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第一次月考难点特训(一)与二次函数有关的压轴题
1.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(4,0),B(﹣1,0)两点与y轴交于点C,动点P
在抛物线上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)是否存在点P,使得△ACP是以AC为直角边的直角三角形?若存在,求出所有符合条件
的点P的坐标;若不存在,说明理由.
(3)过动点P作PE垂直于y轴于点E,交直线AC于点D,过点D作x轴的垂线,垂足为F,
连接EF,当线段EF的长度最短时,请直接写出点P的坐标.
【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(4,0),B(﹣1,0)两点,
{−16+4b+c=0
∴ ,
−1−b+c=0
{b=3
解得: ,
c=4
则抛物线的解析式是y=﹣x2+3x+4;
(2)存在.
①当以C为直角顶点时,
过点C作CP ⊥AC,交抛物线于点P ,
1 1
过点P 作y轴的垂线,垂足是M,如图1.
1
∵∠ACP =90°,
1
∴∠MCP +∠ACO=90°.
1
∵∠ACO+∠OAC=90°,
∴∠MCP =∠OAC.
1
∵OA=OC=4,
∴∠MCP =∠OAC=45°,
1
∴∠MCP =∠MP C,
1 1∴MC=MP ,
1
设P(m,﹣m2+3m+4),
则m=﹣m2+3m+4﹣4,
解得:m =0(舍去),m =2.
1 2
∴m=2,
此时﹣m2+3m+4=6,
∴P 的坐标是(2,6);
1
②当点A为直角顶点时,
过A作AP ⊥AC交抛物线于点P ,
2 2
过点P 作y轴的垂线,垂足是N,AP交y轴于点F,如图2,则P N∥x轴,
2 2
∵∠CAO=45°,
∴∠OAP
2
=45°,
∴∠FP N=45°,AO=OF,
2
∴P N=NF,
2
设P (n,﹣n2+3n+4),
2
则﹣n+4=﹣(﹣n2+3n+4),
解得:n =﹣2,n =4(舍去),
1 2
∴n=﹣2,
此时﹣n2+3n+4=﹣6,
∴P 的坐标是(﹣2,﹣6).
2
综上所述:P的坐标是(2,6)或(﹣2,﹣6);
3+√17 3−√17
(3)当EF最短时,点P的坐标是( ,2)或( ,2).
2 2
解题过程如下:
连接OD,如图3,由题意可知,四边形OFDE是矩形,则OD=EF.
根据垂线段最短可得:当OD⊥AC时,OD(即EF)最短.
由(1)可知,在直角△AOC中,OC=OA=4.
根据等腰三角形的性质可得:D是AC的中点.
又∵DF∥OC,
∴△AFD∽△AOC,
DF AD 1
∴ = = ,
CO AC 21
∴DF= OC=2,
2
∴点D的纵坐标是2,
∴点P的纵坐标也是2,
3+√17 3−√17
解﹣x2+3x+4=2,得x = ,x = ,
1 2 2 2
3+√17 3−√17
∴点P的坐标为( ,2)或( ,2).
2 2
2.如图,已知抛物线C :y=a(x+2)2﹣5的顶点为P,与x轴相交于A、B两点(点A在点B的
1
左边),点B的横坐标是1.
(1)求P点坐标及a的值;
(2)如图(1),抛物线C 与抛物线C 关于x轴对称,将抛物线C 向右平移,平移后的抛物
2 1 2
线记为C ,C 的顶点为M,当点P、M关于点B成中心对称时,求C 的解析式;
3 3 3(3)如图(2),点Q是x轴正半轴上一点,将抛物线C 绕点Q旋转180°后得到抛物线C .
1 4
抛物线C 的顶点为N,与x轴相交于E、F两点(点E在点F的左边),当以点P、N、F为顶
4
点的三角形是直角三角形时,求点Q的坐标.
