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专题 13 函数中的三角形、四边形存在性问题
函数中三角形、四边形的存在性问题是中考中的常考点,考查内容主要包括等腰三角形、直角三角形、
平行四边形、特殊的平行四边形以及三角形全等和相似的存在性。在解决此类问题时,首先要用坐标把三
角形或四边形的边长表示出来(可以根据勾股定理),在设坐标时,通常只设一个未知数横坐标或者纵坐
标,另一个坐标一般根据函数解析式进行表示,其次根据等腰三角形、直角三角形、平行四边形等的判定
定理列出方程,并求出未知数。
(2022·山东枣庄·统考中考真题)如图①,已知抛物线L:y=x2+bx+c的图象经过点A(0,3),B(1,
0),过点A作AC x轴交抛物线于点C,∠AOB的平分线交线段AC于点E,点P是抛物线上的一个动点.
(1)求抛物线的关系式;
(2)若动点P在直线OE下方的抛物线上,连结PE、PO,当△OPE面积最大时,求出P点坐标;
(3)将抛物线L向上平移h个单位长度,使平移后所得抛物线的顶点落在△OAE内(包括△OAE的边界),
求h的取值范围;
(4)如图②,F是抛物线的对称轴l上的一点,在抛物线上是否存在点P,使△POF成为以点P为直角顶点
的等腰直角三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.(1)利用待定系数法可得抛物线的解析式;
(2)过P作PG y轴,交OE于点G,设P(m,m2﹣4m+3),根据OE的解析式表示点G的坐标,表示
PG的长,根据面积和可得△OPE的面积,利用二次函数的最值可得其最大值;
(3)求出原抛物线的对称轴和顶点坐标以及对称轴与OE的交点坐标、与AE的交点坐标,用含h的代数
式表示平移后的抛物线的顶点坐标,列出不等式组求出h的取值范围;
(4)存在四种情况:作辅助线,构建全等三角形,证明△OMP≌△PNF,根据|OM|=|PN|,列方程可得
点P的坐标;同理可得其他图形中点P的坐标.
【答案】(1)抛物线的解析式为:y=x2﹣4x+3
(2)P点坐标为( , )
(3)h的取值范围为3≤h≤4
(4)存在,点P的坐标是( , )或( , )或( , )或( ,
)
【详解】(1)解:∵抛物线L:y=x2+bx+c的图象经过点A(0,3),B(1,0),
∴ ,
解得 ,
∴抛物线的解析式为:y=x2﹣4x+3;
(2)如图1,过P作PG y轴,交OE于点G,设P(m,m2﹣4m+3),
∵OE平分∠AOB,∠AOB=90°,
∴∠AOE=45°,
∴△AOE是等腰直角三角形,
∴AE=OA=3,
∴E(3,3),
设直线OE的解析式为y=kx,把点(3,3)代入得,
3=3k,
解得k=1,
∴直线OE的解析式为:y=x,
∴G(m,m),
∴PG=m﹣(m2﹣4m+3)=﹣m2+5m﹣3,
∴S OPE=S OPG+S EPG
△ △ △
PG•AE
3×(﹣m2+5m﹣3)
(m2﹣5m+3)
(m )2 ,
∵ 0,
∴当m 时,△OPE面积最大,此时m2﹣4m+3= ,
∴P点坐标为( , );
(3)由y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,得抛物线l的对称轴为直线x=2,顶点为(2,﹣1),
抛物线L向上平移h个单位长度后顶点为F(2,﹣1+h).
