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挑战 20 2 3 年中考数学压轴题之学霸秘笈大揭秘 ( 全国通用 )
专题14二次函数与线段数量关系最值定值问题
图形运动的过程中,求两条线段之间的函数关系,是中考数学的热点问题.
产生两条线段间的函数关系,常见的情况有两种,一是勾股定理,二是比例关系.还有一种不常见的,就
是线段全长等于部分线段之和.由比例线段产生的函数关系问题,在两种类型的题目中比较常用.
一是由平行线产生的对于线段成比例,二是相似三角形的对应边成比例.
一般步骤是先说理产生比例关系,再代入数值或表示数的字母,最后整理、变形,根据要求写出定义域.
关键是寻找比例关系,难点是有的整理、变形比较繁琐,容易出错.
【例1】(2022•武汉模拟)抛物线y=x2﹣2x+m的顶点A在x轴上,与y轴交于点B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,直线CD∥AB交抛物线于C,D两点,若 ,求△COD的面积;
(3)如图2,P为抛物线对称轴上顶点下方的一点,过点 P作直线交抛物线于点E,F,交x轴于点
M,求 的值.
【分析】(1)运用待定系数法即可求得答案;
(2)运用待定系数法求得直线AB的解析式为y=﹣x+1,根据CD∥AB,设直线CD的解析式为y=﹣
x+d,C(x ,y ),D(x ,y ),联立并整理得x2﹣x+1﹣d=0,利用根与系数关系可得:x +x =1,
C C D D C Dx •x =1﹣d,y =﹣x +d,y =﹣x +d,再由 ,可得CD=3AB=3 ,建立方程求解即可得出
C D C C D D
答案;
(3)过点 E作EG∥x轴交抛物线对称轴于点 G,过点 F作FH∥x轴交抛物线对称轴于点 H,则
AM∥EG∥FH,可得: = , = ,设直线PM的解析式为y=kx+n,可得:P(1,k+n),M
(﹣ ,0),联立并整理得:整理得:x2﹣(k+2)x+1﹣n=0,利用根与系数关系可得:x +x =k+2,
E F
x •x =1﹣n,再分两种情况:k<0或k>0,分别求出 的值即可.
E F
【解答】解:(1)∵抛物线y=x2﹣2x+m=(x﹣1)2+m﹣1的顶点A(1,m﹣1)在x轴上,
∴m﹣1=0,
∴m=1,
∴该抛物线的解析式为y=x2﹣2x+1;
(2)∵y=x2﹣2x+1=(x﹣1)2,
∴顶点A(1,0),
令x=0,得y=1,
∴B(0,1),
在Rt△AOB中,AB= = = ,
设直线AB的解析式为y=kx+b,
则 ,
解得: ,
∴直线AB的解析式为y=﹣x+1,
∵CD∥AB,
∴设直线CD的解析式为y=﹣x+d,C(x ,y ),D(x ,y ),
C C D D
则x2﹣2x+1=﹣x+d,
整理得:x2﹣x+1﹣d=0,
∴x +x =1,x •x =1﹣d,
C D C D
y =﹣x +d,y =﹣x +d,
C C D D∴y ﹣y =(﹣x +d)﹣(﹣x +d)=x ﹣x ,
C D C D D C
∵ ,
∴CD=3AB=3 ,
∴CD2=(3 )2=18,
∴(x ﹣x )2+(y ﹣y )2=18,即(x ﹣x )2+(x ﹣x )2=18,
C D C D C D D C
∴(x ﹣x )2=9,
C D
∴(x +x )2﹣4x •x =9,即1﹣4(1﹣d)=9,
C D C D
解得:d=3,
∴x2﹣x﹣2=0,
解得:x=2或﹣1,
∴C(2,1),D(﹣1,4),
设直线CD:y=﹣x+3交y轴于点K,
令x=0,则y=3,
∴K(0,3),
∴OK=3,
∴S△COD = OK×|x
C
﹣x
D
|= ×3×3= ;
(3)如图2,过点E作EG∥x轴交抛物线对称轴于点G,过点F作FH∥x轴交抛物线对称轴于点H,
则AM∥EG∥FH,
∴ = , = ,
设直线PM的解析式为y=kx+n,
当x=1时,y=k+n,
∴P(1,k+n),
当y=0时,kx+n=0,
解得:x=﹣ ,
∴M(﹣ ,0),
∴AM=|1﹣(﹣ )|=| |,由x2﹣2x+1=kx+n,
整理得:x2﹣(k+2)x+1﹣n=0,
则x +x =k+2,x •x =1﹣n,
E F E F
∵EG=|x ﹣1|,FH=|x ﹣1|,
E F
∴ + = + = ,
当k<0时,点E、F、M均在对称轴直线x=1左侧,
∴EG=|x ﹣1|=1﹣x ,FH=|x ﹣1|=1﹣x ,AM=| |= ,
E E F F
∴ + = = = = ,
∴ + =AM×( + )= × =1;
当k>0时,点E、F、M均在对称轴直线x=1右侧,
∴EG=|x ﹣1|=x ﹣1,FH=|x ﹣1|=x ﹣1,AM=| |=﹣ ,
E E F F
∴ + = = = =﹣ ,
∴ + =AM×( + )=﹣ ×(﹣ )=1;
综上所述, 的值为1.【例2】(2022•黄石)如图,抛物线y=﹣ x2+ x+4与坐标轴分别交于A,B,C三点,P是第一象限内
抛物线上的一点且横坐标为m.
(1)A,B,C三点的坐标为 (﹣ 2 , 0 ) , ( 3 , 0 ) , ( 0 , 4 ) .
(2)连接AP,交线段BC于点D,
①当CP与x轴平行时,求 的值;
②当CP与x轴不平行时,求 的最大值;
(3)连接CP,是否存在点P,使得∠BCO+2∠PCB=90°,若存在,求m的值,若不存在,请说明理
由.
【分析】(1)令x=0,则y=4,令y=0,则﹣ x2+ x+4=0,所以x=﹣2或x=3,由此可得结论;
(2)①由题意可知,P(1,4),所以CP=1,AB=5,由平行线分线段成比例可知, = = .
②过点P作PQ∥AB交BC于点Q,所以直线BC的解析式为:y=﹣ x+4.设点P的横坐标为m,则
P(m,﹣ m2+ m+4),Q( m2﹣ m,﹣ m2+ m+4).所以PQ=m﹣( m2﹣ m)=﹣ m2+m,因为PQ∥AB,所以 = = =﹣ (m﹣ )2+ ,由二次函数的性质可得结
论;
(3)假设存在点P使得∠BCO+2∠BCP=90°,即0<m<3.过点C作CF∥x轴交抛物线于点F,由
∠BCO+2∠PCB=90°,可知CP平分∠BCF,延长CP交x轴于点M,易证△CBM为等腰三角形,所以
M(8,0),所以直线CM的解析式为:y=﹣ x+4,令﹣ x2+ x+4=﹣ x+4,可得结论.
【解答】解:(1)令x=0,则y=4,
∴C(0,4);
令y=0,则﹣ x2+ x+4=0,
∴x=﹣2或x=3,
∴A(﹣2,0),B(3,0).
故答案为:(﹣2,0);(3,0);(0,4).
(2)①∵CP∥x轴,C(0,4),
∴P(1,4),
∴CP=1,AB=5,
∵CP∥x轴,
∴ = = .
②如图,过点P作PQ∥AB交BC于点Q,
∴直线BC的解析式为:y=﹣ x+4.设点P的横坐标为m,
则P(m,﹣ m2+ m+4),Q( m2﹣ m,﹣ m2+ m+4).
∴PQ=m﹣( m2﹣ m)=﹣ m2+ m,
∵PQ∥AB,
∴ = = =﹣ (m﹣ )2+ ,
∴当m= 时, 的最大值为 .
另解:分别过点P,A作y轴的平行线,交直线BC于两点,仿照以上解法即可求解.
(3)假设存在点P使得∠BCO+2∠BCP=90°,即0<m<3.
过点C作CF∥x轴交抛物线于点F,
∵∠BCO+2∠PCB=90°,∠BCO+∠BCF+∠MCF=90°,
∴∠MCF=∠BCP,
延长CP交x轴于点M,
∵CF∥x轴,
∴∠PCF=∠BMC,
∴∠BCP=∠BMC,
∴△CBM为等腰三角形,
∵BC=5,
∴BM=5,OM=8,
∴M(8,0),∴直线CM的解析式为:y=﹣ x+4,
令﹣ x2+ x+4=﹣ x+4,
解得x= 或x=0(舍),
∴存在点P满足题意,此时m= .
【例3】(2022•河南三模)如图,抛物线y=ax2+bx﹣4交x轴于A,B两点,交y轴于点C,OB=2OC=
4OA,连接AC,BC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点D是抛物线y=ax2+bx﹣4的图象上在第四象限内的一动点,DE⊥x轴于点E,交BC于点F.设
点D的横坐标为m.
①请用含m的代数式表示线段DF的长;
②已知DG∥AC,交BC于点G,请直接写出当 时点D的坐标.
