中,抛物线 交x轴于 ,
两点,交y轴于点C.
(1)求二次函数解析式;
(2)如图1,若在x轴上方的抛物线上存在一点D,使得 ,求点D的坐标;
(3)如图2,平面上一点 ,过点E作任意一条直线交抛物线于P、Q两点,连接 、 ,分别交y
轴于M、N两点,则 与 的积是否为定值?若是,求出此定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)是定值,为2,理由见解析
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)过 作 交 于点 ,作 轴于点 ,证明 ,可得 ,用待定系数法
求出直线 的解析式,与抛物线联立解交点即可得出 的坐标;
(3)设直线 的解析式为 , , ,由直线 过点 ,可得其解析式为
,与抛物线联立得到 , ,作 轴于点 ,作 轴于点 ,
证明 ,可得 , ,代入计算 ,即可得出 是一个定
值.
【详解】(1)∵抛物线 交x轴于 , 两点,
∴
解得∴ ;
(2)∵
当 时, ,
∴点 ,
过 作 交 于点 ,作 轴于点 ,
,
,即 ,
,
,
,
, ,
,
, ,
,
设直线 的解析式为 ,
,
,
直线 的解析式为 ,
联立 ,
解得 (舍去),或 ,
;
(3)是定值,为2,理由:
过点 作一直线交抛物线于 、 两点,
设直线 的解析式为 , , ,,得 ,
直线 的解析式为 ①,
∵抛物线 ②,
∴联立①②得: ,
, ,
如图,作 轴于点 ,作 轴于点 ,
则 ,
,即 ,
,
同理, ,
,为定值.
【点睛】本题是二次函数综合题,考查二次函数的性质,用待定系数法求一次函数的解析式,相似三角形
的判定和性质,根和系数的关系等.解决(3)问的关键的是通过相似三角形用坐标表示出线段 ,
的长.
4.(23-24九年级上·辽宁大连·期中)如图,二次函数 的图象经过点 , ,且
与y轴交于点C,直线 与x轴、y轴交于点D、E,与二次函数图象交于点F,G.(1)求该二次函数的解析式.
(2)点M为该二次函数图象上一动点.
①若点M在图象上的C,F两点之间,求 的面积的最大值.
②若 ,求点M的坐标.
【答案】(1)
(2)① ;②点M的坐标为: 或
【分析】(1)由待定系数法即可求解;
(2)①由 的面积 ,即可求解;
②当点 在 上方时,若 ,则点 轴,即可求解;当点 在 下方时,
若 ,则 ,即可求解.
【详解】(1)将点 , 代入 中,得
解得 ,
∴该二次函数的解析式是 ;
(2)①如图1,过M作 轴, 轴,垂足为H、K,连OM,∵ ,当 时, ,
∴ ,
当 时, ,
∴
∴ ,
设
∴
∵ ,开口向下,当 时, 有最大值
②当点M在第三象限时,设ME交x轴于点N,如图2,∵ ,
∴ ,
设 ,则 ,
∵在 中, ,
∴ ,
解得 ,
∴ ,
设直线EN解析式为 ,把 代入得 ,
解得
∴
则
解得 (舍)
∴
∴
当点M在第二象限时,如图3,
∵ ,
∴ 轴,
当 时,
解得 (舍)∴
综上所述,点M的坐标为: 或
【点睛】本题为二次函数综合题,涉及到二次函数的图象性质、解直角三角形、面积的计算等,分类求解
是本题解题的关键.
5.(23-24九年级上·江苏苏州·期中)如图1,已知抛物线 顶点C的纵坐标是4,与x轴交于
A、O两点,经过点A的直线 经过 ,D为直线 上一动点.
(1) ______; ______;
(2)连接 ,当线段 与直线 夹角为 时,求点D的坐标.
