文档内容
难点冲刺 03 二次函数的六个存在性问题
技巧一、固定面积的存在性问题
割补法(铅锤线法):过动点竖直作切割线,将几何图形切割成两个图形分别求面积然后求和化简即可得到
几何图形的面积 ,可得最大面积.
技巧二、平行四边形的存在性问题
(1)3定1动:我们把3个定点顺次连接围成三角形,然后过每个定点做对边的平行线,三条直线的交点就
是我们要求的三点.
(2)2动2定:一般是把确定的一条线段按照边或对角线分为两种情况,然后用中点坐标和平行四边形对
角线互相平分即可计算中点坐标公式:已知 ,则线段 的中点坐标为
平行四边形的4个顶点的坐标为 ,
根据“平行四边形对角线互相平分”可知:对角线 的中点 与对角线 的中点
相同,可得
技巧三、等腰三角形的存在性问题
如果 为等腰三角形,一般来说分三种情况讨论:(1) ;(2) ;(3) .
因此,在解决等腰三角形存在性问题时,通常需要进行分类讨论,这类问题通常有两种方法:几何法与代数法.
(1)几何法:
①两定一动点:可采用“两圆一中垂”的方法快速找出点,再根据几何的相关知识求解;
②一定两动点:把三种情况对应的图全部都画出来,再根据几何的相关知识求解;
注:常见的几何相关知识有:全等三角形,相似三角形,锐角三角形函数,勾股定理,特殊角,三线合一等.
(2)代数法:
两点坐标距离公式:已知 ,
步骤如下:①先用坐标表示;②再利用两点距离公式表示出 ;
③分三类讨论:1. ,2. ,3. ;
④检验和总结:舍去重合等不满足题意的点,并总结
技巧四、直角三角形的存在性问题
如果 为直角三角形,一般来说分三种情况讨论:(1) ;(2) ;(3) 。因此,
在解决等腰三角形存在性问题时,通常需要进行分类讨论,常见由两种方法处理:
(1)代数法:
步骤如下:①先用坐标表示 三个点;②再利用两点距离公式表示出 ;
③分三类讨论:1. ;2. ;3. ;
④检验和总结:舍去重合等不满足题意的点,并总结
(2)解析法:
已知直线 和直线 ,若 ,则直线 。
题型一 固定面积的存在性问题
【例1】如图,顶点 在 轴负半轴上的抛物线与直线 相交于点 , ,连接
.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若将抛物线向下平移 个单位长度,则在平移后的抛物线上,且在直线 的下方,是否存在点 ,使
得 ?若存在,求出点 的坐标:若不存在,请说明理由.
【例2】在平面直角坐标系中,点 是坐标原点,抛物线 经过点 ,对称轴为直线
.
(1)求 的值;
(2)已知点 在抛物线上,点 的横坐标为 ,点 的横坐标为 .过点 作 轴的垂线交直线 于点
,过点 作 轴的垂线交直线 于点 .
(ⅰ)当 时,求 与 的面积之和;(ⅱ)在抛物线对称轴右侧,是否存在点 ,使得以 为顶点的四边形的面积为 ?若存在,请求
出点 的横坐标 的值;若不存在,请说明理由.
【变式1-1】如图,题目中的黑色部分是被墨水污染了无法辨认的文字,导致题目缺少一个条件而无法解
答,经查询结果发现,该二次函数的解析式为 .
已知二次函数 的图象经过点 , , .求该二次函数的解析
式.
(1)请根据已有信息添加一个适当的条件: ;
(2)当函数值 时,自变量 的取值范围: ;
(3)如图1,将函数 的图象向右平移 个单位长度,与
的图象组成一个新的函数图象,记为 .若点 在 上,求 的值;
(4)如图2,在(3)的条件下,点 的坐标为 ,在 上是否存在点 ,使得 若存在,求出所
有满足条件的点 的坐标;若不存在,请说明理由.