【分析】(1)由抛物线y=ax2+bx﹣4,可知c=﹣4,故OC=4,而OB=2OC=4OA,则OA=2,OB
=8,确定点A、B、C的坐标,再用待定系数法求函数解析式即可;
(2)①先求出直线BC的解析式,再设点D为(m, m2﹣ m﹣4),可得F(m, m﹣4),即可得
出线段DF的长;
②证明△AOC∽△FGD,根据相似三角形的性质可得DF=3,再根据①得出的式子求出m的值,即可
求解.
【解答】解:(1)在抛物线y=ax2+bx﹣4中,
令x=0,则y=﹣4,
∴点C的坐标为(0,﹣4),∴OC=4,
∵OB=2OC=4OA,
∴OA=2,OB=8,
∴点A为(﹣2,0),点B为(8,0),
则把点A、B代入解析式,得:
,
解得: ,
∴此抛物线的表达式为y= x2﹣ x﹣4;
(2)①设直线BC的解析式为y=mx+n,则
把点B、C代入,得 ,
解得: ,
∴直线AC的解析式为y= x﹣4;
设点D为(m, m2﹣ m﹣4),可得F(m, m﹣4),
∴DF= m﹣4−( m2﹣ m﹣4)=﹣ m2+2m;
②∵点A为(﹣2,0),点B为(8,0),点C的坐标为(0,﹣4),∴AC2=22+42=20,BC2=82+42=80,AB2=(8+2)2=100,
∴AC2+BC2=AB2,
∴△ABC是直角三角形,∠ACB=∠ACO+∠OCF=90°,
∵DG∥AC,
∴∠DGC=∠ACB=90°,
∴∠DGF=∠AOC=90°,
∴∠DFG+∠FDG=90°,
∵DE⊥x轴,
∴DE∥y轴,
∴∠OCF=∠DFG,
∵∠ACO+∠OCF=90°,∠DFG+∠FDG=90°,
∴∠ACO=∠FDG,
∴△AOC∽△FGD,
∴ ,
∵AC2=22+42=20,
∴AC=2 ,
∵DG= AC,
∴DG= ,
∴ ,
∴DF=3,
∵DF=﹣ m2+2m,
∴﹣ m2+2m=3,解得m =2,m =6,
1 2
∴点D的坐标为(2,﹣6)或(6,﹣4).
【例4】(2021•大庆)如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于原点O和点A,且其顶点B关于x轴的对称
点坐标为(2,1).
(1)求抛物线的函数表达式;(2)抛物线的对称轴上存在定点 F,使得抛物线y=ax2+bx+c上的任意一点G到定点F的距离与点G
到直线y=﹣2的距离总相等.
①证明上述结论并求出点F的坐标;
②过点F的直线l与抛物线y=ax2+bx+c交于M,N两点.
证明:当直线l绕点F旋转时, + 是定值,并求出该定值;
(3)点C(3,m)是该抛物线上的一点,在x轴,y轴上分别找点P,Q,使四边形PQBC周长最小,
直接写出P,Q的坐标.
【分析】(1)求出B(2,﹣1),A(4,0),再将点O、点A、点B代入抛物线y=ax2+bx+c,即可求
解解析式;
(2)①设F(2,m),G(x, x2﹣x),由已知可得(x﹣2)2+ = ,
整理得到m(m﹣ x2+2x)=0,因为任意一点G到定点F的距离与点G到直线y=﹣2的距离总相等,
所以m=0,即可求F坐标;②设过点F的直线解析式为y=kx﹣2k,M(x ,y ),N(x ,y ),联
M M N N
立直线与抛物线解析式得x2﹣(4+4k)x+8k=0,则有x +x =4+4k,x •x =8k,y +y =4k2,y •y =
M N M N M N M N
﹣4k2,由①可得 + = + =1;
(3)作B点关于y轴的对称点B',作C点关于x轴的对称点C',连接C'B'交x轴、y轴分别于点P、Q,
四边形PQBC周长=BQ+PQ+PC+BC=B'Q+PQ+C'P+CB=C'B'+CB,求出B'(﹣2,﹣1),C'(3,),可得直线B'C'的解析为y= x﹣ ,则可求Q(0,﹣ ),P( ,0).
【解答】解:(1)∵顶点B关于x轴的对称点坐标为(2,1),
∴B(2,﹣1),
∴A(4,0),
将点O、点A、点B代入抛物线y=ax2+bx+c,
得到 ,解得 ,
∴y= x2﹣x;
(2)①设F(2,m),G(x,y),
∴G点到直线y=﹣2的距离为|y+2|,
∴(y+2)2=y2+4y+4,
∵y= x2﹣x,
∴(y+2)2=y2+4y+4=y2+x2﹣4x+4=y2+(x﹣2)2,
∴G到直线y=﹣2的距离与点(2,0)和G点的距离相等,
∴抛物线上的任意一点G到定点F的距离与点G到直线y=﹣2的距离总相等;
∵G到定点F的距离与点G到直线y=﹣2的距离相等,
∴(x﹣2)2+ = ,
整理得,m(m﹣ x2+2x)=0,
∵距离总相等,
∴m=0,
∴F(2,0);
②设过点F的直线解析式为y=kx﹣2k,M(x ,y ),N(x ,y ),
M M N N
联立 ,整理得x2﹣(4+4k)x+8k=0,
∴x +x =4+4k,x •x =8k,
M N M N
∴y +y =4k2,y •y =﹣4k2,
M N M N∵M到F点与M点到y=﹣2的距离相等,N到F点与N点到y=﹣2的距离相等,
∴ + = + = = =1,
∴ + =1是定值;
(3)作B点关于y轴的对称点B',作C点关于x轴的对称点C',连接C'B'交x轴、y轴分别于点P、Q,
∵BQ=B'Q,CP=C'P,
∴四边形PQBC周长=BQ+PQ+PC+BC=B'Q+PQ+C'P+CB=C'B'+CB,
∵点C(3,m)是该抛物线上的一点
∴C(3,﹣ ),
∵B(2,﹣1),
∴B'(﹣2,﹣1),C'(3, ),
∴直线B'C'的解析为y= x﹣ ,
∴Q(0,﹣ ),P( ,0).
1.(2020•道里区二模)已知:在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,抛物线y=﹣ +bx+3交x轴
于A、B两点(点B在点A的右边)交y轴于点C,OB=3OC.
(1)如图1,求抛物线的解析式;(2)如图2,点E是第一象限抛物线上的点,连接BE,过点E作ED⊥OB于点D,tan∠EBD= ,求
△BDE的面积;
(3)如图3,在(2)的条件下,连接BC交DE于点Q,点K是第四象限抛物线上的点,连接 EK交
BC于点M,交x轴于点N,∠EMC=45°,过点K作直线KT⊥x轴于点T,过点E作EL∥x轴,交直线
KT于点L,点F是抛物线对称轴右侧第一象限抛物线上的点,连接 ET、LF,LF的延长线交ET于点
P,连接DP并延长交EL于点S,SE=2SL,求点F的坐标.
【分析】(1)用待定系数法即可求解;
(2)在 Rt△EDB 中, ,则 ,解得 t =3,t =9(舍去),利用
1 2
,求出点E的坐标,进而求解;
(3)证明四边形DELT是正方形和△EPS≌△EPL(SAS),则 ,
RL=11﹣n,故 ,即可求解.
【解答】解:(1)如图1,当x=0时, ,
∴C(0,3),∴OC=3,
∵OB=3OC,
∴OB=9,∴B(9,0),
∵点B在抛物线 上,∴ , ,
∴抛物线的解析式为 ;
(2)如图2,设 ,
∴ ,BD=9﹣t,
在Rt△EDB中, ,
∴ ,
解得t =3,t =9(舍去),
1 2
∴ ,
∴E(3,8),OD=3,BD=6,ED=8,
∴ ;
(3)如图3,连接CD,
∵OC=OD=3,∠COD=90°,
∴∠ODC=∠OCD=45°
∵∠EDO=90°,
∴∠EDC=45°,
∴∠EDC=∠EMQ,∵∠QCD=180°﹣∠CDQ﹣∠CQD,∠QEM=180°﹣∠QME﹣∠EQM,
∴∠DCQ=∠DEM,
过点D作DG⊥BC于点G ,BD=6, ,
设CG=a,则 ,
在Rt△CGD中,DG2=CD2﹣CG2,
在Rt△BGD中,DG2=BD2﹣BG2,
∴CD2﹣CG2=BD2﹣BG2,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,∴DN=4,
∴N(7,0),
过点K作KH⊥ED于点H,
设 ,
∴KH=m﹣3, ,
∵ ,
∴ ,
∴m =11,m =3(舍),
1 2
当m=11时, ,
∴K(11,﹣8),
∴T(11,0),L(11,8),
∴EL=ED=8,∵∠EDT=∠DTL=∠ELT=90°,
∴四边形DELT是矩形,
∵EL=ED,
∴四边形DELT是正方形
∴∠DET=∠LET,
又∵EP=EP,ED=EL,
∴△EPS≌△EPL(SAS),
∴∠EDS=∠ELP,
∵SE=2SL,
∴ ,
在Rt△SED中, ,
∴ ,
过点F作FR⊥EL于点R,设 ,
则 ,RL=11﹣n,
∴ ,
∴n2﹣6n﹣7=0,
∴n =7,n =﹣1(舍),
1 2
∴ .