【解答】解:(1)由抛物线C :y=a(x+2)2﹣5得,
1
顶点P的坐标为(﹣2,﹣5),
∵点B(1,0)在抛物线C 上,
1
∴0=a(1+2)2﹣5,
5
解得a= ;
9
(2)连接PM,作PH⊥x轴于H,作MG⊥x轴于G,
∵点P、M关于点B成中心对称,
∴PM过点B,且PB=MB,
∴△PBH≌△MBG,
∴MG=PH=5,BG=BH=3,
∴顶点M的坐标为(4,5),(也可以用中点坐标公式)
抛物线C 由C 关于x轴对称得到,抛物线C 由C 平移得到,
2 1 3 2
5
∴抛物线C 的表达式为y=− (x﹣4)2+5;
3 9
(3)∵抛物线C 由C 绕点x轴上的点Q旋转180°得到,
4 1
∴顶点N、P关于点Q成中心对称,
由(2)得点N的纵坐标为5,
设点N坐标为(m,5),
作PH⊥x轴于H,作NG⊥x轴于G,作PK⊥NG于K,
∵旋转中心Q在x轴上,
∴EF=AB=2BH=6,
∴FG=3,点F坐标为(m+3,0).
H坐标为(﹣2,0),K坐标为(m,﹣5),
∵顶点P的坐标为(﹣2,﹣5),
根据勾股定理得:
PN2=NK2+PK2=m2+4m+104,
PF2=PH2+HF2=m2+10m+50,
NF2=52+32=34,
44
①当∠PNF=90°时,PN2+NF2=PF2,解得m= ,
3
19
∴Q点坐标为( ,0).
3
10
②当∠PFN=90°时,PF2+NF2=PN2,解得m= ,
3
2
∴Q点坐标为( ,0).
3
③∵PN>NK=10>NF,
∴∠NPF≠90°
19 2
综上所得,当Q点坐标为( ,0)或( ,0)时,以点P、N、F为顶点的三角形是直角三
3 3
角形.1 1 1
3.在平面直角坐标系中,抛物线y= x2− mx+ m2﹣2m顶点为M.
4 2 4
(1)M点坐标为 ( m ,﹣ 2 m ) (结果用m表示).
(2)当m=2时,如图所示,该抛物线与x轴交于A,B两点.P为抛物线第三象限内一点,过
A作MP的垂线,垂足为C,D为射线CM上一点,若AC=CD,求∠BDM;
(3)G(﹣3,1),H(1,2),若该抛物线与线段GH只有一个公共点,求m的取值范围.
1 1 1 1
【解答】解:(1)∵抛物线y= x2− mx+ m2﹣2m= (x﹣m)2﹣2m,
4 2 4 4
∴顶点为M为(m,﹣2m),
故答案为(m,﹣2m);
(2)过B点作BN⊥CD,交CD的延长线于N,连接BM、AM,
∵M是抛物线的顶点,
∴AM=BM,
1
当m=2时,抛物线为y= x2﹣x﹣3,
4
1
令y=0,则 x2﹣x﹣3=0,解得x =﹣2,x =6,
4 1 2
∴A(6,0),B(﹣2,0),
∴AB=8,∴AB2=64,
∵M(2,﹣4),
∴MA2=(6﹣2)2+(0+4)2=32,
∴MB2=32,
∵MA2+MB2=AB2=64,
∴△AMB是等腰直角三角形,
∴∠AMB=90°,
∴∠BMN+∠AMC=90°,
∵AC⊥CD,
∴∠MAC+∠AMC=90°,
∴∠MAC=∠BMN,
在△AMC和△MBN中
{
∠MAC=∠BMN
∠ACM=∠MNB=90°
AM=BM
∴△AMC≌△MBN(AAS),
∴AC=MN,CM=BN,
∵AC=CD,
∴CD=MN,
∴CM=DN,
∴DN=BN,
∴△BDN是等腰直角三角形,
∴∠BDN=∠DBN=45°,
∴∠BDM=∠DNB+∠DBN=90°+45°=135°;
(3)∵G(﹣3,1),H(1,2),
1 7
∴线段GH为y= x+ (﹣3≤x≤1),
4 4
1 1 1 1 1 1 1 7
与y= x2− mx+ m2﹣2m联立得: x2﹣( m+ )x+ m2﹣2m− =0,
4 2 4 4 2 4 4 4
1 1 1 1 7
令y′= x2﹣( m+ )x+ m2﹣2m− ,
4 2 4 4 4
1 1 1 1 7
若抛物线y= x2﹣( m+ )x+ m2﹣2m− 与线段GH只有1个公共点,
4 2 4 4 4
即函数y在﹣3≤x≤1范围内只有一个交点,1 1 1 1 7
当与线段相切时,( m+ )2﹣4× ×( m2﹣2m− )=0,
2 4 4 4 4
29
解得m=− ,
36
1 1 5
当x=﹣3时,y′= m2+ m+ >0,
4 2 4
∵Δ>0,
∴此种情况不存在,
1 5 7
当x=1时,y′= m2− m− ≤0,
4 2 4
29
解得5﹣4√2<m≤5+4√2或m=− .