设直线x=2交OE于点M,交AE于点N,则N(2,3),如图2,
∵直线OE的解析式为:y=x,
∴M(2,2),
∵点F在△OAE内(包括△OAE的边界),
∴2≤﹣1+h≤3,
解得3≤h≤4;
(4)设P(m,m2﹣4m+3),分四种情况:
①当P在对称轴的左边,且在x轴下方时,如图3,过P作MN⊥y轴,交y轴于M,交l于N,∴∠OMP=∠PNF=90°,
∵△OPF是等腰直角三角形,
∴OP=PF,∠OPF=90°,
∴∠OPM+∠NPF=∠PFN+∠NPF=90°,
∴∠OPM=∠PFN,
∴△OMP≌△PNF(AAS),
∴OM=PN,
∵P(m,m2﹣4m+3),
则﹣m2+4m﹣3=2﹣m,
解得:m 或 ,
∵m >2,不合题意,舍去,
∴m ,
此时m2﹣4m+3= ,
∴P的坐标为( , );②当P在对称轴的左边,且在x轴上方时,
同理得:2﹣m=m2﹣4m+3,
解得:m 或m ,
1 2
∵ >2,不合题意,舍去,
∴m= ,
此时m2﹣4m+3= ,
∴P的坐标为( , );
③当P在对称轴的右边,且在x轴下方时,如图4,过P作MN⊥x轴于N,过F作FM⊥MN于M,
同理得△ONP≌△PMF,
∴PN=FM,
则﹣m2+4m﹣3=m﹣2,
解得:m 或m ;
1 2∵ <2,不合题意,舍去,
∴m= ,
此时m2﹣4m+3= ,
P的坐标为( , );
④当P在对称轴的右边,且在x轴上方时,如图5,
同理得m2﹣4m+3=m﹣2,
解得:m 或 (舍),
P的坐标为:( , );
综上所述,点P的坐标是:( , )或( , )或( , )或( ,
).
本题属于二次函数综合题,主要考查了二次函数的综合应用,二次函数的图象与性质及图形的平移,全等三角形的判定与性质以及解一元二次方程的方法,运用分类讨论思想和方程的思想是解决问题的关键.
(2022·山东烟台·统考中考真题)如图,已知直线y= x+4与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线y=
ax2+bx+c经过A,C两点,且与x轴的另一个交点为B,对称轴为直线x=﹣1.
(1)求抛物线的表达式;
(2)D是第二象限内抛物线上的动点,设点D的横坐标为m,求四边形ABCD面积S的最大值及此时D点的
坐标;
(3)若点P在抛物线对称轴上,是否存在点P,Q,使以点A,C,P,Q为顶点的四边形是以AC为对角线的
菱形?若存在,请求出P,Q两点的坐标;若不存在,请说明理由.
(1)先求得A,C,B三点的坐标,将抛物线设为交点式,进一步求得结果;
(2)作DF⊥AB于F,交AC于E,根据点D和点E坐标可表示出DE的长,进而表示出三角形ADC的
面积,进而表示出S的函数关系式,进一步求得结果;
(3)根据菱形性质可得PA=PC,进而求得点P的坐标,根据菱形性质,进一步求得点Q坐标.
【答案】(1)y=﹣ x2﹣ x+4
(2)S = ,D(﹣ ,5)
最大(3)存在,Q(﹣2, )
【详解】(1)解:当x=0时,y=4,
∴C (0,4),
当y=0时, x+4=0,
∴x=﹣3,
∴A (﹣3,0),
∵对称轴为直线x=﹣1,
∴B(1,0),
∴设抛物线的表达式:y=a(x﹣1)•(x+3),
∴4=﹣3a,
∴a=﹣ ,
∴抛物线的表达式为:y=﹣ (x﹣1)•(x+3)=﹣ x2﹣ x+4;
(2)如图1,
作DF⊥AB于F,交AC于E,
∴D(m,﹣ ﹣ m+4),E(m, m+4),
∴DE=﹣ ﹣ m+4﹣( m+4)=﹣ m2﹣4m,∴S ADC= OA= •(﹣ m2﹣4m)=﹣2m2﹣6m,
△
∵S ABC= = =8,
△
∴S=﹣2m2﹣6m+8=﹣2(m+ )2+ ,
∴当m=﹣ 时,S = ,
最大
当m=﹣ 时,y=﹣ =5,
∴D(﹣ ,5);
(3)设P(﹣1,n),
∵以A,C,P,Q为顶点的四边形是以AC为对角线的菱形,
∴PA=PC,
即:PA2=PC2,
∴(﹣1+3)2+n2=1+(n﹣4)2,
∴n= ,
∴P(﹣1, ),
∵xP+xQ=xA+xC,yP+yQ=yA+yC
∴xQ=﹣3﹣(﹣1)=﹣2,yQ=4﹣ = ,
∴Q(﹣2, ).