【变式1-2】如图是二次函数 的图象,其顶点坐标为 ,抛物线与x轴的交点为A、
B(点A在点B的左边)(1)写出抛物线的解析式、开口方向、对称轴;
(2)求出图象与x轴的交点A、B的坐标;
(3)在二次函数的图象上是否存在点P,使 ?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明
理由.
【变式1-3】如图,抛物线 经过 , 两点,并且与 轴交于点 .
(1)求此抛物线的解析式;
(2)直接写出直线 的解析式为___________;
(3)若点 是第一象限的抛物线上的点,且横坐标为 ,过点 作 轴的垂线交 于点 ,设 的长为
,求 与 之间的函数关系式及 的最大值;
(4)在 轴的负半轴上是否存在点 ,使以 , , 三点为顶点的三角形为等腰三角形?如果存在,直接
写出点 的坐标;如果不存在,说明理由.
题型二 平行四边形的存在性问题
【例3】如图,抛物线 与x轴相交于点A、点B,与y轴相交于点C.(1)请直接写出点A,B,C的坐标;
(2)若点P是抛物线 段上的一点,当 的面积最大时求出点P的坐标,并求出 面积的最大值;
(3)点F是抛物线上的动点,作 交x轴于点E,是否存在点F,使得以A、C、E、F为顶点的四边
形是平行四边形?若存在,请写出所有符合条件的点F的坐标;若不存在,请说明理由.
【例4】如图,抛物线 的顶点为 ,与x轴的交点为A和B.将抛物线
绕点B逆时针方向旋转90°,点 , 为点M,A旋转后的对应点,旋转后的抛物线与y轴相交于C,D
两点.
(1)若原抛物线过点 ,求抛物线 的解析式;
(2)若A, 关于点M成中心对称,求直线 的解析式;
(3)在(2)的条件下,若点P是原抛物线上的一动点,点Q是旋转后的图形的对称轴上一点,E为线段
的中点,是否存在点P,使得以P,Q,E,B为顶点的四边形是平行四边形;若存在请求出点P坐标,
若不存在,请说明理由.【变式2-1】如图,在平面直角坐标系中,抛物线 与x轴交于 、 两点,与
y轴交于点C,点C、点D关于抛物线C的对称轴对称.
(1)求抛物线 的函数表达式及点D的坐标;
(2)将抛物线 沿水平方向向右平移1个单位得到抛物线 , 与y轴交于点E,点D平移后的对应点为
F,P为抛物线 的对称轴上的动点.请问在抛物线 上是否存在点Q,使得以点E,F,P,Q为顶点的
四边形是平行四边形,若存在,求出所有符合条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【变式2-2】如图1,已知抛物线 经过点 , 两点,且与y轴交于点C.
(1)填空: ______, ______;求得直线 的解析式为______.
(2)在第二象限的抛物线上,是否存在一点M,使得 的面积最大?求出点M的坐标及 的面积
最大值,若不存在,请说明理由.
(3)点P是线段 上的一点,过P作x轴的平行线交抛物线于Q,是否存在这样的点P,使O,A,P,Q四点能组成一个平行四边形?若存在,直接写出点P的坐标.
【变式2-3】在平面直角坐标系中,抛物线 经过 ,点 为抛物线的顶点,点 在
轴上,直线 与抛物线在第一象限交于点 ,如图①
(1)求抛物线解析式
(2)直线 的函数解析式为________________.点 的坐标为________.
(3)在 轴上找一点 ,使得 的周长最小,具体作法如图②,作点 关于 轴的对称点 ,连接
交 轴于点 ,连接 , ,此时 的周长最小,请求出点 的坐标;
(4)在坐标平面内是否存在点 ,使以点 , , , 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.
题型三 菱形的存在性问题
【例5】综合与探究:如图,已知抛物线 与x轴交于A,B两点(点A在点B的左边),
与y轴交于点C,直线 与抛物线的对称轴交于点E.将直线 沿射线 方向向下平移n个单位,平移
后的直线与直线 交于点F,与抛物线的对称轴交于点D.(1)求出点A,B,C的坐标,并直接写出直线 的解析式;
(2)当 是以 为斜边的直角三角形时,求出n的值;
(3)直线 上是否存在一点P,使以点D,E,F,P为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出点P的
坐标;若不存在,请说明理由.