(3)如图2,连接 ,线段 上是否存在点E,连接 ,当 时,线段 被x轴截得线
段比为 两部分,若存在,直接写出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) ,
(2)点D的坐标为 或
(3)存在,点E的坐标为 或
【分析】(1)将抛物线解析式改写成顶点式,根据顶点纵坐标可求得 ,再求出 ,利用待定
系数法即可求出k的值;
(2)当 时,证明 ,可得点 在 的垂直平分线上,然后可求点 的坐标;
当 时,证明 ,设 ,根据两点间距离公式列式求出t的值即可
得出答案;
(3)求出直线 的解析式为 ,设 ,其中 ,抛物线对称轴交直线 于G,交
x轴于点J,在x轴负半轴上取点 ,使 ,连接 , ,过点E作 ,交 于
D,交x轴于K,求出 可得 ,根据 ,利用勾股定理建立方程求出,运用待定系数法可得直线 的解析式为 ,进而可求得直线 的解析式,联立
两直线解析式求出 ,由线段 被x轴截得线段比为 两部分,得出
或 ,求出m即可解决问题.
【详解】(1)解:∵ ,顶点的纵坐标是4,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
令 ,即 ,
解得: , ,
∴ ,
把 , 代入 得: ,
解得: ,
故答案为: , ;
(2)∵线段 与直线的 夹角为 ,
∴ 或 ,
当 时,如图1,
∵ ,
∴ ,∴ ,
∴ ,
∴点 在 的垂直平分线上,
∵ ,
∴点 横坐标为 , ,
∴ ;
当 时,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
设 ,
∴ ,
解得: (舍去), ,
∴ ,
综上所述,点D的坐标为 或 ;
(3)存在;
由(1)得: ,
∴ ,
设直线 的解析式为 ,
代入 得: ,
解得: ,
∴直线 的解析式为 ,
∵点E是线段 上一点,∴设 ,其中 ,
如图2,设抛物线对称轴交直线 于G,交x轴于点J,在x轴负半轴上取点 ,使 ,连接
, ,过点E作 ,交 于D,交x轴于K,
∵ ,J是 中点,
∴G是 的中点,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∵ , , ,
∴ , , ,
在 中, ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
设直线 的解析式为 ,
代入 , 得: ,解得: ,
∴直线 的解析式为 ,
∵ , ,且 ,
∴设直线 的解析式为 ,
代入 得: ,
解得: ,
∴直线 的解析式为 ,
联立方程组得 ,
解得: ,
∴ ,
∵线段 被x轴截得线段比为 两部分,
∴ 或 ,
∴ 或 ,
∴ 或 ,
解得: 或 ,
∴点E的坐标为 或 .
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法的应用,一次函数和二次函数的图象与性质,直角三
角形斜边中线的性质,线段垂直平分线的性质,勾股定理,解一元二次方程,平行线分线段成比例等知识,
运用分类讨论思想和方程思想是解题关键.
6.(23-24九年级上·重庆九龙坡·期末)如图,抛物线 经过点 ,且交x轴于,B两点(点A在点B的左侧),交y轴于点C.
(1)求抛物线的解析式.
(2)如图1,过点D作 轴,垂足为M,点P在直线 下方抛物线上运动,过点P作 ,
,求 的最大值,以及此时点P的坐标.
(3)将原抛物线沿射线 方向平移 个单位长度,在平移后的抛物线上存在点G,使得 ,请
写出所有符合条件的点G的横坐标,并写出其中一个的求解过程.
【答案】(1)
(2) 最大值为 ,
(3) 或
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)求出直线 解析式为 ,证明 ,得到 ,再证明 是等腰直角三
角形,得到 ,则 ,设 ,则
, ,求出 , ,则
,利用二次函数的性质即可求出答案;
(3)求出 ,得到 ,进而推出将原抛物线沿射线 方向平移 个单位长度,相当于把
原抛物线向上平移 个单位长度,再向左平移1个单位长度,则平移后的抛物线解析式为
;如图所示,取点 ,连接 ,证明 是等腰直角三角形,且,得到 ,则 与抛物线 的交点即为点G,同理可得直线
的解析式为 ,联立 得 ,解得 或
(舍去),则点G的坐标为 ;同理当取点 时,可证明
是等腰直角三角形,且 ,则 ,同理可求出点G的坐标为 .