本题考查了二次函数及其图象性质,勾股定理,菱形性质等知识,解决问题的关键是熟练掌握相关二次函
数和菱形性质
(2022·湖南郴州·统考中考真题)已知抛物线 与x轴相交于点 , ,与y轴相交
于点C.(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,将直线BC间上平移,得到过原点O的直线MN.点D是直线MN上任意一点.
①当点D在抛物线的对称轴l上时,连接CD,关x轴相交于点E,水线段OE的长;
②如图2,在抛物线的对称轴l上是否存在点F,使得以B,C,D,F为顶点的四边形是平行四边形?若存
在,求出点F与点D的坐标;若不存在,请说明理由.
(1)把 , 代入 即可得出抛物线的表达式;
(2)①求出直线BC解析式: ,再由直线MN: 及抛物线的对称轴: ,即可得出
.进而得出直线CD的解析式为: ,即可得出答案;②分以BC为边时,即 ,
,以及分以BC为对角线时,进行讨论即可得出答案 .
【答案】(1)
(2)① ;②在点F,使得以B,C,D,F为顶点的四边形是平行四边形.当点F的坐标为 时,
点D的坐标: 或 ;当点F的坐标为 时,点D的坐标: .
【详解】(1)解:将点 , 代入 得:解得
∴抛物线的表达式为 .
(2)①由(1)可知: ,
设直线BC: ,将点 , 代入得:
解得
∴直线BC: ,则直线MN: .
∵抛物线的对称轴: ,
把 代入 ,得 ,
∴ .
设直线CD: ,将点 , 代入得:
解得
∴直线CD: .
当 时,得 ,
∴ ,∴ .
②存在点F,使得以B,C,D,F为项点的四边形是平行四边形.
理由如下:
(I)若平行四边形以BC为边时,由 可知,FD在直线MN上,
∴点F是直线MN与对称轴l的交点,即 .
由点D在直线MN上,设 .
如图2-1,若四边形BCFD是平行四边形,则 .
过点D作y轴的垂线交对称轴l于点G,则 .
∵ ,
∴ ,
∵ 轴,
∴ ,
∴ .
又∵ ,
∴ ,
∴ , ,
∵ , ,
∴ ,解得 .∴ ,
如图2-2,若四边形BCDF是平行四边形,则 .
同理可证: ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,解得 .
∴
(II)若平行四边形以BC为对角线时,由于点D在BC的上方,则点F一定在BC的下方.
∴如图2-3,存在一种平行四边形,即 .
设 , ,同理可证: ,
∴ ,
∵ , , ,
∴ .
解得
∴ , .综上所述,存在点F,使得以B,C,D,F为顶点的四边形是平行四边形.
当点F的坐标为 时,点D的坐标: 或 ;
当点F的坐标为 时,点D的坐标: .
本题考查了二次函数的综合题,涉及了待定系数法,二次函数的性质,平行四边形的性质,熟练掌握相关
知识,正确进行分类讨论是解题的关键.
1.(2022·重庆铜梁·铜梁中学校校考模拟)已知如图,直线 与两坐标轴分别交于点 、 ,
点 关于 轴的对称点是点 ,直线 经过点 ,且与 轴相交于点 ,点 是直线 上一动点,
过点 作 轴的平行线交直线 于点 ,再以 为边向右边作正方形 .
(1)①求 的值;
②判断 的形状,并说明理由;
(2)连接 、 ,当 的周长最短时,求点 的坐标;
(3)在(2)的条件下,在 轴上是否存在一点 ,使得 是等腰三角形,若存在,请直接写出点 的
坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)① ②等边三角形,理由见解析(2)
(3)在 轴上存在一点 ,使得 是等腰三角形, 点坐标为 或 或
或
【思路分析】(1)求出 与y轴的交点即可求出b的值,由轴对称的性质求出点D的坐标,由勾股定理
求出 , 的长即可判断 的形状;
(2)设 点关于直线 的对称点为 ,求出点 的坐标,连接 ,则 与直线 的
交点为 点,则当 、 、 三点共线时, 的周长最小,求出直线 的解析式,与 联立求出点
P的坐标,进而可求出点F的坐标;
(3)分3种情况求解即可.