36
1
4.已知:如图1,抛物线C:y= x2+c交x轴于A、B两点(A在B左侧),交y轴于点C,若
8
OB=2OC.
(1)求c的值;
1
(2)如图2,已知y= x2+c,过C点的直线l分别交第一象限内的抛物线C 、C 于M、N两
4 1 2
点,探究M、N两点横坐标之间的数量关系;
(3)如图3,将抛物线C 向下平移经过点K(8,0),交y轴于点T,得抛物线C ,点P是抛
1 3
物线C 上在T、K间的一个动点(含端点).若D(0,﹣6)、E(4,0),记△PDE的面积
3
为S,点P的横坐标为x.
①求S关于x的函数关系式;
②求满足S为整数的点P的个数.【解答】解:(1)OB=2OC=2c,则点B(﹣2c,0),
1
将点B的坐标代入抛物线表达式得:0= ×(﹣2c)2+c,
8
解得:c=﹣2或0(舍去0),
故c=﹣2;
(2)直线y=kx(k>0)分别交第一象限内的抛物线C ,C 于M,N两点,
2 1
1 1
两抛物线的表达式为:y= x2−2,y= x2−2,
8 4
1
将y= x2−2与y=kx联立并整理得:x2﹣8kx﹣16=0,
8
即x +0=8k,解得:x =8k,
M M
同理x =4k,
N
故x =2x ;
M N
1
(3)①依题意可求出抛物线C 的解析式为y= x2﹣8,
3 8
1 1 1
∴S=S△PDO +S△POE ﹣S△ODE =3x +
2
×4×(−
8
x2+8)﹣12 =−
4
x2+3x+4 (0≤x≤8 ),
1 1
②∵S=− x2+3x+4=− (x﹣6)2+13,
4 4
在0≤x≤8 的取值范围内,S的取值为:4≤S≤13,
即S可取4至13的10个整数,
又当S=12时,x有两个值相对应,即存在两个点P的位置使S=12,
所以共有11个点P使S的值为整数.
5.如图,在平面直角坐标系xOy中,矩形OABC的边OA、OC分别在y轴和x轴的正半轴上,且
长分别为m、4m(m>0),D为边AB的中点,一抛物线l经过点A、D及点M(﹣1,﹣1﹣m).
(1)求抛物线l的解析式(用含m的式子表示);
(2)把△OAD沿直线OD折叠后点A落在点A′处,连接OA′并延长与线段BC的延长线交
于点E,若抛物线l与线段CE相交,求实数m的取值范围;
(3)在满足(2)的条件下,求出抛物线l顶点P到达最高位置时的坐标.
【解答】解:(1)设抛物线l的解析式为y=ax2+bx+c,
将A(0,m),D(2m,m),M(﹣1,﹣1﹣m)三点的坐标代入,
{ c=m {a=−1
得 4m2a+2mb+c=m,解得 b=2m,
a−b+c=−1−m c=m
所以抛物线l的解析式为y=﹣x2+2mx+m;
(2)设A′D与x轴交于点Q,过点A′作A′N⊥x轴于点N.
∵把△OAD沿直线OD折叠后点A落在点A′处,
∴△OAD≌△OA′D,OA=OA′=m,AD=A′D=2m,∠OAD=∠OA′D=90°,∠ADO=
∠A′DO,
∵矩形OABC中,AD∥OC,
∴∠ADO=∠DOQ,
∴∠A′DO=∠DOQ,
∴DQ=OQ.
设DQ=OQ=x,则A′Q=2m﹣x,
在Rt△OA′Q中,∵OA′2+A′Q2=OQ2,
∴m2+(2m﹣x)2=x2,
5
解得x= m.
41 1
∵S△OA′Q =
2
OQ•A′N =
2
OA′•A′Q,
3
m⋅ m
4 3
∴A′N= = m,
5 5
m
4
4
∴ON=√OA′2−A′N2=
m,
5
4 3
∴A′点坐标为( m,− m),
5 5
3
易求直线OA′的解析式为y=− x,
4
3
当x=4m时,y=− ×4m=﹣3m,
4
∴E点坐标为(4m,﹣3m).