2.(2020•三明二模)如图,抛物线y=x2+mx(m<0)交x轴于O,A两点,顶点为点B.
(Ⅰ)求△AOB的面积(用含m的代数式表示);
(Ⅱ)直线y=kx+b(k>0)过点B,且与抛物线交于另一点D(点D与点A不重合),交y轴于点C.
过点C作CE∥AB交x轴于点E.
(ⅰ)若∠OBA=90°,2< <3,求k的取值范围;
(ⅱ)求证:DE∥y轴.【分析】(I)先根据顶点式可得点B的坐标,令y=0,解方程可得点A的坐标,从而得OA=﹣m,根
据三角形面积公式可得△AOB的面积;
(II)(i)如图2,作BF⊥AO,可证明△EOC∽△AFB,列比例式,根据△OAB为等腰直角三角形和
点B的坐标,列关于m的方程,可得结论;
(ii)先求BC的解析式确定点C的坐标,根据方程组的解析可得点D的横坐标,根据CE∥AB确定CE
的解析式,根据y=0可得E的坐标,由D和E的横坐标相等可得结论.
【解答】解:(Ⅰ)如图1,y=x2+mx= ,
∴点B的坐标为 ,
由x2+mx=0,得x =0,x =﹣m,
1 2
∴A(﹣m,0),
∴OA=﹣m,
∴S△OAB = = =﹣ ;(Ⅱ) (ⅰ)如图2,作BF⊥x轴于点F,
则∠AFB=∠EOC=90°.
∵CE∥AB,
∴∠OEC=∠FAB¸
∴△EOC∽△AFB.
∴ .
∵ ,
∴ ,
∵抛物线的顶点坐标为B( , ),∠OBA=90°,
∴△OAB为等腰直角三角形,
∴ ,
∵m≠0,
∴m=﹣2,
∴B(1,﹣1),
∴BF=1,
∴2<OC<3,
∵点C为直线y=kx+b与y轴交点,
∴2<﹣b<3,
∵直线y=kx+b(k>0)过点B,∴k+b=﹣1,
∴﹣b=k+1,
∴2<k+1<3,
∴1<k<2;
(ⅱ)如图3,∵直线y=kx+b(k>0)过点B( , ),
∴ ,
∴ ,
∴y=kx+ ,
∴C(0, ),
由x2+mx=kx+ ,得:
x2+(m﹣k)x﹣ =0,△=(m﹣k)2+4× =k2,
解得x = ,x = ,
1 2
∵点D不与点B重合,
∴点D的横坐标为 ,
设直线AB的表达式为y=px+q,则: .
解得. ,
∴直线AB的表达式为y= ﹣ ,
∵直线CE∥AB,且过点C,
∴直线CE的表达式为y= + ,
当y=0时,x= ,
∴E( ,0),
∴点D,E的横坐标相同,
∴DE∥y轴.
3.(2022•杜尔伯特县一模)如图,已知抛物线 y=x2+bx+c与x轴相交于A(﹣1,0),B(m,0)两点,
与y轴相交于点C(0,﹣3),抛物线的顶点为D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点E在x轴上,且∠ECB=∠CBD,求点E的坐标.
(3)若P是直线BC下方抛物线上任意一点,过点P作PH⊥x轴于点H,与BC交于点M.
①求线段PM长度的最大值.②在①的条件下,若F为y轴上一动点,求PH+HF+ CF的最小值.
【分析】(1)将A(﹣1,0)、C(0,﹣3)代入y=x2+bx+c,待定系数法即可求得抛物线的解析式;
(2)根据待定系数法,可得BD的解析式,根据平行线的判定和两平行直线的函数解析式的关系,根
据待定系数法,可得CE的解析式,进一步可得答案;
(3)①根据BC的解析式和抛物线的解析式,设P(x,x2﹣2x﹣3),则M(x,x﹣3),表示PM的
长,根据二次函数的最值可得:当x= 时,PM的最大值;
②当PM的最大值时,P( ,﹣ ),确定F的位置:在x轴的负半轴了取一点 K,使∠OCK=
45°,过F作FN⊥CK于N,当N、F、H三点共线时,如图2,FH+FN最小,即PH+HF+ CF的值最
小,根据45度的直角三角形的性质可得结论.
【解答】解:(1)把A(﹣1,0),点C(0,﹣3)代入抛物线y=x2+bx+c中得: ,
解得: ,
∴抛物线的解析式为:y=x2﹣2x﹣3;
(2)∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4
∴顶点D(1,﹣4),
当y=0时,x2﹣2x﹣3=0,
(x﹣3)(x+1)=0,
x=3或﹣1,
∴B(3,0);如图1,连接BD,
设BD所在直线的解析式为:y=k(x﹣3),将D点坐标代入函数解析式,得﹣2k=﹣4,
解得k=2,
故BD所在直线的解析式为:y=2x﹣6,
∵∠ECB=∠CBD,
∴CE∥BD,
设CE所在直线的解析式为:y=2x+b,将C点坐标代入函数解析式,得b=﹣3,
故CE所在直线的解析式为:y=2x﹣3,
当y=0时,x= .
当点E在点B的右侧时,直线CE经过BD的中点(2,2),
此时CE的解析式为y= x﹣3,
∴点E的坐标是(6,0).
∴综上所述,点E的坐标是( ,0)或(6,0);
(3)①如图2,
∵B(3,0),C(0,﹣3),设BC的解析式为:y=kx+b,
则 ,
解得: ,
BC的解析式为:y=x﹣3,
设P(x,x2﹣2x﹣3),则M(x,x﹣3),
∴PM=(x﹣3)﹣(x2﹣2x﹣3)=﹣x2+3x=﹣(x﹣ )2+ ,
当x= 时,PM有最大值为 ;
②当PM有最大值,P( ,﹣ ),
在x轴的负半轴了取一点K,使∠OCK=45°,过F作FN⊥CK于N,
∴FN= CF,
当N、F、H三点共线时,PH+NH最小,即PH+HF+ CF的值最小,
Rt△OCK中,OC=3,
∴OK=3,
∵OH= ,
∴KH= +3= ,
Rt△KNH中,∠KHN=45°,
∴KN= KH= ,
∴NH=KN= ,
∴PH+HF+ CF的最小值是PH+NH= .
4.(2020•江岸区校级一模)已知:抛物线y= x2+ x+m交x轴于A,B两点,交y轴于点C,其中
点B在点A的右侧,且AB=7.
(1)如图1,求抛物线的解析式;(2)如图2,点D在第一象限内抛物线上,连接CD,AD,AD交y轴于点E.设点D的横坐标为d,
△CDE的面积为S,求S与d之间的函数关系式(不要求写出自变量d的取值范围);
(3)如图3,在(2)的条件下,过点D作DH⊥CE于点H,点P在DH上,连接CP,若∠OCP=
2∠ DAB , 且 HE : CP = 3 : 5 , 求 点 D 的 坐 标 及 相 应 S 的 值 .
【分析】(1)令y=0,则(x+2)(x﹣m)=0,根据AB=7可求出m的值,则答案可求出;
(2)如图1,过点D作DK⊥x轴于点K,设∠DAB= ,则D(d,﹣ ),求出CE=5﹣
(5﹣d)=d,根据三角形面积公式可得解; α
(3)如图2,过点E作CE的垂线,过C作∠OCP的平分线交DE于点J,交CE的垂线于点F,过点F
作 ED 的平行线交 HD 于点 N.则∠ECF=∠HDE= ,HE=3k,CP=5k,CE=HD=d,证明
α
△CEF≌△DHE,得出EF=HE=DN=3k,CF=DE=FN,可得出d=6k,在Rt△DHE中,tan ,
由(2)可求出d的值,则D点坐标可求出.则S=8.
【解答】(1)由y= x2+ x+m,
令y=0,则(x+2)(x﹣m)=0,
∴AO=2,BO=m,
∴A(﹣2,0),B(m,0),
∵AB=7,
∴m﹣(﹣2)=7,m=5,
∴y= ;(2)过点D作DK⊥x轴于点K,设∠DAB= ,则D(d,﹣ ),
α
∴ = .
∴EO=AO•tan =5﹣d,CE=5﹣(5﹣d)=d,
α
∴ ;
(3)过点E作CE的垂线,过C作∠OCP的平分线交DE于点J,交CE的垂线于点F,过点F作ED的
平行线交HD于点N.