【详解】(1)解:把 , 代入 中得:
,
∴ ,
∴抛物线解析式为 ;
(2)解:设直线 解析式为 ,设 交于H,
∴ ,
∴ ,
∴直线 解析式为 ,
∵ 轴,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
又∵ ,
∴ 是等腰直角三角形,
∴ ,
∴ ,设 ,则 , ,
∴ , ,
∴
,
∵ ,
∴当 时, 有最大值,最大值为 ,
∴
∴
(3)解:∵抛物线 交y轴于点C.
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴将原抛物线沿射线 方向平移 个单位长度,相当于把原抛物线向上平移 个单位长度,再向左平移
1个单位长度,∵原抛物线解析式为 ,
∴平移后的抛物线解析式为 ;
如图所示,取点 ,连接 ,
∵ , ,
∴ , , ,
∴ ,
∴ 是等腰直角三角形,且 ,
∴ ,
∴ 与抛物线 的交点即为点G,
同理可得直线 的解析式为 ,
联立 得 ,
解得 或 (舍去),
∴点G的坐标为 ;
同理当取点 时,可证明 是等腰直角三角形,且 ,
∴ ,
∴ 与抛物线 的交点即为点G的位置,
同理可得直线 的解析式为 ,
连接 得 ,
解得 或 (舍去),
∴点G的坐标为 ;综上所述,点G的坐标为 或 .
【点睛】本题主要考查了二次函数综合,一次函数与几何综合,勾股定理,等腰直角三角形的性质与判定,
勾股定理得逆定理等等,通过构造等腰直角三角形得到45度的角是解题的关键.
7.(23-24九年级上·辽宁朝阳·期末)如图,抛物线 与x轴交于点A,点B,与y轴交于点
C,直线 经过点B,点C.
(1)试求抛物线的解析式;
(2)点P是直线 下方抛物线上一动点,当 的面积最大时,求点P的坐标;
(3)若M是抛物线上一点,且 ,请直接写出点M的坐标.
【答案】(1) ;
(2) ;
(3) 或 .
【分析】本题考查的二次函数综合运用,涉及到一次函数、勾股定理等相关知识,利用勾股定理求出点H
的坐标是本题的关键.
(1)先求出点B和点C的坐标,利用待定系数法可求解;(2)过点P作 交 于点E,先求出点A坐标,设点 ,则点 ,利
用面积和差关系可求解;
(3)分两种情况讨论,先求出直线 或 的解析式,联立方程组可求解.
【详解】(1)解:直线 与x轴交于点B,与y轴交于点C,
当 时, ,当 时, ,
∴B(4,0), ,
将B(4,0), 代入 ,
可得 ,
解得: ,
∴抛物线的解析式为: ;
(2)如图1,过点P作 交 于点E,
∵抛物线 与x轴的交点为A、B,
∴ ,
∴ , ,
∴点 ,
设点 ,则点 ,∴ ,
∵ 的面积 ,
∴当 时, 的面积有最大值,
当 , ,
此时点 ;
(3)如图2,当点M在 上方时,设 交 于点H,
∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴点 ,
∵点 ,点 ,
∴直线 解析式为: ,
联立方程组可得 ,解得: 或 ,
∴点 ,
当点 在 下方时,
∵ ,
∴ ,
∴点 的纵坐标为−2,
∴点 的坐标为 ;
综上所述:点M的坐标为 或 .
8.(23-24九年级上·内蒙古包头·期末)如图,抛物线与x轴相交于原点和点 ,在第一象限内与直
线 交于点B ,抛物线的顶点为C点.
(1)求抛物线的解析式和顶点C的坐标;
(2)点 在抛物线上,连接 ,求 的面积;
(3)抛物线上是否存在点D,使得 ?若存在,求出所有点D的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) ,
(2)
(3)点 的坐标为 或 ;
【分析】(1)运用待定系数法可求得抛物线的解析式为 ;(2)如图,过 作 轴交 于 ,求解 的坐标与 的解析式, 的坐标,再利用三角形的面
积公式计算即可;
(3)存在点D,使得 .分两种情况:当点D在直线 的上方时,当点D在直线 的下
方时,分别运用待定系数法求出直线 的解析式,再联立方程组求解即可.