【详解】(1)解:①令 ,则 ,
,
直线 经过点 ,
;
② 是等边三角形,理由如下:
令 ,则 ,
解得 ,
,
点 关于 轴的对称点是点 ,
,
, , ,是等边三角形;
(2)解: ,
直线 ,
令 ,则 ,
,
设 点关于直线 的对称点为 ,
,
,
,
,
,
连接 ,则 与直线 的交点为 点,
,
的周长 ,
当 、 、 三点共线时, 的周长最小,
设直线 的解析式为 ,
,
解得 ,
,联立方程组 ,
解得 ,
,
轴,
,
,
四边形 是正方形,
;
(3)解:在 轴上存在一点 ,使得 是等腰三角形,理由如下:
设 ,
, , ,
当 时, ,
解得 或 ,
或 ;
当 时, ,
解得 ,;
当 时, ,
解得 或 舍 ,
;
综上所述: 点坐标为 或 或 或 .
2.(2022·山东日照·校考一模)如图,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2, 是抛物线 轴下方的抛物线上一点,连接 、 、 ,若 的面积是 面积
的3倍,求点 的坐标
(3)如图3,连接 、 ,在抛物线上是否存在点 (不与点 重合),使得 ?若存在求
出点 的横坐标,若不存在说明理由
【答案】(1) ;
(2)
(3)抛物线上存在一点N,使得 ,点N的坐标是
【思路分析】(1)利用待定系数法即可求得抛物线的解析式;(2)先用待定系数法求出直线 的解析式为 ,设点M的坐标是 ,过点M作直
线 轴交 于点N,则点P的是 ,求出 ,得到 ,
,根据 的面积是 面积的3倍,列方程求得m的值,即可求得点M的坐标;
(3)抛物线上存在一点N,使得 ,过点B作 交 于点E,则 ,证明
得到 ,求出点E的坐标是 ,待定系数法求出直线 的解析式,
联立直线 的解析式与抛物线的解析式即可求出点N的坐标.
【详解】(1)解:把 , 代入 得,
,
解得 ,
∴抛物线的解析式为 ;
(2)如图,
对于 ,
当 时, ,
∴点C的坐标为 ,
设直线 的解析式为 ,代入 , 得,,解得 ,
∴直线 的解析式为 ,
设点M的坐标是 ,过点M作直线 轴交 于点N,
则点P的是 ,
∴ ,
∵ , , ,
∴ , , ,
∵ 的面积是 面积的3倍,
∴ ,
解得 (不合题意,舍去)或 ,
当 时, ,
∴点M的坐标是 ;
(3)抛物线上存在一点N,使得 ,过点B作 交 于点E,则 ,
∵ , ,
∴ ,
∴ 是等腰直角三角形,
∴ ,∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
∴点E的坐标是 ,
设直线 的解析式为 ,代入 , 得,
,解得 ,
∴直线 的解析式为 ,
联立 与 得,
,
解得 或 (不合题意,舍去),
∴抛物线上存在一点N,使得 ,点N的坐标是 .
3.(2022·四川德阳·模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线 与 轴分别交于点
和点 ,与 轴交于点 ,连接 .(1)求抛物线的解析式及点 的坐标;
(2)如图,点 为线段 上的一个动点(点 不与点 , 重合),过点 作 轴的平行线交抛物线于点
,求线段 长度的最大值.
(3)动点 以每秒 个单位长度的速度在线段 上由点 向点 运动,同时动点 以每秒 个单位长度的
速度在线段 上由点 向点 运动,在平面内是否存在点 ,使得以点 , , , 为顶点的四边形
是菱形?若存在,请直接写出符合条件的点 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) ,
(2)当 时,
(3)存在, 或 或
【思路分析】(1)利用待定系数法求出抛物线解析式,再令 ,可得 ,求解即可得点
的坐标;
(2)由 两点坐标求出直线 的解析式,进而设出点 的坐标,进而得出结论;
(3)要使点 , , , 为顶点的四边形是菱形,只需 为等腰三角形,所以 ,
或 ,结合图形得到答案即可.