∴∠ECF=∠HDE= ,HE=3k,CP=5k,CE=HD=d,
∵CE=HD,∠CEF=α∠CHD=90°,
∴△CEF≌△DHE(ASA),
∵EF∥DN,NF∥DE,
∴四边形EDNF为平行四边形,
∴EF=HE=DN=3k,CF=DE=FN,
∴△CFN为等腰直角三角形,
∴∠PCN=∠FNC=45°,
∴∠PCN=∠PNC=45°﹣ ,
∴PC=PN=5k, α∴PD=2k,
∴CH=d﹣3k,PH=d﹣2k,
∴(d﹣3k)2+(d﹣2k)2=(5k)2,
∴(d﹣6k)(d+k)=0,
∴d=6k,d=﹣k(舍去),
∴在Rt△DHE中,tan ,
由(2)知 ,
∴ .
∴d=4,
∴D(4,3),
∴ = =8.
5.(2020•涡阳县一模)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与直线y=x+1相交于A(﹣1,0),B(4,
m)两点,且抛物线经过点C(5,0).
(1)求抛物线的解析式.
(2)点P是直线上方的抛物线上的一个动点,求△ABP的面积最大时的P点坐标.
(3)若点P是抛物线上的一个动点(不与点A点B重合),过点P作直线PD⊥x轴于点D,交直线AB
于点E.当PE=2ED时,求P点坐标;
(4)设抛物线与y轴交于点F,在抛物线的第一象限内,是否存在一点M,使得AM被FC平分?若存
在,请求出点M的坐标;若不存在,说明理由.
【分析】(1)将交点 B(4,m)代入直线 y=x+1得B(4,5),由题意可设抛物线解析式 y=a
(x+1)(x﹣5),把B(4,m)代入得a=﹣1,即可求解;(2) ,即可求解;
(3) ,故|﹣x2+3x+4|=2|x+1|,所以﹣x2+3x+4=±2
(x+1),即可求解;
(4)若AM被FC平分,则AM的中点在直线FC上,由F(0,4),C(5,0)得直线FC的表达式为:
y=﹣ x+4,设M(x,﹣x2+4x+5),A(﹣1,0),所以其中点坐标为 ,
将M'代入 ,解得x =3,x =﹣1(舍),即可求解.
1 2
【解答】解:(1)将交点B(4,m)代入直线y=x+1得B(4,5),
由题意可设抛物线解析式y=a(x+1)(x﹣5),
把B(4,m)代入得a=﹣1,
∴y=﹣(x+1)(x﹣5),即y=﹣x2+4x+5;
(2)过点P作y轴的平行线交AB于点H,
则 ,
x ﹣x =4﹣(﹣1)=5,
B A
所以 ,
其对称轴为 ,
把 代入y=﹣x2+4x+5得: ,
即△ABP的面积最大时P点坐标为 ;
(3)∵P为抛物线上一点,所以存在P点在直线AB上方和下方两种情况.
由题意得 ,
ED=y ﹣y =(x+1)﹣0=x+1,
E D因为PE=2ED,
所以|﹣x2+3x+4|=2|x+1|,所以﹣x2+3x+4=±2(x+1),
解得x =﹣1(舍),x =2,x =6,
1 2 3
当x=2时,y=9;当x=6时,y=﹣7.
即当PE=2ED时,求P点坐标为(2,9)或(6,﹣7);
(4)若AM被FC平分,则AM的中点在直线FC上.
由F(0,5),C(5,0)得直线FC的表达式为:y=﹣x+5,
设M(x,﹣x2+4x+5),A(﹣1,0),所以其中点坐标为 ,
将M'代入y=﹣x+5,解得x =3,x =2,
1 2
∴点M(3,8)或(2,9),
当其坐标为(3,8)或(2,9)时,AM被FC平分.
6.(2021•桂林)如图,已知抛物线y=a(x﹣3)(x+6)过点A(﹣1,5)和点B(﹣5,m),与x轴的
正半轴交于点C.
(1)求a,m的值和点C的坐标;
(2)若点P是x轴上的点,连接PB,PA,当 = 时,求点P的坐标;
(3)在抛物线上是否存在点M,使A,B两点到直线MC的距离相等?若存在,求出满足条件的点M
的横坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)利用待定系数法求解即可.
(2)设P(t,0),则有 = ,解方程,可得结论.(3)存在.连接AB,设AB的中点为T.分两种情形:①当直线CM经过AB的中点T时,满足条件.
②CM′∥AB时,满足条件.根据方程组求出点M的坐标即可.
【解答】解:(1)∵抛物线y=a(x﹣3)(x+6)过点A(﹣1,5),
∴5=﹣20a,
∴a=﹣ ,
∴抛物线的解析式为y=﹣ (x﹣3)(x+6),
令y=0,则﹣ (x﹣3)(x+6)=0,解得x=3或﹣6,
∴C(3,0),
当x=﹣5时,y=﹣ ×(﹣8)×1=2,
∴B(﹣5,2),
∴m=2.
(2)设P(t,0),则有 = ,
整理得,21t2+242t+621=0,
解得t=﹣ 或﹣ ,
经检验t=﹣ 或﹣ 是方程的解,
∴满足条件的点P坐标为(﹣ ,0)或(﹣ ,0).
(3)存在.连接AB,设AB的中点为T.
①当直线CM经过AB的中点T时,满足条件.
∵A(﹣1,5),B(﹣5,2),TA=TB,
∴T(﹣3, ),
∵C(3,0),∴直线CT的解析式为y=﹣ x+ ,
由 ,解得 (即点C)或 ,
∴M(﹣ , ),
②CM′∥AB时,满足条件,
∵直线AB的解析式为y= x+ ,
∴直线CM′的解析式为y= x﹣ ,
由 ,解得 (即点C)或 ,
∴M′(﹣9,﹣9),
综上所述,满足条件的点M的横坐标为﹣ 或﹣9.
7.(2021•甘肃)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y= x2+bx+c与坐标轴交于A(0,﹣2),B(4,
0)两点,直线BC:y=﹣2x+8交y轴于点C.点D为直线AB下方抛物线上一动点,过点D作x轴的垂
线,垂足为G,DG分别交直线BC,AB于点E,F.(1)求抛物线y= x2+bx+c的表达式;
(2)当GF= 时,连接BD,求△BDF的面积;
(3)①H是y轴上一点,当四边形BEHF是矩形时,求点H的坐标;
②在①的条件下,第一象限有一动点P,满足PH=PC+2,求△PHB周长的最小值.
【分析】(1)利用待定系数法求解即可.
(2)求出点D的坐标,可得结论.
(3)①过点H作HM⊥EF于M,证明△EMH≌△FGB(AAS),推出MH=GB,EM=FG,由HM=
OG,可得OG=GB= OB=2,由题意直线AB的解析式为y= x﹣2,设E(a,﹣2a+8),F(a,
a﹣2),根据MH=BG,构建方程求解,可得结论.
②因为△PHB的周长=PH+PB+HB=PC+2+PB+5=PC+PB+7,所以要使得△PHB的周长最小,只要
PC+PB的值最小,因为PC+PB≥BC,所以当点P在BC上时,PC+PB=BC的值最小.
【解答】解:(1)∵抛物线y= x2+bx+c过A(0,﹣2),B(4,0)两点,
∴ ,
解得 ,
∴y= x2﹣ x﹣2.
(2)∵B(4,0),A(0,﹣2),∴OB=4,OA=2,
∵GF⊥x轴,OA⊥x轴,
在Rt△BOA和Rt△BGF中,tan∠ABO= = ,
即 = ,
∴GB=1,
∴OG=OB﹣GB=4﹣1=3,
当x=3时,y = ×9﹣ ×3﹣2=﹣2,
D
∴D(3,﹣2),即GD=2,
∴FD=GD﹣GF=2﹣ = ,
∴S△BDF = •DF•BG= × ×1= .
(3)①如图1中,过点H作HM⊥EF于M,
∵四边形BEHF是矩形,
∴EH∥BF,EH=BF,
∴∠HEF=∠BFE,
∵∠EMH=∠FGB=90°,∴△EMH≌△FGB(AAS),
∴MH=GB,EM=FG,
∵HM=OG,
∴OG=GB= OB=2,
∵A(0,﹣2),B(4,0),
∴直线AB的解析式为y= x﹣2,
设E(a,﹣2a+8),F(a, a﹣2),
由MH=BG得到,a﹣0=4﹣a,
∴a=2,
∴E(2,4),F(2,﹣1),
∴FG=1,
∵EM=FG,
∴4﹣y =1,
H
∴y =3,
H
∴H(0,3).
②如图2中,BH= = =5,
∵PH=PC+2,
∴△PHB的周长=PH+PB+HB=PC+2+PB+5=PC+PB+7,
要使得△PHB的周长最小,只要PC+PB的值最小,
∵PC+PB≥BC,
∴当点P在BC上时,PC+PB=BC的值最小,
∵BC= = =4 ,
∴△PHB的周长的最小值为4 +7.
8.(2021•丽水)如图,已知抛物线L:y=x2+bx+c经过点A(0,﹣5),B(5,0).
(1)求b,c的值;
(2)连结AB,交抛物线L的对称轴于点M.
①求点M的坐标;
②将抛物线L向左平移m(m>0)个单位得到抛物线L .过点M作MN∥y轴,交抛物线L 于点N.P
1 1
是抛物线L 上一点,横坐标为﹣1,过点P作PE∥x轴,交抛物线L于点E,点E在抛物线L对称轴的
1
右侧.若PE+MN=10,求m的值.