【详解】(1)解:把 , 分别代入 ,得:
,
解得: ,
该抛物线的解析式为
∴顶点坐标为: .
(2)当 时, ,
∴ ,
如图,过 作 轴交 于 ,
设直线 为 ,
∴ ,解得: ,
∴直线 为 ,
∴ ,
∴ ;
(3)存在点 ,使得
∵抛物线的顶点为 ,
如图,当点 在直线 的上方时,,
,
设直线 的解析式为 ,则 ,
解得: ,
∴直线 的解析式为 ,
直线 的解析式为 ,
联立,得: ,
解得: (舍去), ,
;
当点 在直线 的下方时,
如图,过点 作 轴于点 ,过点 作 于点 ,交 于点 ,连接 交抛物线于点 ,
则 , ,
点 是 的中点,即 ,
是线段 的垂直平分线,
,
,
设直线 的解析式为 ,则 ,
解得: ,
∴直线 的解析式为 ,联立,得 ,
解得: ,
,
设直线 的解析式为 则 ,
解得: ,
∴直线 的解析式为 ,与 联立,得 ,
解得: (舍去), ,
;
综上所述,存在点 ,使得 ,点 的坐标为 或 ;
【点睛】本题属于二次函数综合题,主要考查二次函数的性质,二次函数上的坐标特征,三角形的面积和
全等三角形的判定及性质,解题的关键正确表达两个三角形面积的比.
9.(23-24九年级上·湖北武汉·期中)如图,在平面直角坐标系 中,抛物线 经过点
,点 是抛物线的顶点,连接 .
(1)求抛物线的函数解析式及顶点 的坐标;
(2)设直线 与抛物线相交于 、 两点(点 在点 的左侧且点 在第四象限),当直线
与直线 相交所成的一个角为 时,求点 的坐标;
(3)如图2,作直线 , 分别交 轴正、负半轴于点 、 ,交抛物线于点 、 ,设点 、 的纵
坐标分别为 、 ,且 ,求证:直线 经过一个定点.【答案】(1) ,顶点
(2) 点坐标为
(3)见解析
【分析】(1)利用待定系数法求得函数解析式,再利用抛物线的顶点坐标公式即可求解;
(2)先求得直线 过定点 ,再构造一线三等角,证明 ,求得 ,再求
得 ,根据平行线的性质求得 ,联立即可求解;
(3)设 : , : ,表示出M、N的坐标,由 ,得到
,联立,根据根与系数的关系,求得 , ,设 : ,联立,
根据根与系数的关系,求得 , ,据此求得 ,进一步计算即可求解.
【详解】(1)解:∵ 经过点 ,
∴ ,
,
,
∴抛物线解析式: ,
对称轴 ,
时 ,
∴顶点 ,
综上所述,抛物线解析式 ,顶点 ;
(2)解:∵ ,
∴当 ,即 时, ,
∴ 过定点 ,
过 作 , ,连 ,
过 作 交抛物线于 , ,
过 作 轴,过 作 于 ,过 作 于 ,∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ , ,
∴ ,
又 ,
设直线 的解析式为 ,
∴ ,解得 ,
∴ ,
∵ ,
∴设直线 的解析式为 ,
把 代入得 ,解得 ,
∴ ,
联立 ,解得 , ,
又 ,
∴ , ,
∴ 点坐标为 ;
(3)解:设 : , : ,
∴ , ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,联立: ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
同理: ,
设 : ,
联立: ,
∴ ,
∴ , ,
∴ , ,
∴ , ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴定点 .
【点睛】本题是二次函数的综合问题,考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,根
与系数的关系,等腰直角三角形的性质是解题的关键.