【例6】在平面直角坐标系中,已知抛物线 过点 ,对称轴是直线 .
(1)求此抛物线的函数表达式及顶点M的坐标;
(2)若点B在抛物线上,过点B作x轴的平行线交抛物线于点C、当 是等边三角形时,求出此三角形
的边长;
(3)已知点E在抛物线的对称轴上,点D的坐标为 ,是否存在点F,使以点A,D,E,F为顶点的四
边形为菱形?若存在,请直接写出点F的坐标;若不存在,请说明理由.【变式3-1】如图,在平面直角坐标系中,抛物线 ( 为常数)与一次函数 ( 为
常数)交于 , 两点,其中 点坐标为 .
(1)求 点坐标;
(2)点 为直线 上方抛物线上一点,连接 、 ,当 时,求点 的坐标;
(3)将抛物线 ( 为常数)沿射线 平移 个单位,平移后的抛物线 与原拋物线
相交于点 ,点 为抛物线 的顶点,点 为 轴上一点,在平面直角坐标系中是否存在
点 ,使得以点 、 、 、 为顶点且 为对角线的四边形是菱形,若存在,请直接写出点 的坐
标;若不存在,请说明理由.
【变式3-2】已知,抛物线L: 与x轴交于点 和点 ,与y轴交于点 .
(1)求抛物线L的表达式.
(2)若点P是直线 上的一动点,将抛物线L平移得到抛物线 ,点B的对应点为Q,是否存在以四个点为顶点的四边形是菱形?若存在,求出抛物线的平移方式;若不存在,请说明理由.
【变式3-3】如图,已知二次函数 图象与x轴交于B,C两点,与y轴交于点D,点A为抛
物线的顶点,连接 .
(1)求 ;
(2)如图1,点P在直线 下方抛物线上的一个动点,过点P作 交于点Q,过点P作 轴交
于点E,求 的最大值及此时点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,将抛物线沿着射线 方向平移 个单位长度得到新抛物线 ,点M在新抛物线
对称轴上运动,点N是平面内一点,若以B、P、M、N为顶点的四边形是以 为边的菱形,请直接写出
所有符合条件的点N的坐标,并选择其中一个点的坐标写出求解过程.
题型四 等腰三角形的存在性问题
【例7】如图,抛物线 交 轴于点 、 (点 在点 的左侧),与 轴交于点 ,点 、 的
坐标分别为 , ,对称轴 交 轴于 ,点 为抛物线顶点.(1)求抛物线的解析式;
(2)点 是直线 下方的抛物线上一点,且 .求 的坐标;
(3) 为抛物线对称轴上一点,是否存在以 、 、 为顶点的三角形是等腰三角形,若存在,请求出点
的坐标,若不存在,请说明理由.
【例8】如图①,在平面直角坐标系中,抛物线P: 的图象与x轴交于点A,B,与y轴交于
点C,且图象与抛物线Q: 的图象关于原点中心对称.
(1)求抛物线P的表达式;
(2)连接BC,点D为线段BC上的一个动点,过点D作 轴,交抛物线P的图象于点E,求线段DE
长度的最大值;
(3)如图②,在抛物线P的对称轴上是否存在点M,使 是等腰三角形?若存在,求出所有符合条件
的点M的坐标;若不存在,请说明理由.【变式4-1】如图,抛物线 与x轴交于B,C两点(点B在点C的右侧),其顶点为点
,且抛物线经过点 .连接 交y轴于D
(1)求a,h,k的值.
(2)证明: 是直角三角形.
(3)在对称轴上是否存在点M,使得 是等腰三角形.若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,
请说明理由.
【变式4-2】如图,抛物线 交x轴于A、B两点,交y轴于点C,点A的坐标为 ,点C
坐标为 ,对称轴为 .点M为线段 上的一个动点(不与两端点重合),过点M作 轴,
交抛物线于点P,交 于点Q.