【分析】(1)用待定系数法可求出答案;
(2)①设直线AB的解析式为y=kx+n(k≠0),由A点及B点坐标可求出直线AB的解析式,由(1)
得,抛物线L的对称轴是直线x=2,则可求出答案;
②由题意可得点N的坐标是(2,m2﹣9),P点的坐标是(﹣1,m2﹣6m),分三种情况,(Ⅰ)如图
1,当点N在点M及下方,即0<m< 时,(Ⅱ)如图2,当点N在点M的上方,点Q在点P及右侧,
(Ⅲ)如图3,当点N在M上方,点Q在点P左侧,由平移的性质求出PE及MN的长,根据PE+MN=
10列出方程可得出答案.【解答】解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过点A(0,﹣5)和点B(5,0),
∴ ,
解得: ,
∴b,c的值分别为﹣4,﹣5.
(2)①设直线AB的解析式为y=kx+n(k≠0),
把A(0,﹣5),B(5,0)的坐标分别代入表达式,得 ,
解得 ,
∴直线AB的函数表达式为y=x﹣5.
由(1)得,抛物线L的对称轴是直线x=2,
当x=2时,y=x﹣5=﹣3,
∴点M的坐标是(2,﹣3);
②设抛物线L 的表达式为y=(x﹣2+m)2﹣9,
1
∵MN∥y轴,
∴点N的坐标是(2,m2﹣9),
∵点P的横坐标为﹣1,
∴P点的坐标是(﹣1,m2﹣6m),
设PE交抛物线L 于另一点Q,
1
∵抛物线L 的对称轴是直线x=2﹣m,PE∥x轴,
1
∴根据抛物线的对称性,点Q的坐标是(5﹣2m,m2﹣6m),
(Ⅰ)如图1,当点N在点M及下方,即0<m< 时,∴PQ=5﹣2m﹣(﹣1)=6﹣2m,MN=﹣3﹣(m2﹣9)=6﹣m2,
由平移的性质得,QE=m,
∴PE=6﹣2m+m=6﹣m,
∵PE+MN=10,
∴6﹣m+6﹣m2=10,
解得,m =﹣2(舍去),m =1,
1 2
(Ⅱ)如图2,当点N在点M及上方,点Q在点P及右侧,
即 <m<3时,
PE=6﹣m,MN=m2﹣6,
∵PE+MN=10,
∴6﹣m+m2﹣6=10,
解得,m = (舍去),m = (舍去).
1 2
(Ⅲ)如图3,当点N在M上方,点Q在点P左侧,
即m>3时,PE=m,MN=m2﹣6,
∵PE+MN=10,
∴m+m2﹣6=10,解得,m = (舍去),m = ,
1 2
综合以上可得m的值是1或 .
9.(2020•陕西)已知抛物线L:y=﹣x2+bx+c过点(﹣3,3)和(1,﹣5),与x轴的交点为A,B(点
A在点B的左侧).
(1)求抛物线L的表达式;
(2)若点 P 在抛物线 L 上,点 E、F 在抛物线 L 的对称轴上,D 是抛物线 L 的顶点,要使
△PEF∽△DAB(P的对应点是D),且PE:DA=1:4,求满足条件的点P的坐标.
【分析】(1)利用待定系数法可求解析式;
(2)先求出点A,点B,点D坐标,由相似三角形的性质可求解.
【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c过点(﹣3,3)和(1,﹣5),
∴ ,
解得: ,
∴抛物线解析式为y=﹣x2﹣4x;
(2)令y=0,则0=﹣x2﹣4x,
∴x =﹣4,x =0,
1 2
∴点A(﹣4,0),点B(0,0),
∴对称轴为x=﹣2,
∴点D(﹣2,4),
如图,设对称轴与x轴的交点为H,过点P作PQ⊥DH于Q,设点P(m,﹣m2﹣4m),∵△PEF∽△DAB,
∴ ,
∴PQ= ×4=1,
∴|m+2|=1,
∴m=﹣1或﹣3,
∴点P(﹣1,3)或(﹣3,3).
10.(2020•盘锦)如图1,直线y=x﹣4与x轴交于点B,与y轴交于点A,抛物线y=﹣ x2+bx+c经过点
B和点C(0,4),△ABO沿射线AB方向以每秒 个单位长度的速度平移,平移后的三角形记为
△DEF(点A,B,O的对应点分别为点D,E,F),平移时间为t(0<t<4)秒,射线DF交x轴于点
G,交抛物线于点M,连接ME.
(1)求抛物线的解析式;(2)当tan∠EMF= 时,请直接写出t的值;
(3)如图2,点N在抛物线上,点N的横坐标是点M的横坐标的 ,连接OM,NF,OM与NF相交于
点P,当NP=FP时,求t的值.
【分析】(1)求出等B的坐标,利用待定系数法解决问题即可.
(2)分两种情形:如图1中,当点M在线段DF的上方时,求出DM=7,构建方程求解即可,当点M
在线段DF上时,DM=1,构建方程求解即可.
(3)如图2中,过点N作NT∥y轴于T.由题意D(t,t﹣4),则M(t,﹣ t2+t+4),N( t,﹣
t2+ t+4),T( t,﹣ t2+ t+2),F(t,t),利用全等三角形的性质证明NT=MF,由此构建方程
解决问题即可.
【解答】解:(1)∵直线y=x﹣4与x轴交于点B,与y轴交于点A,
∴B(4,0),A(0,﹣4),
把B(4,0),C(0,4)代入y=﹣ x2+bx+c得到 ,
解得 ,
∴抛物线的解析式为y=﹣ x2+x+4.
(2)如图1中,当点M在线段DF的上方时,由题意得,D(t,t﹣4),则M(t,﹣ t2+t+4),
∴DM=﹣ t2+8,
在Rt△MEF中,tan∠EMF= = = ,
∴MF=3,
∵DF=EF=4,
∴DM=7,
∴﹣ t2+8=7,
∴t= 或﹣ (舍弃).
当点F在点M上方时,可得DM=1,即﹣ t2+8=1,
∴t= 或﹣ (舍弃),
综上所述,t的值为 或 .
(3)如图2中,过点N作NT∥y轴于T.由题意得D(t,t﹣4),则M(t,﹣ t2+t+4),N( t,﹣
t2+ t+4),T( t,﹣ t2+ t+2),F(t,t)
∵NT∥FM,∴∠PNT=∠PFM,
∵∠NPT=∠MPF,PN=PF,
∴△NPT≌△FPM(ASA),
∴NT=MF,
∴﹣ t2+ t+4﹣(﹣ t2+ t+2)=﹣ t2+t+4﹣t,
解得t= 或﹣ (舍弃),
∴t的值为 .
11.(2022•深圳三模)如图1,抛物线y=ax2+bx经过点A(﹣5,0),点B(﹣1,﹣2).
(1)求抛物线解析式;
(2)如图2,点P为抛物线上第三象限内一动点,过点Q(﹣4,0)作y轴的平行线,交直线AP于点
M,交直线OP于点N,当点P运动时,4QM+QN的值是否变化?若变化,说明变化规律,若不变,求
其值;
(3)如图3,长度为 的线段CD(点C在点D的左边)在射线AB上移动(点C在线段AB上),连
接OD,过点C作CE∥OD交抛物线于点E,线段CD在移动的过程中,直线CE经过一定点F,直接写
出定点F的坐标与 的最小值.
【分析】(1)将点A(﹣5,0),点B(﹣1,﹣2)代入y=ax2+bx,即可求解;
(2)设P(t, t2+ t),﹣5<t<0,分别求出直线AP的解析式为y= tx+ t,直线PO的解析式为
y=( t+ )x,由题意求出M(﹣4, t),N(﹣4,﹣2t﹣10),则可求QM=﹣ t,QN=2t+10,所以4QM+QN=﹣2t+2t+10=10,4QM+QN的值不变;
(3)求出直线AB的解析式为y=﹣ x﹣ ,设D(m,﹣ m﹣ ),C(m﹣2,﹣ m﹣ ),求出
直线OD的解析式为y=(﹣ ﹣ )x,由CE∥OD,求出直线CE的解析式为y=(﹣ ﹣ )x﹣
=﹣ x﹣ ( x+1),则当 x+1=0时,x=﹣2,此时y=1,则直线CE经过定点F(﹣2,1),
过点F作FK⊥x轴交直线AB于点K,过点E作EG∥FK交AB于点G,由平行的性质得 = ,当
GE最大时, 的值最小,设E(n, n2+ n),则G(n,﹣ n﹣ ),GE=﹣ (n+3)2+2,当n
=﹣3时,GE有最大值3,可求 的最小值为 .