当x=4m时,﹣x2+2mx+m=﹣(4m)2+2m•4m+m=﹣8m2+m,
即抛物线l与直线CE的交点为(4m,﹣8m2+m),
∵抛物线l与线段CE相交,
∴﹣3m≤﹣8m2+m≤0,
∵m>0,
∴﹣3≤﹣8m+1≤0,
1 1
解得 ≤m≤ ;
8 2
1 1
(3)∵y=﹣x2+2mx+m=﹣(x﹣m)2+m2+m, ≤m≤ ,
8 2
∴当x=m时,y有最大值m2+m,
1 1
又∵m2+m=(m+ )2− ,
2 4
1 1
∴当 ≤m≤ 时,m2+m随m的增大而增大,
8 2
1 1 1 3
∴当m= 时,顶点P到达最高位置,m2+m=( )2+ = ,
2 2 2 4
1 3
故此时抛物线l顶点P到达最高位置时的坐标为( , ).
2 46.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(1,0),B(﹣3,0)两点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)设(1)中的抛物线交y轴与C点,在该抛物线的对称轴上是否存在点Q,使得△QAC的
周长最小?若存在,求出Q点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)在(1)中的抛物线上的第二象限上是否存在一点P,使△PBC的面积最大?若存在,求
出点P的坐标及△PBC的面积最大值;若没有,请说明理由.
【解答】解:(1)将A(1,0),B(﹣3,0)代y=﹣x2+bx+c中得
{ −1+b+c=0
,
−9−3b+c=0
{b=−2
∴ .
c=3
∴抛物线解析式为:y=﹣x2﹣2x+3;
解法一、(2)存在.
理由如下:由题知A、B两点关于抛物线的对称轴x=﹣1对称,
∴直线BC与x=﹣1的交点即为Q点,此时△AQC周长最小,
∵y=﹣x2﹣2x+3,
∴C的坐标为:(0,3),
直线BC解析式为:y=x+3,{ x=−1
Q点坐标即为 ,
y=x+3
{x=−1
解得 ,
y=2
∴Q(﹣1,2);
(3)存在.
理由如下:设P点(x,﹣x2﹣2x+3)(﹣3<x<0),
9
∵S△BPC =S四边形BPCO ﹣S△BOC =S四边形BPCO −
2
,
若S四边形BPCO 有最大值,则S△BPC 就最大,
∴S四边形BPCO =S△BPE +S直角梯形PEOC ,
1 1
= BE•PE+ OE(PE+OC)
2 2
1 1
= (x+3)(﹣x2﹣2x+3)+ (﹣x)(﹣x2﹣2x+3+3)
2 2
3 3 2 9 27
=− (x+ ) + + ,
2 2 2 8
3 9 27
当x =−
2
时,S四边形BPCO 最大值=
2
+
8
,
9 27 9 27
∴S△BPC 最大=
2
+
8
−
2
=
8
,
3 15
当x=− 时,﹣x2﹣2x+3= ,
2 4
3 15
∴点P坐标为(− , ).
2 4
或(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(1,0),B(﹣3,0)两点,
∴y=﹣(x﹣1)(x+3),即y=﹣x2﹣2x+3;
解法二、(2)存在.
∵y=﹣x2﹣2x+3,
∴对称轴为直线x=﹣1,C的坐标为:(0,3),
∵A、B两点关于抛物线的对称轴x=﹣1对称,
∴直线BC与x=﹣1的交点即为Q点,
∴直线BC解析式为:y=x+3,∴Q(﹣1,2);
(3)存在.
理由如下:设P点(m,﹣m2﹣2m+3)(﹣3<m<0),
作PE⊥x轴交BC于F点,
∴F(m,m+3),
1
S△BPC =S△PFB +S△PFC =
2
PF•BO,
∵PF=﹣m2﹣2m+3﹣(m+3)=﹣m2﹣3m,
BO=3,
1 3 3 27
∴S△BPC =
2
(﹣m2﹣3m)×3 =−
2
(m +
2
)2+
8
,
3
∵− <0,﹣3<m<0,
2
3 27
∴当m =−
2
时,S△BPC 有最大值为
8
,
3 15
∴点P坐标为(− , ).