【详解】(1)解:由题意,将点 、 代入 ,
可得 ,解得 ,
∴ ,
当 时,可有 ,解得 , ,
∴ ;
(2)设直线 的解析式为 ,将点 、 代入,
可得 ,解得 ,
∴ ,
设点 , ,
∴ ,
∴当 时,有 ;
(3)如图1,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
作 轴于 ,
∴ ,
当 时,
∴ ,
∵ ,
∴四边形 为矩形,
∴ ,由 得,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ;
如图 ,
当 时,作 轴于 ,作 轴于 ,
∴ ,
可得四边形 是矩形,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ;
如图 ,当 时,
,
∴ ,
∴ ,
∴ .
综上所述: 或 或 .
4.(2022·海南海口·海南华侨中学校联考模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线
与y轴交于点C,与x轴交于 、 两点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点M从A点出发,在线段AB上以每秒3个单位长度的速度向B点运动,同时点N从B点出发,在线段
BC上以每秒2个单位长度的速度向C点运动,其中一个点到达终点时,另一个点也停止运动,设
的面积为S,点M运动时间为t秒,试求S与t的函数关系,并求S的最大值;
(3)在点M运动过程中,是否存在某一时刻t,使 为直角三角形﹖若存在,求出t的值;若不存在,
请说明理由.
【答案】(1)
(2) ;当 时,
(3)存在, 或 时, 为直角三角形,理由见解答过程
【思路分析】(1)把点 、 的坐标分别代入抛物线解析式,列出关于系数 、 的解析式,通过解方程
组求得它们的值;(2)设运动时间为 秒,利用三角形的面积公式列出 与 的函数关系式,利用二次函数的图象性质进
行解答;
(3)分当 和 两种情况,据余弦函数,可得关于 的方程,解方程,可得答案.
【详解】(1)解:把点 、点 分别代入 得:
,
解得 ,
所以该抛物线的解析式为: ;
(2)解:设运动时间为 秒,则 , ,
,
由题意得,点 的坐标为 ,
在 中, ,
如图,过点 作 于点 ,
,
,
,即 ,
,
,, , 、 中一个点到达终点时,另一个点也停止运动,
当 存在时, ,
当 时, ,
答:运动1秒使 的面积最大,最大面积是 ;
(3)解:存在,理由:如图,在 中, ,
设运动时间为 秒,则 , , ,
当 时, ,即 ,
化简,得: ,
解得: ;
当 时, ,
(即在图中,当 时,
化简,得: ,
解得 ,
综上所述: 或 时, 为直角三角形.
5.(2021·贵州遵义·校考模拟)如图,直线 与 轴、 轴分别交于B、C两点,抛物线
经过点B、C的,与 轴另一交点为A,顶点为D.(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线对称轴是否存在一点E,使得 是等腰三角形,若存在,求出E的点坐标,若不存在,请
说明理由;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点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) 或 或 或 或
(3) 或
【思路分析】(1)先求出B、C坐标,然后把B、C坐标代入抛物线解析式中求解即可;
(2)设点E的坐标为 ,则 , , ,再分三种情况:当 ,
当 ,当 讨论求解即可;
(3)如图所示,当点P在x轴上方时,过点B作 于F,先证明 是等腰直角三角形,则可
设 ,则 ,进而得到 ,求出 得到点P的坐标,
利用对称性求出点P在x轴下方时的坐标即可得到答案.