【解答】解:(1)将点A(﹣5,0),点B(﹣1,﹣2)代入y=ax2+bx,
∴ ,
解得 ,
∴y= x2+ x;
(2)4QM+QN的值为定值,
设P(t, t2+ t),﹣5<t<0,
设直线AP的解析式为y=kx+b,
∴ ,
解得 ,∴y= tx+ t,
设直线PO的解析式为y=k'x,
∴ t2+ t=tk',
∴k'= t+ ,
∴y=( t+ )x,
∵点Q(﹣4,0),
∴M(﹣4, t),
∴N(﹣4,﹣2t﹣10),
∴QM=﹣ t,QN=2t+10,
∴4QM+QN=﹣2t+2t+10=10,
∴4QM+QN的值不变;
(3)设直线AB的解析式为y=kx+b,
∴ ,
解得 ,
∴y=﹣ x﹣ ,
设D(m,﹣ m﹣ ),
∵CD= ,点C在点D的左边,
∴C(m﹣2,﹣ m﹣ ),
设直线OD的解析式为y=k'x,
∴﹣ m﹣ =k'm,
∴k'=﹣ ﹣ ,∴y=(﹣ ﹣ )x,
∵CE∥OD,
∴直线CE的解析式为y=(﹣ ﹣ )x﹣ =﹣ x﹣ ( x+1),
当 x+1=0时,x=﹣2,此时y=1,
∴直线CE经过定点F(﹣2,1),
过点F作FK⊥x轴交直线AB于点K,过点E作EG∥FK交AB于点G,
∴ = ,
∵点F(﹣2,1),
∴K(﹣2,﹣ ),
∴FK= ,
∴当GE最大时, 的值最小,
设E(n, n2+ n),则G(n,﹣ n﹣ ),
∴GE=﹣ (n+3)2+2,
∴当n=﹣3时,GE有最大值2,
∴ 的最小值为 .
12.(2022•阿克苏地区一模)如图1.抛物线 与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,连接BC,已知点B(4,0).
(1)若C(0,3),求抛物线的解析式.
(2)在(1)的条件下,P(﹣2,m)为该抛物线上一点,Q是x轴上一点求 的最小值,并求
此时点Q的坐标.
(3)如图2.过点A作BC的平行线,交y轴与点D,交抛物线于另一点E.若DE=7AD,求c的值.
【分析】(1)运用待定系数法即可求得答案;
(2)如图1,过点Q作QH⊥BC于点H,作PH′⊥BC于点H′,PH′交x轴于点Q′,交y轴于点
G,连接PQ,则∠BHQ=∠BOC=90°,可证得△BQH∽△BCO,得出 = = ,推出PQ+ BQ=
PQ+QH,当P、Q、H在同一条直线上,且PH⊥BC时,PQ+QH最小,即PQ+ BQ=PH′为最小值,
过点P作PK⊥y轴于点K,再证得△PGK∽△CGH′,得出∠GPK=∠GCH′,利用三角函数可求得G
(0,﹣ ),再运用待定系数法求得直线PG的解析式为y= x﹣ ,得出Q( ,0),再运用
解直角三角形即可求得PH′;
(3)设E(t,﹣ t2+bt+c),过点E作EF⊥x轴于点F,如图2,通过△ADO∽△BCO,可求得OD=
c2,再由EF∥OD,得出△ADO∽△AEF,结合DE=7AD,即可求得:AF=8OA,EF=8OD,建立
方程求解即可得出答案.
【解答】解:(1)把B(4,0),C(0,3)代入y=﹣ x2+bx+c,得 ,
解得: ,
∴抛物线的解析式为y=﹣ x2+ x+3.
(2)∵P(﹣2,m)为该抛物线y=﹣ x2+ x+3上一点,
∴m=﹣ ×(﹣2)2+ ×(﹣2)+3=﹣ ,
∴P(﹣2,﹣ ),
如图1,过点Q作QH⊥BC于点H,作PH′⊥BC于点H′,PH′交x轴于点Q′,交y轴于点G,连
接PQ,
则∠BHQ=∠BOC=90°,
∵B(4,0),C(0,3),
∴OB=4,OC=3,
∴BC= = =5,
∵∠QBH=∠CBO,
∴△BQH∽△BCO,
∴ = = ,
∴QH= BQ,
∴PQ+ BQ=PQ+QH,
当P、Q、H在同一条直线上,且PH⊥BC时,PQ+QH最小,即PQ+ BQ=PH′为最小值,
过点P作PK⊥y轴于点K,
则∠PKG=∠CH′G=90°,PK=2,CK=3﹣(﹣ )= ,
∵∠PGK=∠CGH′,
∴△PGK∽△CGH′,∴∠GPK=∠GCH′,
∴tan∠GPK=tan∠GCH′=tan∠BCO= = ,
∴ = ,
∴GK= ×2= ,
∴G(0,﹣ ),
设直线PG的解析式为y=kx+d,
则 ,
解得: ,
∴直线PG的解析式为y= x﹣ ,
令y=0,得 x﹣ =0,
解得:x= ,
∴Q( ,0),
∵cos∠GPK=cos∠BCO= ,
∴ =cos∠GPK= ,
∴PG= PK= ,
∵CG=3﹣(﹣ )= ,sin∠GCH′=sin∠BCO= = ,
∴GH′=CG•sin∠GCH′= × = ,∴PH′=PG+GH′= + = ,
故 的最小值为 ,此时Q( ,0),
(3)把B(4,0)代入y=﹣ x2+bx+c,得0=﹣ ×42+4b+c,
∴b=3﹣ c,
∴y=﹣ x2+(3﹣ c)x+c,
令y=0,得﹣ x2+(3﹣ c)x+c=0,
解得:x =4,x =﹣ c,
1 2
∴A( c,0),
∴OA= c,
∵C(0,c),
∴OC=c,
设E(t,﹣ t2+bt+c),过点E作EF⊥x轴于点F,如图2,
则EF=﹣[﹣ t2+(3﹣ c)t+c]= t2+( c﹣3)t﹣c,AF=t﹣(﹣ c)=t+ c,
∵AE∥BC,
∴∠EAF=∠CBO,
∵∠AOD=∠BOC=90°,
∴△ADO∽△BCO,
∴ = ,即 = ,
∴OD= c2,
∵EF∥OD,
∴△ADO∽△AEF,∴ = = ,
∵DE=7AD,
∴ = = = ,
∴ = = ,
∴AF=8OA,EF=8OD,
∴ ,
解得: (舍去)或 ,
故c的值为2.
13.(2022•松江区二模)如图,在平面直角坐标系中,已知直线 y=2x+8与x轴交于点A、与y轴交于点
B,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A、B.
(1)求抛物线的表达式;(2)P是抛物线上一点,且位于直线AB上方,过点P作PM∥y轴、PN∥x轴,分别交直线AB于点
M、N.
①当MN= AB时,求点P的坐标;
②联结OP交AB于点C,当点C是MN的中点时,求 的值.
【分析】(1)先根据题意求出点A、B的坐标,代入y=﹣x2+bx+c即可求得抛物线的表达式;
(2)①证明△PMN∽△OBA,可得 ,设点M的横坐标为m(﹣4<m<0),则PM=﹣m2﹣
4m,又OA=4,OB=8,建立方程求解即可得出答案;
②连接OP交AB于点C,先求出点N的坐标,利用中点公式可求得C(﹣ , ),再证明
点C是AB的中点,可得C(﹣2,4),建立方程求解即可得出答案.
【解答】解:(1)∵直线y=2x+8与x轴交于点A、与y轴交于点B,
∴令x=0,则y=8,
令y=0,则x=﹣4,
∴B(0,8),A(﹣4,0),
∵抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A、B,
∴ ,
∴ ,
∴抛物线的表达式为:y=﹣x2﹣2x+8;
(2)①∵P是抛物线上一点,且位于直线AB上方,过点P作PM∥y轴、PN∥x轴,分别交直线AB于点M、N,
∴PM⊥PN,∠PNM=∠BAO,
∴∠MPN=∠AOB=90°,
∴△PMN∽△OBA,
∴ ,
设点M的横坐标为m(﹣4<m<0),
则M(m,2m+8),P(m,﹣m2﹣2m+8),
∴PM=﹣m2﹣2m+8﹣(2m+8)=﹣m2﹣4m,
∵B(0,8),A(﹣4,0),
∴OA=4,OB=8,
∵MN= AB,
∴ ,
∴ = ,
解得m =m =﹣2,
1 2
∴P(﹣2,8);
②如图,连接OP交AB于点C,
∵PN∥x轴,P(m,﹣m2﹣2m+8),
∴点N的纵坐标为﹣m2﹣2m+8,
令y=﹣m2﹣2m+8,则2x+8=﹣m2﹣2m+8,
解得:x= ,
N( ,﹣m2﹣2m+8),
∵点C是MN的中点,M(m,2m+8),
∴C(﹣ , ),由①知:∠MPN=90°,
又点C是MN的中点,
∴PC=CM=CN,
∴∠CPN=∠CNP,∠CPM=∠CMP,
∵PM∥y轴、PN∥x轴,
∴∠BOC=∠CPM,∠OBC=∠CMP,∠OAC=∠CNP,∠AOC=∠CPN,
∴∠BOC=∠OBC,∠OAC=∠AOC,
∴AC=OC,BC=OC,
∴AC=BC,
∴点C是AB的中点,
∴C(﹣2,4),
∴﹣ =﹣2,
解得:m=±2 ,
∵﹣4<m<0,
∴m=﹣2 ,
∴PM=﹣m2﹣4m=﹣(﹣2 )2﹣4×(﹣2 )=8 ﹣8,
∵PM∥y轴,
∴△PCM∽△OCB,
∴ = = = ﹣1,
故 的值为 ﹣1.