2 4
7.如图1,抛物线y=x2﹣(a+1)x+a与x轴交于A,B两点(点A位于点B的左侧),与y轴负
半轴交于点C,若AB=4.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,E是第三象限内抛物线上的动点,过点 E作EF∥AC交抛物线于点F,过E作EG⊥x轴交AC于点M,过F作FH⊥x轴交AC于点N,当四边形EMNF的周长最大值时,求点
E的横坐标;
(3)在x轴下方的抛物线上是否存在一点Q,使得以Q、C、B、O为顶点的四边形被对角线分
成面积相等的两部分?如果存在,求点Q的坐标;如果不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)x2﹣(a+1)x+a=0,
则x +x =a+1,x x =a,
1 2 1 2
则AB2=(x +x )2﹣4x x =(a﹣1)2=16,
1 2 1 2
解得:a=5或﹣3,
抛物线与y轴负半轴交于点C,故a=5舍去,则a=﹣3,
则抛物线的表达式为:y=x2+2x﹣3…①;
(2)由y=x2+2x﹣3得:点A、B、C的坐标分别为:(﹣3,0)、(1,0)、(0,﹣3),
设点E(m,m2+2m﹣3),OA=OC,故直线AC的倾斜角为45°,EF∥AC,
直线AC的表达式为:y=﹣x﹣3,
则设直线EF的表达式为:y=﹣x+b,将点E的坐标代入上式并解得:
直线EF的表达式为:y=﹣x+(m2+3m﹣3)…②,
联立①②并解得:x=m或﹣3﹣m,
故点F(﹣3﹣m,m2+4m),点M、N的坐标分别为:(m,﹣m﹣3)、(﹣3﹣m,m),
则EF=√2(x ﹣x )=√2(﹣2m﹣3)=MN,
F E
四边形EMNF的周长S=ME+MN+EF+FN=﹣2m2﹣(6+4√2)m﹣6√2,
3+2√2
∵﹣2<0,故S有最大值,此时m=− ,
2
3+2√2
故点E的横坐标为:− ;
2(3)①当点Q在第三象限时,
当OC平分四边形面积时,
则|x |=x =1,故点Q(﹣1,﹣4);
Q B
当BQ平分四边形面积时,
1 1 1
则S△OBQ =
2
×1×|y
Q
|,S四边形QCBO =
2
×1×3 +
2
×3×|x
Q
|,
1 1 1
则2( ×1×|y |)= ×1×3+ ×3×|x |,
2 Q 2 2 Q
3 3 15
解得:x =− ,故点Q(− ,− );
Q 2 2 4
②当点Q在第四象限时,
−5+√37 15−3√37
同理可得:点Q( , );
2 2
3 15 −5+√37 15−3√37
综上,点Q的坐标为:(﹣1,﹣4)或(− ,− )或( , ).
2 4 2 2
8.如图1,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴相交于点
C,顶点为D,且A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3)
(1)求抛物线的解析式和抛物线的对称轴.
(2)连接BC,如图2,与抛物线的对称轴交于点 E,点P为线段BC上一动点,过点 P作
PF∥DE交抛物线于点F,设点P的横坐标为m.△BCF的面积为S,求S与m的函数关系,并
指出m的取值范围.
(3)试证明:对于任意给定的一点G(0,t)(t>3),过点G的一条直线交抛物线于点M、
N两点,如图3.在抛物线上都能找到点M,使得GM=MN成立.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c,经过A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3)
将三点代入抛物线得:a=﹣1,b=2,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3,b
抛物线的对称轴为x=− =1.
2a
(2)在直角坐标系中标出P.F.
1 3
S= PF•OB= PF;
2 2
当x=m时,F点纵坐标为﹣m2+2m+3,
当x=m时,P点纵坐标为3﹣m,
3
∴S=− (m2﹣3m)(0≤m≤3);
2
(3)设直线GN解析式为y=kx+t,
∵MN=GM,且M,N为y=﹣x2+2x+3,上的点,
3
∴当x=a(0<a< )时,y=ka+t=﹣a2+2a+3,
2
−a2+2a+3−t
解得k= ,
a
3
当x=2a(0<a< )时,y=2ka+t=﹣4a2+4a+3,
2
−a2+2a+3−t
解得k= ,
a
∴当对于任意给定的一点G(0,t)(t>3),过点G的一条直线交抛物线于点M、N两点,如
图3.在抛物线上都能找到点M,使得GM=MN成立.