【详解】(1)解:∵直线 与 轴、 轴分别交于B、C两点,
∴ ,
把 代入抛物线解析式 中得:,
∴ ,
∴抛物线解析式为 ;
(2)解:∵抛物线解析式为 ,
∴抛物线对称轴为直线 ,
设点E的坐标为 ,
∴ , , ,
当 时,则 ,
解得 ,
∴点E的坐标为 或 ;
当 时,则 ,
解得 或 ,
∴点E的坐标为 或 ;
当 时,则 ,
解得 ,
∴点E的坐标为 ;
综上所述,点E的坐标为 或 或 或 或 ;
(3)解:如图所示,当点P在x轴上方时,过点B作 于F,
∵ ,
∴ ,
∴ 是等腰直角三角形,∴可设 ,则 ,
∴ ,
由对称性可知 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ;
∴由对称性可知当点P在x轴下方时,点P的坐标为 ;
综上所述,点P的坐标为 或
6.(2022·四川泸州·校考模拟)如图1,已知抛物线过三点 ), 过线段 的
中点 ,若点 为 所在圆的圆心.(1)求抛物线的解析式;
(2)求 的度数;
(3)求圆心点 的坐标,并判断点 是否在这条抛物线上;
(4)若弧 的中点为 ,是否在 轴上存在点 ,使得 与 相似?若存在,请求出点 的坐标,
若不存在说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)点 在抛物线上,理由见解析
(4)存在,点M的坐标是
【思路分析】(1)待定系数法求解析式即可求解;
(2)过点 作 于 ,分别求得 的长,根据 即可求解;
(3)连接 , ,过点 作 轴,求得 的坐标,证明 是等边三角形,进而根据
,求得 的坐标,进而即可求解;
(4)①点 是弧 的中点, ,则 ,由(3)可得 ,则
,即可求得点 的坐标是 ,②连结 , , ,得出四边形 是菱形,
根据 得出 ,进而即可求解.
【详解】(1)解:把 ,代入抛物线解析式 中,得把 ,分别代入抛物线解析式 中,
得 ,
解得 ,
则这条抛物线解析式 ;
(2)如图1,过点 作 于 ,
∵ ,
∴ , ,
∴ ,
∵ ,
∴ ;
(3)如图2,连接 , ,过点 作 轴,
∵∴ ,
∵线段 的中点是 ,
∴点 ,
∴
∵ ,
∴ 垂直平分 ,
又∵ ,
∴ , ,
∴
∴ 是直角三角形,
∵
∴
∴ 是等边三角形,
∴
∵
∴
∴
∴
∴点 的坐标为 ,
∵ ,
∴点 在抛物线上;
(4)存在,
如图3,①∵点 是弧 的中点,
当 时,
∴ ,又 ,
∴ ,
则 ,
∵ ,
∴ ,
∴ 的坐标是 ,
②连结 , , ,
∵ ,
∴ , ,
又∵ ,
∴ ,
∴四边形 是菱形,
∵ ,
∴ ,
∵ 为 的中点,
∴ ,
∴ ,∴ ,
若 ,
则 ,
∴
,
∴ 的坐标是 ,
则点 的坐标是 .
7.(2022·山东日照·校考二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线 经过点 ,点
M为抛物线的顶点,点B在y轴上,直线 与抛物线在第一象限交于点 .
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接 ,若过点O的直线交线段 于点P,将三角形 的面积分成 的两部分,请求出点P的
坐标;
(3)若Q是直线 上方抛物线上一个动点(不与点A、C重合),当 的面积等于 的面积时,
求出Q点的坐标;
(4)在抛物线的对称轴上有一动点H,在抛物线上是否存在一点N,使以点A、H、C、N为顶点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.
【答案】(1)
(2)点 或 ;
(3) 或 ;
(4) 或 或 .
【思路分析】(1)将点 、 的坐标代入抛物线表达式即可求解;
(2)OP将 的面积分成1:2的两部分,则 或 ,由 或
,可得: 或 ,再求解直线 为 ,即可求解;
(3)如图, 先求解 ,可得 ,把直线 向上平移4个单位可得一次函数的解析式为:
,则直线 与抛物线的交点 满足 ,再建立方程组可得答案;
(4)如图,先求解抛物线的对称轴为:直线 ,设 , ,再分三种
情况讨论:当 为对角线时,当 为对角线时,当 为对角线时,则 ,再利用中点坐标
公式列方程求解即可.