(1)求抛物线及直线 的表达式;
(2)过点P作 ,垂足为点N.求线段 的最大值;
(3)试探究点M在运动过程中,是否存在这样的点Q,使得以A,C,Q为顶点的三角形是等腰三角形.若存在,请求出此时点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【变式4-3】综合与探究:如图,二次函数 的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左
侧),与y轴交于点C,连接 ,点P是第一象限内抛物线上的一个动点,连接 ,交直线 于点
Q.
(1)求A,B,C三点的坐标,并直接写出直线 的函数表达式;
(2)在点P运动的过程中,若 ,求点P的坐标;
(3)在点P运动的过程中,是否存在这样的点Q,使得以A,C,Q为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,
直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
题型五 直角三角形的存在性问题
【例9】如图1,已知抛物线 与 轴交于A, 两点(点A在点B的左侧),与 轴交
于点C,且 ,点P在抛物线上,设点P的横坐标为m.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P是直线 上方抛物线上的点,过点P作 , ,与 分别交于点Q和E,如图2,求 的最大值;
(3)连接 与 ,是否存在以 为直角边的 .如果存在,请直接写出点P的坐标,如果不存在,
请说明理由.
【例10】如图1所示,已知直线 与抛物线 分别交于x轴和y轴上同一点,交点分别
是点 和点 ,且抛物线的对称轴为直线 .
(1)请分别求出k,m,a,b的值;
(2)如图2,点Q是线段 上一点,且 ,点M是y轴上一个动点,求线段 的最小值;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使 是直角三角形?若存在请直接写出P点坐标,不存在请说
明理由.
【变式5-1】如图,抛物线 与x轴交于 、 两点,与y轴交于点C,点D与点
C关于x轴对称,点 是x轴上的一个动点,过点P作x轴的垂线 交抛物线于点Q,交直线 于
点M,交直线 于点E.(1)求抛物线的解析式;
(2)若 平分 时,试求Q点的坐标;
(3)在点P的运动过程中,是否存在点Q,使 是以 为直角边的直角三角形?若存在,求出点Q的
坐标:若不存在,请说明理由.
【变式5-2】已知直线l与 轴、 轴分别相交于 、 两点,抛物线 经
过点 ,交 轴正半轴于点 .
(1)求直线 的函数解析式和抛物线的函数解析式;
(2)在第一象限内抛物线上取点 ,连接 、 ,求 面积的最大值及点 的坐标.
(3)抛物线上是否存在点 使 为直角三角形,如果存在,请直接写出点 的坐标;如果不存在,请说
明理由.
【变式5-3】如图,在平面直角坐标系中,抛物线 与x轴交于 , 两点.与y轴交于点 .
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点P是直线 下方抛物线上的一动点,过点P作x轴的平行线交 于点K,过点P作y轴的平行线
交x轴于点D,求与 的最大值及此时点P的坐标;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点M,使得 是以 为一条直角边的直角三角形:若存在,请求
出点M的坐标,若不存在,请说明理由.
题型六 等腰直角三角形的存在性问题
【例11】如图①,已知抛物线 的图象经过点 , .过点 作 轴交抛物线
于点 , 的平分线交线段 于点 ,连结 .
(1)求抛物线的关系式并写出点 的坐标;
(2)若动点 在 轴下方的抛物线上,连结 、 ,当 面积最大时,求出此时 点横坐标;
(3)若将抛物线向上平移 个单位,且其顶点始终落在 的内部或边上,写出 的取值范围;(4)如图②, 是抛物线的对称轴上 的一点,在抛物线上是否存在点 ,使 成为以点 为直角顶点
的等腰直角三角形?若存在,求出所有符合条件的点 的坐标;若不存在,请说明理由.
【例12】如图,抛物线 与x轴交于 , 两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的函数表达式及抛物线的对称轴;
(2)过点C作x轴的平行线l,点E在直线l上运动,在点E运动的过程中,试判断在对称轴右侧的抛物线上
是否存在点P,使得 是以点P为直角顶点的等腰直角三角形,若存在,请求出点P坐标;若不存在,
请说明理由.