9.如图1(注:与图2完全相同),在直角坐标系中,抛物线经过点 A(1,0)、B(5,0)、C
(0,4)三点.(1)求抛物线的解析式和对称轴;
(2)P是抛物线对称轴上的一点,求满足PA+PC的值为最小的点P坐标(请在图1中探索);
(3)在第四象限的抛物线上是否存在点E,使四边形OEBF是以OB为对角线且面积为12的平
行四边形?若存在,请求出点E坐标,若不存在请说明理由(请在图2中探索)
【解答】解:(1)将点A、B的坐标代入二次函数表达式得:y=a(x﹣1)(x﹣5)=a(x2﹣
6x+5),
4
则5a=4,解得:a= ,
5
4 4 24
抛物线的表达式为:y= (x2﹣6x+5)= x2− x+4,
5 5 5
函数的对称轴为:x=3,
16
顶点坐标为(3,− );
5
(2)连接B、C交对称轴于点P,此时PA+PC的值为最小,
{0=5k+b
将点B、C的坐标代入一次函数表达式:y=kx+b得: ,
b=4
{ 4
k=−
解得: 5,
b=44
直线BC的表达式为:y=− x+4,
5
8
当x=3时,y= ,
5
8
故点P(3, );
5
(3)存在,理由:
四边形OEBF是以OB为对角线且面积为12的平行四边形,
则S四边形OEBF =OB×|y
E
|=5×|y
E
|=12,
12
点E在第四象限,故:则y =− ,
E 5
将该坐标代入二次函数表达式得:
4 12
y= (x2﹣6x+5)=− ,
5 5
解得:x=2或4,
12 12
故点E的坐标为(2,− )或(4,− ).
5 5
10.如图,二次函数y=(x﹣2)2+m的图象与y轴交于点C,点B是点C关于该二次函数图象的
对称轴对称的点.已知一次函数y=kx+b的图象经过该二次函数图象上点A(1,0)及点B.
(1)求二次函数与一次函数的解析式;
(2)根据图象,写出满足kx+b≥(x﹣2)2+m的x的取值范围.
【解答】解:(1)将点A(1,0)代入y=(x﹣2)2+m得(1﹣2)2+m=0,解得m=﹣1,
所以二次函数解析式为y=(x﹣2)2﹣1;
当x=0时,y=4﹣1=3,
所以C点坐标为(0,3),
由于C和B关于对称轴对称,而抛物线的对称轴为直线x=2,
所以B点坐标为(4,3),{ k+b=0 { k=1
将A(1,0)、B(4,3)代入y=kx+b得 ,解得 ,
4k+b=3 b=−1
所以一次函数解析式为y=x﹣1;
(2)当kx+b≥(x﹣2)2+m时,1≤x≤4.
11.如图,抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴相交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴相交于点
C,顶点为D.
(1)直接写出A、B、C三点的坐标和抛物线的对称轴;
(2)连接BC,与抛物线的对称轴交于点E,点P为线段BC上的一个动点,过点P作PF∥DE
交抛物线于点F,设点P的横坐标为m;
①用含m的代数式表示线段PF的长,并求出当m为何值时,四边形PEDF为平行四边形?
②设△BCF的面积为S,求S与m的函数关系式.
【解答】解:(1)A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3).
抛物线的对称轴是:直线x=1.
(2)①设直线BC的函数关系式为:y=kx+b.
{3k+b=0
把B(3,0),C(0,3)分别代入得:
b=3
{k=−1
解得: .
b=3
所以直线BC的函数关系式为:y=﹣x+3.
当x=1时,y=﹣1+3=2,
∴E(1,2).
当x=m时,y=﹣m+3,
∴P(m,﹣m+3).
在y=﹣x2+2x+3中,当x=1时,y=4.∴D(1,4)
当x=m时,y=﹣m2+2m+3,
∴F(m,﹣m2+2m+3)
∴线段DE=4﹣2=2,
线段PF=﹣m2+2m+3﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m
∵PF∥DE,
∴当PF=ED时,四边形PEDF为平行四边形.
由﹣m2+3m=2,
解得:m =2,m =1(不合题意,舍去).
1 2
因此,当m=2时,四边形PEDF为平行四边形.
②设直线PF与x轴交于点M,由B(3,0),O(0,0),
可得:OB=OM+MB=3.
∵S=S△BPF +S△CPF
1 1 1 1
即S= PF•BM+ PF•OM= PF•(BM+OM)= PF•OB.