【详解】(1)解:将点 、 的坐标代入抛物线表达式得:
,解得: ,
∴抛物线的解析式为: ;
(2)如图,点 、 ,∴ ,
将 的面积分成 的两部分,
∴ 或 ,
∴ 或 ,
解得: 或 ,
设直线 为 ,
∴ ,
解得: ,
∴直线 为 ,
当 时,则 ,当 时,则 ,
∴点 或 ;
(3)如图,由(2)可得直线 为 ,
当 时, ,则 ,此时 ,
把直线 向上平移4个单位可得一次函数的解析式为: ,
则直线 与抛物线的交点 满足 ,∴ ,解得: 或 ,
∴ 或 ;
(4)如图, , ,
∵抛物线为: ,
∴抛物线的对称轴为:直线 ,
设 , ,
当 为对角线时,则 ,
解得: ,则 ,
当 为对角线时,如图,则 ,解得: ,
∴ ,
∴ ,
当 为对角线时,则 ,
解得: ,
∴ ,
∴ ,
综上: 的坐标为: 或 或 .
8.(2022·重庆·重庆八中校考模拟)平面直角坐标系中,抛物线 与直线 交于点 ,
,与y轴交于点C.(1)求抛物线的函数表达式及顶点坐标;
(2)如图1,连接 ,点P是线段 上方抛物线上的一个动点,过点P作PZ x轴交 于点Z,过点P
作PQ CB交直线 于点Q,求 的最大值及此时点P的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,将该抛物线向下平移 个单位,向右平移3个单位,使得P点对应点 .点
S是新抛物线对称轴上一点,在平面上否存在一点N,使以 、S、A、N为顶点的四边形是菱形,若存在,
请直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) ,
(2) 最大值为 ,
(3) 或
【思路分析】(1)运用待定系数法即可求解;
(2)设 ,过P作 轴交 于M,过Q作 轴交 于N,根据待
定系数法求直线 , 解析式,则可求M,Z的坐标,从而求出 , ,然后证明 可得
, ,再证明 ,得出 ,进而得出
,最后利用二次函数的性质即可求解;(3)根据平移的性质可得新抛物线为 , ,然后分①以 , 为对角线;②以
, 为对角线;③以 , 为对角线三种情况讨论即可.
【详解】(1)解:∵抛物线 经过点 , ,
∴ ,
解得: ,
∴抛物线解析式为 ,
∵
∴顶点坐标为 ;
(2)解:设 ,
过P作 轴交 于M,过Q作 轴交 于N,
∵ , ,
∴直线 的解析式为 ,
∵ 轴,
∴P、M的横坐标相同,
∴ ,∴ ,
易求 ,
∵ ,
∴直线 的解析式为 ,
∵ 轴,
∴P、Z的纵坐标相同,
∴Z的纵坐标为 ,
∴ ,
解得 ,
∴ ,
∴ ,
∵ 轴, , 轴 ,
∴ , , ,
∴ ,
又 ,
∴ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
∴ , ,
∵ 轴, 与x轴所交的锐角为
∴ ,∴ 是等腰直角三角形,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴
,
∴当 时, 有最大值为 ,
此时 ,
∴ ;
(3)解:抛物线 向下平移 个单位,向右平移3个单位,得到新抛物线 ,
向下平移 个单位,向右平移3个单位,得到
设 , ,
令 ,则 ,解得 , ,
∴ ,
①以 , 为对角线时,
,解得 ,
又 ,
∴ ,
∴ ,
∴
②以 , 为对角线时,
,
解得 ,,
又 ,
∴ ,
∴ ,
∴无解,
∴不符合题,舍去;
③以 , 为对角线时,
,
解得 ,
又 ,
∴ ,
∴ (正跟舍去),
∴ ,
综上, 或 .
9.(2022·甘肃平凉·校考二模)如图, 拋物线 交 轴于点 ,交 轴于点 、C两点,点 为线段 上的一个动点(不与 重合),过点 作 轴,交 于点 ,交抛物线
于点 .