【变式6-1】在平面直角坐标系中,若两点的横坐标不相等,纵坐标互为相反数,则称这两点关于x轴斜对
称,其中一点叫做另一点关于x轴的斜对称点.如:点 , 关于x轴斜对称,在平面直角坐标
系 中,点A的坐标为 .
(1)下列各点中,与点A关于x轴斜对称的点是________(只填序号);
① ,② ,③ ,④ .(2)若点A关于x轴的斜对称点B恰好落在直线 上, 的面积为3,求k的值;
(3)抛物线 上恰有两个点M、N与点A关于x轴斜对称,抛物线的顶点为D,且 为等腰
直角三角形,则b的值为________.
【变式6-2】如图,二次函数 与x轴交于点 ,与y轴交于点C.
(1)求函数表达式及顶点坐标;
(2)连接 ,点P为线段 上方抛物线上一点,过点P作 轴于点Q,交 于点H,当
时,求点P的坐标;
(3)是否存在点M在抛物线上,点N在抛物线对称轴上,使得 是以 为斜边的等腰直角三角形,若
存在,直接写出点M的横坐标;若不存在,请说明理由.
【变式6-3】如图,在平面直角坐标系中,抛物线 与x轴交于 、 两点,
与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;(2)点E为B点左侧x轴上一动点(不与原点O重合),点Q为抛物线上一动点,是否存在以 为斜边的
等腰直角 ?若存在,请求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
1.(2023春·重庆渝北·九年级礼嘉中学校考阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,抛物线
与x轴交于点 ,与y轴交于点C.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点P为线段 上方抛物线上的一点,过点P作 轴交直线 于点E,过点P作 交直线
于点F,求 周长的最大值及此时点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,将抛物线 沿射线 方向平移,得到新抛物线 ,新抛物线和
原抛物线交于点B,点M是x轴上的一动点,点Q是新抛物线上的一点,是否存在以点P、M、Q为顶点
的三角形是以 为斜边的等腰直角三角形,若存在,直接写出所有符合条件的点M的坐标.
2.(2023·陕西西安·陕西师大附中校考三模)已知抛物线L: 经过点 和 ,与x
轴的交点为A、B,且点A在点B的左侧,与y轴交于点C.
(1)求抛物线L的函数表达式:
(2)将抛物线L平移,得到抛物线 ,且点A经过平移后得到的对应点为 .要使 是以 为斜边的
等腰直角三角形,求满足条件的抛物线 的函数表达式.3.(2023秋·广东湛江·九年级校考期末)如图,抛物线 的顶点为 ,与 轴相交于
点 ,与 轴交于点 , (点 在点 的左边).
(1)求抛物线的解析式.
(2)如图,连接 , , .试判定 的形状,并说明理由;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点 ,使 是等腰三角形?若存在,请求出点 的坐标,若不存在,
请说明理由;
4.(2022秋·山东泰安·九年级校考期中)如图,抛物线 与x轴交于A,B两点,与y轴
交于C点.
(1)求A,B,C三点的坐标;
(2)证明 为直角三角形;
(3)在抛物线上除C点外,是否还存在另外一个点P,使 是直角三角形?若存在,请求出点P的坐标;
若不存在,请说明理由.5.(2023秋·广西防城港·九年级统考期末)如图,抛物线 经过点 与点 .
(1)求抛物线对应的函数解析式,并写出抛物线与x轴的交点B的坐标;
(2)点P在线段AC上,过点P作x轴的垂线与抛物线交于点Q,直线PQ交x轴于点M,连接CQ,OP,如
果 ,求PM的长;
(3)探究抛物线的对称轴上是否存在一点E,使得以点E,B,C为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请
求出所有符合条件的点的坐标,若不存在,请说明理由.
6.(2022秋·陕西渭南·九年级校考期中)如图,直线 与 轴、 轴分别交于点 ,点 ,经过 ,
两点的抛物线 与 轴的另一个交点为A,顶点为 ,点 为抛物线的对称轴上的一个动点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)在平面直角坐标系内是否存在点 ,使以 , , , 为顶点的四边形为菱形?若存在,请求出所有
符合条件的点 的坐标;若不存在,请说明理由.7.(2023春·湖南衡阳·九年级校考期中)如图所示,已知抛物线C: 的对称轴为 ,
且经过点 , ,与x轴交于另一点B.