10.(23-24九年级上·福建龙岩·期中)如图,在平面直角坐标系 中,抛物线 与 轴交于
、 两点,与 轴交于点 ,对称轴为直线 ,点 的坐标为 .(1)求该抛物线的解析式;
(2)点 为抛物线上一点(不与点 重合),连接 .当 时,求点 的坐标;
(3)在(2)的条件下,在对称轴上是否存在一点 ,连接 ,将线段 绕点 顺时针旋转 得到线段
,使点 恰好落在抛物线上?若存在,请求出点 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,
【分析】(1)由对称轴和点A的坐标,可得到点B的坐标,进而得到函数关系式;
(2)作 于D,可知D在对称轴上,求出点E的坐标,得出直线 的关系式与抛物线求交点即
可;
(3)分P在Q上方和下方两种情况,进行求解即可.
【详解】(1)解:∵对称轴为直线 ,点A的坐标为 ,
∴ ,
∴ ;
(2)解:作 于D,交 于E,对称轴交x轴于一点F,连接 , ,如图所示:
,
∵ ,对称轴为 ,
∴ , ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,∴ ,
∴点 在 的中垂线上,
∴点 在抛物线的对称轴上,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
在 中,
,
∴ (AAS),
∴ ,
∴ ,
设直线 的关系式为 ,将点C、E的坐标代入,
得 ,解得 ,
∴直线 的关系式为: ,
联立 ,
∴ ,
解得: (舍),
∴ ;
(3)解:点P旋转后的对应点为 ,作 对称轴于一点D, 对称轴于一点E,
当P在Q上方时,如图所示:
,此时 ,设 ,
∵将线段 绕点 顺时针旋转 得到线段 ,
∴ ,则 ,
又 ,
∴ ,
又 ,
∴ (AAS),
∴ ,
∴ ,
∵ 恰好落在抛物线上,
∴ ,
解得: (舍),
∴点Q的纵坐标为 ,
∴ ;
当Q在P上方时,作 对称轴于一点D,
则: 为等腰直角三角形,
∴ ,
∴点Q的纵坐标为 ,
∴ ,
综上可得:存在这样一点Q,点Q的坐标为 .
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法求函数解析式、等腰直角三角形的性质以及运算能力,用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,利用点的坐标的意义表示线段的长度,求出线段之间的关
系是解答本题的关键.
11.(23-24九年级上·山东淄博·期末)如图,在平面直角坐标系中,抛物线 与x轴交于A,
两点,与y轴交于点 ,点P是第三象限内抛物线上的一个动点,连接 , , .
(1)求该抛物线的表达式及其顶点坐标;
(2) 的面积是否存在最大值?若存在,请求出 面积的最大值及此时P的坐标;若不存在,请说
明理由;
(3)设直线 与直线 交于点 ,若存在 与 中一个是另一个的2倍,请直接写出点 的坐
标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) .顶点坐标为: ;
(2) 面积的最大值为 ,此时点 的坐标为 , ;
(3)点 的坐标为 , 或 , 或 , .
【分析】(1)把点 和点 的坐标代入抛物线,即可得抛物线表达式,抛物线的表达式化为顶点式即可
得其顶点坐标;
(2)由三角形的面积公式得到二次函数关系式,由二次函数最值的求法解答;
(3)需要分两种情况,当 及 ,再根据题目中条件求解即可.
【详解】(1) 抛物线 过点 、 ,
,解得: ,
抛物线的表达式为: .
,
即顶点坐标为: ;
(2)如图1,过点 作 轴,交 于点 ,, ,
直线 的解析式为 ,
设点 的坐标为 ,则 的坐标为 ,
,
,
当 时, 面积的最大值为 ,此时点 的坐标为 , ;
(3)设 ,
当 ,如图2,
,
,
,即点 在线段 的垂直平分线上,
抛物线的表达式为: .令 ,则 .
解得 或1,
, ,
,解得 ,
点 的坐标为 , ;
当 时,如图3,,
,
,
,
或 (舍去),
点 的坐标为 , ;
当 时, , ,
设 ,
,解得 或0(舍去),
,
,
或 (舍去),
点 的坐标为 , ;
综上,点 的坐标为 , 或 , 或 , .
【点睛】本题属于二次函数综合题,考查了待定系数法求表达式,铅垂法表达面积,分类讨论思想等内容,
第(3)问要注意,题干中给出条件不明确,需要分类讨论.