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接 和 ,当 的面积最大时,求出点 的坐标及 的最大面积;
(3)在平面内是否存在一点 ,使得以点A,M,N,P为顶点,以 为边的四边形是菱形?若存在,请求
出点 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) ;
(2)当 时, 有最大值,最大值为8,此时D ;
(3)P 或 .
【思路分析】(1)将A,B的坐标代入抛物线的解析式组成二元一次方程组,求解即可;
(2)设D ,根据坐标的特点,可得出点M,N的坐标,再根据三角形的面积公式可表达
的面积,根据二次函数的性质可得出结论;
(3)根据题意,易证 ,由此得出 和 的长,再根据题意需要分两种情况讨论:①当
时,②当 时,分别求解即可.
【详解】(1)解:将点 ,点 代入抛物线 ,
∴ ,
∴ .∴抛物线的解析式为: ;
(2)解:∵点 ,点 ,
∴直线 的解析式为: ;
设D ,
∵ 轴,点M在直线 上,点N在抛物线上,
∴ ,
∴ ,
∴ 的面积 ,
∵ ,
∴当 时, 有最大值,最大值为8,此时D ;
(3)解:存在,如图,过点M作 轴于点E,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
中, ,
∴ ,∴ ,
∴ .
根据题意,需要分两种情况讨论:
① 时,如图,
此时 ,
解得 或t=0(舍),
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴点P在y轴上,
∴ ,
∴P ;
②当 时,如图,此时 与 互相垂直平分,设 与 交于点F,
∴ ,
∵ ,
∴ ,解得 或 (舍),
∴ ,
∴P .
综上,存在点P,使得以点A,M,N,P为顶点,以 为边的四边形是菱形,此时P 或 .
10.(2022·辽宁鞍山·统考二模)如图,已知抛物线 与x轴交于A,B两点,点A的坐标为
,点B的坐标 ,与y轴交于点C,点D是点C关于抛物线对称轴的对称点,连接CD,过点D
作 轴于点H,过点A作 交DH的延长线于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在线段AE上找一点M,在线段DE上找一点N,求 的周长最小值;
(3)在(2)问的条件下,将得到的 沿射线AE平移得到 ,记在平移过程中,在抛物线上是否
存在这样的点Q,使 、 、 、 为顶点的四边形为菱形,若存在,直接写出 平移的距离;若
不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在, ,理由见解析【思路分析】(1)将A,B两点的坐标代入解析式,待定系数法求解析式即可求解;
(2)作点 关于 的对称点 ,关于 的对称点 ,过点 作 交 的延长线于点 ,连接
,则 的周长为最小值为 的长,勾股定理即可求解;
(3)在(2)的基础上,证明四边形 是菱形,求得 的长,求得直线 与坐标轴的交点坐标,
证明 ,即可求得平移距离.
【详解】(1)解:∵已知抛物线 与x轴交于A,B两点,点A的坐标为 ,点B的坐
标 ,
∴ ,
解得 ,
;
(2)如图,作点 关于 的对称点 ,关于 的对称点 ,过点 作 交 的延长线于点 ,
连接 ,交AE、DE于M′、N′,
,
,
的周长为 ,当 四点共线时,取得最小值,即 与
重合, 与 重合,的周长为最小值为 的长,
轴于点H,
三点共线, 三点共线,
根据题意可知点D是点C关于抛物线对称轴的对称点,
轴,
由
对称轴为 ,则
,
与 轴的交点为 ,即点 ,
点A的坐标为 ,
,
,
,
∴ ,
,
,
,
, ,
,
在 中, ,
即 的周长最小值为 ;
(3)存在, ,理由如下,由(2)可知
又
在 轴上,是等边三角形,
又
,
,
,
四边形 是平行四边形,
又 ,
四边形 是菱形,
设 为直线 上一点,
, ,
设直线 的解析式为 ,
,
解得 ,
直线 的解析式为 ,
,
解得 或 ,,
,
,
,
, ,
的中点坐标为 ,与点 重合,
,
根据题意,使 、 、 、 为顶点的四边形为菱形,则,平移距离为 .