14.(2022•游仙区模拟)如图,抛物线与坐标轴分别交于A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3).(1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线上是否存在点P,使得∠CBP=∠ACO,若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由;
(3)如图2,Q是△ABC内任意一点,求 + + 的值.
【分析】(1)设抛物线的解析式为y=a(x﹣x )(x﹣x ),把A(﹣1,0),B(3,0)代入,解方
1 2
程组即可得到结论;
(2)如图1,作∠ACO=∠CBQ,BQ与OC相交于Q点,过Q作QM⊥BC,根据相似三角形的性质得
到 ,推出△CMQ为等腰直角三角形,得到CM=QM, = 求得Q(0, ),设直线
BQ的解析式为y=kx+b,解方程组得到直线BQ的解析式为y=﹣ x+ ,于是得到结论;
(3)如图2,过Q点作QM⊥AB,根据相似三角形的性质和三角形的面积公式即可得到结论.
【解答】解:(1)设抛物线的解析式为y=a(x﹣x )(x﹣x ),把A(﹣1,0),B(3,0)代入得:
1 2
y=a(x+1)(x﹣3),
再将C(0,3)代入得:a=﹣1,b=2,c=3,
∴抛物线的解析式为,y=﹣x2+2x+3;
(2)答:存在,理由如下:
如图1,作∠ACO=∠CBQ,BQ与OC相交于Q点,过Q作QM⊥BC,
∵∠AOC=∠BMQ=90°,∠CBQ=∠ACO,
∴△ACO∽△QMB,
∴ ,
又∵∠OCB=45°,
∴△CMQ为等腰直角三角形,∴CM=QM, =
∵BC=3 ,
∴CM= ,CQ= ,
∴Q(0, ),
设直线BQ的解析式为y=kx+b,
∴ ,
∴ ,
∴直线BQ的解析式为y=﹣ x+ ,
解 得, 或 (舍去),
∴P (﹣ , );
1
延长QM到Q′,使QM=QM′,连接BQ′,
则Q′( ,3),
∵B(3,0),
∴直线BQ′的解析式为y=﹣2x+6,
解 得, 或 (舍去),
∴P =(1,4);
2
综上所述,P(﹣ , )或(1,4);
(3)如图2,过Q点作QM⊥AB,
∵CO⊥AB,∴QM∥OC,
∴△QMF∽△COF,
∴ = = = ,
同理 = , = ,
∴ = + + =1.
15.(2022•龙岩模拟)抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣1,0),B(3,4)两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式(用含a的式子表示);
(2)当a>0时,连接AB,BC,若tan∠ABC= ,求a的值;
(3)直线y=﹣x+m与线段AB交于点P,与抛物线交于M,N两点(点M在点N的左侧),若PM•PN
=6,求m的值.
【分析】(1)由点A,B的坐标,利用待定系数法可求出抛物线的解析式;
(2)设BC与x轴交于D,作DE⊥AB于E,过点B作BH⊥x轴于点H,则△ABH为等腰直角三角形,
进而可得出∠BAH=45°,AB=4 ,设DE=t,则AE=t,BE=3t,结合AB=AE+BE,即可求出t的
值,结合AD= t,即可得出点D的坐标,由点B,D的坐标,利用待定系数法可求出直线BD的解析
式,再利用一次函数图象上点的坐标特及二次函数图象上点的坐标特征,即可求出a的值;(3)由点A,B的坐标,利用待定系数法可求出直线AB的解析式,联立直线AB和直线MN的解析式,
可求出点P的坐标,将y=﹣x+m代入y=ax2﹣(2a﹣1)x﹣3a+1,整理后可得出关于x的一元二次方
程,利用根与系数的关系可得出x +x ,x •x 的值,再结合PM•PN= (x ﹣x )× (x ﹣x )=
M N M N P M M P
6,即可得出关于m的一元二次方程,解之即可得出m的值.
【解答】解:(1)将A(﹣1,0),B(3,4)代入y=ax2+bx+c,
得: ,解得: ,
∴抛物线的解析式为y=ax2﹣(2a﹣1)x﹣3a+1.
(2)设BC与x轴交于D,作DE⊥AB于E,过点B作BH⊥x轴于点H,如图1所示.
∵点A的坐标为(﹣1,0),点B的坐标为(3,4),
∴AH=BH=4,
∴△ABH为等腰直角三角形,
∴∠BAH=45°,AB= AH=4 .
设DE=t,则AE=t,
∵tan∠ABC= ,
∴BE=3t,
∴AB=t+3t=4t=4 ,
∴t= ,
∴AD= DE= t= × =2,
∴点D的坐标为(1,0).
设直线BD的解析式为y=kx+d(k≠0),
将B(3,4),D(1,0)代入y=kx+d,
得: ,解得: ,
∴直线BD的解析式为y=2x﹣2.
当x=0时,y=﹣3a+1,
∴点C的坐标为(0,﹣3a+1),
又∵点C在直线BD上,
∴﹣3a+1=﹣2,
∴a=1,∴a的值为1.
(3)∵点A的坐标为(﹣1,0),点B的坐标为(3,4),
∴直线AB的解析式为y=x+1(可利用待定系数法求出),
联立直线AB和直线MN的解析式,
得: ,解得: ,
∴点P的坐标为( , );
将y=﹣x+m代入y=ax2﹣(2a﹣1)x﹣3a+1,整理得:ax2﹣(2a﹣2)x﹣m﹣3a+1=0,
∴x +x =﹣ =2﹣ ,x •x = =﹣ ﹣3,
M N M N
∴PM•PN= (x ﹣x )× (x ﹣x )
P M M P
=2(x ﹣x )(x ﹣x )
P M M P
=﹣2[x 2﹣(x +x )•x +x •x ]
P M N P M N
=﹣2[( )2﹣(2﹣ )× ﹣ ﹣3]=6,
整理得: ﹣(m﹣1)=0,
解得:m =1,m =5,
1 2
∴m的值为1或5.16.(2022•雷州市模拟)如图(1),抛物线y=ax2+bx+6与x轴交于点A(﹣6,0)、B(2,0),与y
轴交于点C,抛物线对称轴交抛物线于点M,交x轴于点N.点P是抛物线上的动点,且位于x轴上方.
(1)求抛物线的解析式.
(2)如图(2),点D与点C关于直线MN对称,若∠CAD=∠CAP,求点P的坐标.
(3)直线BP交y轴于点E,交直线MN于点F,猜想线段OE、FM、MN三者之间存在的数量关系,
并证明.
【分析】(1)用待定系数法求出二次函数关系式即可;
(2)连接CD,设AP与y轴交点为Q,证明△DCA≌△QCA(ASA),求得点Q的坐标,再求出直线
AP的函数关系式,再与二次函数联立方程,求出点P的坐标;
(3)先证明△BOE∽△BNF,得 = ,求得2OE=NF,再分两种情况进行讨论进行求解即可.
【解答】解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+6的图象过点A(﹣6,0)、点B(2,0),
∴ ,解得 ,
∴抛物线的解析式为y=﹣ x2﹣2x+6;
(2)如图1,连接CD,设AP与y轴交点为Q,
∵抛物线与y轴交于点C,
∴C(0,6),
∵点D与点C关于直线MN对称,直线MN是抛物线的对称轴,
∴D(﹣4,6),M(﹣2,8),N(﹣2,0),CD∥AB,
∵C(0,6),A(﹣6,0),
∴AO=CO,CD=4,
∴∠BAC=∠ACO=45°,
∴∠QCA=∠DCA,
∵∠CAD=∠CAQ,AC=AC,
∴△DCA≌△QCA(ASA),
∴CQ=CD=4,
∴Q(0,2),
设直线AP的解析式为y=kx+2,
把点A坐标代入解析式得:﹣6k+2=0,
解得:k= ,
∴直线AP的解析式为y= x+2,
∵点P为直线AP与抛物线的交点,∴ ,
解得: 或 (舍去),
∴P( , );
(3)∵∠BOE=∠BNF=90°,∠OBE=∠NBF,
∴△BOE∽△BNF,
∴ = ,
∵OB=2,BN=4,
∴ = ,
即2OE=NF.
分类讨论:
①如图2,此时FN=FM+MN,
∴FM+MN=2OE;
②如图3,此时FN+FM=MN,∴FM+2OE=MN.
17.(2022•马鞍山二模)如图,抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣1,0)、B(3,0),与y轴交于
C点,直线y=kx(k<0)交线段BC下方抛物线于D点,交BC于E点
(1)分别求出a、b的值;
(2)求出线段BC的函数关系式,并写出自变量取值范围;
(3)探究 是否有最大值,若存在,请求出此时k值,若不存在,请说明理由.