2 2 2 2
1 3 9
∴S= ×3(﹣m2+3m)=− m2+ m(0≤m≤3).
2 2 2
12.如图,已知抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A(﹣1,0)、B(3,0)两点,与y轴交于点C,
连接BC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P为线段BC上的一动点(不与B、C重合),PM∥y轴,且PM交抛物线于点M,
交x轴于点N,当△BCM的面积最大时,求点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,当△BCM的面积最大时,点D是抛物线的对称轴上的动点,在抛物线
上是否存在点E,使得以A、P、D、E为顶点的四边形为平行四边形?若存在,请直接写出点
E的坐标;若不存在,请说明理由.{ a−b+3=0
【解答】解:(1)依题意得: ,
9a+3b+3=0
{a=−1
解得: ,
b=2
抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3.
{3k+b=0
(2)设直线BC的解析式为y=kx+b,则 ,
b=3
{k=−1
解得: ,直线BC的解析式为y=﹣x+3,
b=3
设点P坐标为(t,﹣t+3),则M点坐标为(t,﹣t2+2t+3),
∴PM=﹣t2+2t+3+t﹣3=﹣t2+3t,
1 1 3 3 27
∴S△BCM =S△PMC +S△PMB =
2
PM⋅OB=
2
(−t2+3t)×3=−
2
(t−
2
) 2+
8
,
3 3 3
∴当t= 时,△BCM的面积最大.此时,点P的坐标为( , ).
2 2 2
(3)∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,∴对称轴为直线x=1,
当四边形APDE为平行四边形时,
AP∥ED,AP=ED,
3 3
∵A(﹣1,0),P( , ),
2 2
3
∴x ﹣x =x ﹣x =﹣1− ,
A P E D 2
∵x =1,
D
3
∴x =− ,
E 2
3 9
∴E(− ,− );
2 4
当四边形APED为平行四边形时,AP∥DE,AP=DE,
3
∴x ﹣x =x ﹣x =﹣1− ,
A P D E 2
∵x =1,
D
7
∴x = ,
E 2
7 9
∴E( ,− );
2 4
当四边形ADPE为平行四边形时,
AE∥DP,AE=DP,
3
∴x +x =x +x =﹣1+ ,
A P D E 2
∵x =1,
D
1
∴x =− ,
E 2
1 7
∴E(− , );
2 4
3 9
存在点E使得以A、P、D、E为顶点的四边形为平行四边形,点E的坐标是(− ,− )或(
2 4
7 9 1 7
,− )或(− , ).
2 4 2 4
13.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c的图象与x轴交于A(4,0),B两点,与y
轴交于点C(0,2),对称轴x=1,与x轴交于点H.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)直线y=kx+1(k≠0)与y轴交于点E,与抛物线交于点P,Q(点P在y轴左侧,点Q在
y轴右侧),连接CP,CQ,若△CPQ的面积为√5,求点P,Q的坐标;
(3)在(2)的条件下,连接AC交PQ于G,在对称轴上是否存在一点K,连接GK,将线段GK绕点G顺时针旋转90°,使点K恰好落在抛物线上?若存在,请直接写出点K的坐标;若不
存在,请说明理由.
【解答】解:(1)对称轴x=1,则点B(﹣2,0),
1
则抛物线的表达式为:y=a(x+2)(x﹣4)=a(x2﹣2x﹣8),即﹣8a=2,解得:a=− .
4
1 1
故抛物线的表达式为:y=− x2+ x+2;
4 2
(2)设直线PQ交y轴于点E(0,1),点P、Q横坐标分别为m,n,
1
△CPQ的面积= ×CE×(n﹣m)=√5,即n﹣m=2√5,
2
1 1
联立抛物线与直线PQ的表达式得:− x2+ x+2=kx+1,
4 2
1 1
整理得:− x2+( −k)x+1=0⋯①,
4 2
m+n=2﹣4k,mn=﹣4,
n﹣m=2√5=√(m+n) 2−4mn=√(2−4k) 2+16,
解得:k=0(舍去)或1;
将k=1代入①式并解得:x=−1±√5,
故点P、Q的坐标分别为:(−1+√5,√5、(−1−√5,−√5);
(3)设点K(1,m),
∵A(4,0),C(0,2),
1
∴AC的表达式为y=− x+2,
2
1 2
联立PQ和AC的表达式得x+1=− x+2,解得:x= ,
2 3
2 5
故点G( , ),
3 3过点G作x轴的平行线交函数对称轴于点M,交过点R与y轴的平行线于点N,
则△KMG≌△GNR(AAS),
2 1 5
GM=1− = =NR,MK=| −m|,
3 3 3
4 4
故点R的纵坐标为: ,则点R(m﹣1, )
3 3
√33
将该坐标代入抛物线表达式解得:x=1± ,
3
√33
故m=2± ,
3
√33 √33
故点K(1,2− ),(1,2+ ).