(1)求抛物线C的解析式;
(2)如图所示,若点M是直线 上方抛物线C上的一动点,连接 ,设所得 的面积为S,请
结合图象求S的取值范围;
(3)在(2)的条件下,将抛物线C向右平移4个单位长度得到新抛物线 ,点N是x轴上方抛物线 上一
点,当 的面积S最大时,在x轴是否存在一点P,使得以点A,P,M,N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.
8.(2023秋·湖南湘西·九年级统考期末)如图,在平面直角坐标系中,二次函数 与x轴交于
A、B两点(A点在B点的左侧),直线 与抛物线交于A、C两点.
(1)求点C的坐标;
(2)点P为直线 下方抛物线上一点,过点P作y轴平行线交 于E点,当 最长时求此时点P的坐标;(3)抛物线顶点为M,在平面内是否存在点N,使以 为顶点的四边形为平行四边形?若存在请求
出N点坐标并在备用图中画出图形;若不存在,请说明理由.
9.(2023春·江苏淮安·九年级校考期中)如图1,在平面直角坐标系中,二次函数 的图象与
轴交于点 和点 ,与 轴交于点 ,连接 , .
(1)填空: , , ;
(2)如图2,点 是线段 上方抛物线上的一个动点.过点 作 交线段 于点 ,设点 的横坐
标为 ,记 .
①求 关于 的函数关系式;
②当 取 和 时,试比较 的对应函数值 和 的大小.
(3)如图3,直线 : 经过点 ,点 是直线 上的动点,点 是 轴上的动点,点 是抛物线对称
轴上的动点,当以 、 、 、 为顶点的四边形是菱形时,直接写出所有满足条件的点 的横坐标.
10.(2023秋·广西梧州·九年级统考期末)如图,抛物线 与 轴交于点 和点
,与 轴交于点C.(1)求抛物线的函数表达式;
(2)在抛物线上是否存在一点 (不与点 重合),使 的面积与 的面积相等,若存在,求出点
的坐标;若不存在,请说明理由.
11.(2023秋·四川绵阳·九年级统考期末)二次函数 的图象,与 轴交于原点和点 ,
顶点 的坐标为 .
(1)求二次函数的表达式;
(2)大家知道二次函数的图象是一条抛物线,过 , 两点可画无数条抛物线,设顶点为 ,过
点 向 轴、 轴作垂线,垂足为点 , .求当所得的四边形 为正方形时的二次函数表达式;(3) 点在(1)中求出的二次函数图象上,且 点的坐标为 ,是否存在 的面积为2,若存在,
求出点 的坐标;若不存在,说明理由.
12.(2023秋·湖南永州·九年级校考期末)如图,抛物线 与 轴交于点 , ,
与 轴交于点 ,连接 ,点 为线段 上一个动点(不与点 , 重合),过点 作 轴交抛
物线于点 .
(1)求抛物线的表达式和对称轴;
(2)当抛物线上的点 在 上方运动时,求 面积的最大值.
(3)已知点 是抛物线对称轴上的一个点,点 是平面直角坐标系内一点,当线段 取得最大值时,是否
存在这样的点 , ,使得四边形 是菱形?若存在,请直接写出点 的坐标;若不存在,请说明
理由.
13.(2023秋·广东惠州·九年级校考期末)在平面直角坐标系中,点 是坐标原点,抛物线
经过点 ,对称轴为直线 ,
(1)求 的值;
(2)已知点 在抛物线上,点 的横坐标为 ,点 的横坐标为 ,过点 作 轴的垂线交直线 于
点 ,过点 作 轴的垂线交直线 于点 .
(i)当 时,求 与 的面积之和;
(ii)在抛物线对称轴右侧,是否存在点 ,使得以 为顶点的四边形的面积为 ?若存在,请
求出点 的横坐标 的值;若不存在,请说明理由.