3 3
14.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c的图象与x轴交于A(2,0),B(﹣8,0)两点,与y轴交于
点C(0,﹣8).
(1)求抛物线的解析式;
(2)点F是直线BC下方抛物线上的一点,当△BCF的面积最大时,求出点F的坐标;
(3)在(2)的条件下,是否存在这样的点Q(0,m),使得△BFQ为等腰三角形?如果有,
请直接写出点Q的坐标;如果没有,请说明理由.【解答】解:(1)将A(2,0),B(﹣8,0)C(0,﹣8)代入函数y=ax2+bx+c,
{
4a+2b+c=0
得, 64a−8b+c=0,
0a+0b+c=−8
1
{ a=
2
解得, ,
b=3
c=−8
1
∴抛物线解析式为y= x2+3x﹣8;
2
(2)如图1中,作FN∥y轴交BC于N,
将B(﹣8,0)代入y=kx﹣8,
得,k=﹣1,
∴y =﹣x﹣8,
BC
1
设F(m, m2+3m﹣8),则N(m,﹣m﹣8),
2
∴S△FBC =S△FNB +S△FNC
1
= FN×8
2
=4FN
1
=4[(﹣m﹣8)﹣( m2+3m﹣8)]
2
=﹣2m2﹣16m
=﹣2(m+4)2+32,
∴当m=﹣4时,△FBC的面积有最大值,此时F(﹣4,﹣12),
∴点F的坐标是F(﹣4,﹣12);
(3)存在点Q(0,m),使得△BFQ为等腰三角形,理由如下:
①如图2﹣1,当BQ=BF时,
由题意可列,82+m2=(8﹣4)2+122,
解得,m =4√6,m =﹣4√6,
1 2
∴Q (0,4√6),Q (0,﹣4√6);
1 2
②如图2﹣2,当QB=QF时,
由题意可列,82+m2=(m+12)2+42,
解题,m=﹣4,
∴Q (0,﹣4);
3
③如图2﹣3,当FB=FQ时,
由题意可列,(8﹣4)2+122=(m+12)2+42,
解得,m =0,m =﹣24,
1 2
∴Q (0,0),Q (0,﹣24);
4 5
设直线BF的解析式为y=kx+b,
将B(﹣8,0),F(﹣4,﹣12)代入,
{ −8k+b=0
得 ,
−4k+b=−12
解得,k=﹣3,b=﹣24,
∴y =﹣3x﹣24,
BF
当x=0时,y=﹣24,
∴点B,F,Q共线,故Q 舍去,
5
∴点Q有坐标为(0,4√6)或(0,﹣4√6)或(0,﹣4)或(0,0).15.已知如图,在平面直角坐标系xOy中,点A、B、C分别为坐标轴上的三个点,且OA=1,OB
=3,OC=4,
(1)求经过A、B、C三点的抛物线的解析式;
(2)在平面直角坐标系xOy中是否存在一点P,使得以点A、B、C、P为顶点的四边形为菱形?
若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
【解答】解:(1)设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,
∵A(1,0),B(0,3),C(﹣4,0),
{
a+b+c=0
∴ c=3
16a−4b+c=0
3 9
解得:a=− ,b=− ,c=3,
4 4
3 9
∴经过A、B、C三点的抛物线的解析式为y=− x2− x+3;
4 4
(2)在平面直角坐标系xOy中存在一点P,使得以点A、B、C、P为顶点的四边形为菱形,理
由如下:∵OB=3,OC=4,OA=1,
∴BC=AC=5,
当BP平行且等于AC时,四边形ACBP为菱形,
∴BP=AC=5,且点P到x轴的距离等于OB,
∴点P的坐标为(5,3),
当点P在第二、三象限时,以点A、B、C、P为顶点的四边形只能是平行四边形,不是菱形,
则当点P的坐标为(5,3)时,以点A、B、C、P为顶点的四边形为菱形.