【分析】(1)把点A,B坐标代入函数解析式即可求出a,b的值即可;
(2)根据(1)先求出点C坐标,再用待定系数法求函数解析式即可;
(3)过点D作DF∥y轴,交BC于点F,根据△OEC∽△DFE得出 = = ,设设点D为(m,
m2﹣2m﹣3),则点F(m,m﹣3),得出DF=﹣m2+3m,从而得到 =﹣ (m﹣ )2+ ,然后根
据函数的性质得出当m= 时, 有最大值,从而求出点D坐标,再代入y=kx求出k的值.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣1,0)、B(3,0),则 ,
解得 ;
(2)∵a=1,b=﹣2,
∴抛物线解析式为y=x2﹣2x﹣3,
令x=0,则y=﹣3,
∴C(0,﹣3),
设线段BC所在的直线的函数解析式为y=kx+b (k≠0),
1
则 ,
解得 ,
∴线段BC的函数解析式为y=x﹣3(0≤x≤3);
(3)存在,理由:
过点D作DF∥y轴,交BC于点F,如图:
∵OC∥DF,
∴△OEC∽△DFE,
∴ = = ,
设点D为(m,m2﹣2m﹣3),则点F(m,m﹣3),
∴DF=m﹣3﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+3m,∴ = = =﹣ (m﹣ )2+ ,
∵﹣ <0,
∴当m= 时, 有最大值,
此时点D( ,﹣ ),
∴k= = =﹣ .
18.(2022•南岗区校级二模)如图1,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线y=﹣ax2+6ax+6与y
轴交于点B,交x轴的负半轴于点A,交x轴的正半轴于点C,且S△ABC =30.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,点P为第一象限抛物线上一点,其横坐标为t,PD⊥x轴于点D,设tan∠PAD等于m,求
m与t之间的函数关系式;
(3)如图3,在(2)的条件下,当m= 时,过点B作BN⊥AB交∠PAC的平分线于点N,点K在线
段AB上,点M在线段AN上,连接KM、KN,∠MKN=2∠BNK,作MT⊥KN于点T,延长MT交BN
于点H,若NH=4BH,求直线KN的解析式.
【分析】(1)由﹣ax2+6ax+6=0,根据根与系数的关系可得 x +x =6,x •x =﹣ ,求出AB的长为
1 2 1 2
,再由三角形ABC的面积可求a的值;(2)由题意知P(t,﹣ t2+ t+6),分别求出AD与PD,根据tan∠PAD=m,建立方程即可求m与t
的函数关系式;
(3)连接BC与AP交于点E,证明△ABO≌△EAB(AAS),从而推导出△ABN是等腰直角三角形,
求出tan∠PAN= ,设N(m,n),由 = ,2 = ,求出N点坐标,过A作
AL⊥AB交于HM的延长线于L,过B作BS∥HL交AL于点S,交KN于点Q,再证明△AKM≌△ALM
(ASA),四边形BHLS是平行四边形,△NBK≌△BAS(ASA),设BH=a,KB=b,则NH=4a,AB
=5a,由AL=AK,可得到b=2a,则BK:AB=2:5,过K作KG⊥x轴交于G,由△ABO∽△AKG,
求出K(﹣ , ),再用待定系数法求直线KN的解析式即可.
【解答】解:(1)令x=0,则y=6,
∴B(0,6),
令y=0,则﹣ax2+6ax+6=0,
∴x +x =6,x •x =﹣ ,
1 2 1 2
∴|x ﹣x |= ,
1 2
∵S△ABC =30= 6× ,
解得a= ,
∴y=﹣ x2+ x+6;
(2)∵P点横坐标为t,
∴P(t,﹣ t2+ t+6),
∵PD⊥x轴,
∴PD=﹣ t2+ t+6,
令y=0,则﹣ x2+ x+6,
解得x=﹣2或x=8,∴A(﹣2,0),C(8,0),
∴AD=t+2,
∵tan∠PAD=m,
∴ =m,
整理得,m=﹣ (t﹣8)(0<t<8);
(3)连接BC与AP交于点E,
∵A(﹣2,0),B(0,6),C(8,0),
∴AC=10,BC=10,
∴AC=BC,
∴∠BAO=∠ABE,
∵OB=6,OC=8,
∴tan∠OCB= ,
∵m= ,
∴∠PAD=∠OBC,
∴∠BCO=∠APD,
∴∠PAD+∠BCO=90°,
∴BC⊥AP,
∴∠BEA=90°,
∴△ABO≌△EAB(AAS),
∴∠BAE=∠ABO,
∵AN平分∠PAC,
∴∠EAN=∠NAC,
∴2∠OAE+2∠EAN=90°,
∴∠BAN=45°,
∴△ABN是等腰直角三角形,
∴BN=AB=2 ,
在Rt△APD中,设AN与PD交于Z,过Z作ZY⊥AP交于Y,
∵AZ是∠PAD的平分线,∴YZ=ZD,
∵tan∠PAD= ,
设PD=4,ZD=y,则AD=3,AP=5,YZ=y,
在Rt△PYZ中,(4﹣y)2=y2+22,
∴y= ,
∴tan∠ZAD= ,
设N(m,n),则 = ,
∵2 = ,
解得m=6,n=4,
∴N(6,4),
过A作AL⊥AB交于HM的延长线于L,过B作BS∥HL交AL于点S,交KN于点Q,
∵MT⊥KN,
∴∠NHT=90°﹣∠HNT,∠BKN=90°﹣∠HNT,
∵∠MKN=2∠BNK,
∴∠AKM=180°﹣(∠BKN+∠NKM)=90°﹣∠HNT,
∴∠AKM=∠HTN,
∵∠BAN=∠BNA=45°,
∴∠HMN=∠KMA,
∵∠HMN=∠AML,
∴∠KMA=∠AML,
∵AL⊥AB,∠PAN=∠CAN,
∴∠CAL=∠BAE,
∴∠KAM=∠MAL,
∴△AKM≌△ALM(ASA),
∴AK=AL,∠ALM=∠AKN,
∵BN⊥AB,AL⊥AB,
∴BN∥AL,
∵BS∥HL,∴四边形BHLS是平行四边形,
∴∠ALM=∠BSA,
∴∠BKN=∠BSA,
∵AB=BN,∠ABN=∠BAS=90°,
∴△NBK≌△BAS(ASA),
∴BK=AS,
∴HL=KN,
∵NH=4BH,
设BH=a,KB=b,则NH=4a,AB=5a,
∵AK=AL,
∴5a﹣b=a+b,
∴b=2a,
∴BK:AB=2:5,
过K作KG⊥x轴交于G,
∴△ABO∽△AKG,
∴ = = = ,
∴KG= ,AG= ,
∴K(﹣ , ),
设直线KN的解析式为y=sx+h,
∴ ,
解得 ,
∴y= x+ .19.(2022•江汉区校级模拟)如图1,已知抛物线y=ax2+bx+c(a>0)与x轴交于A(﹣1,0),B(3,
0),与y轴交于点C.
(1)若C(0,﹣3),求抛物线的解析式;
(2)在(1)的条件下,E是线段BC上一动点,AE交抛物线于F点,求 的最大值;
(3)如图2,点N为y轴上一点,AN、BN交抛物线于E、F两点,求 • 的值.
【分析】(1)根据待定系数法,可得函数解析式;
(2)过点A作AG∥y轴交BC的延长线与点G,过点F作FM∥y轴交BC于点M,求出BC表达式,求出AG的长,再设F(t,t2﹣2t﹣3),得出M (t,t﹣3),求出MF=﹣t2+3t,再利用△AGE∽△FME
求出 = = =﹣ (t2﹣3t)=﹣ (t﹣ )2+ ,即可得到答案;
(3)过点E作EI⊥x轴于点I,过点F作FH⊥x轴于点H,设点N (0,n),求出AN和BN的表达式,
利用这两个表达式分别与y=x2﹣2x﹣3联立求出E点和F点的横坐标,即可求出I点和H点的横坐标,
再求出OI,OH,OA,OB的长.最后利用平行线分线段成比例求出答案即可.
【解答】解:(1)将A(﹣1,0),B(3,0),C(0,﹣3)代入函数解析式y=ax2+bx+c,
得 ,
解得 ,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)如图1,过点A作AG∥y轴交BC的延长线与点G,过点F作FM∥y轴交BC于点M,
设BC表达式为y=kx+m,将点B(3,0),C(0,﹣3)代入得:
,解得: ,
∴BC表达式为y=x﹣3,∵AG∥y轴,A(﹣1,0),
∴G(﹣1,﹣4),
∴AG=4,
F(t,t2﹣2t﹣3),
∵FM∥y轴,
∴M (t,t﹣3),
∴MF=t﹣3﹣t2+2t+3=﹣t2+3t,
∵AG∥y轴,FM∥y轴,
∴AG∥FM,
∴△AGE∽△FME,
∴ = = =﹣ (t2﹣3t)=﹣ (t﹣ )2+ ,
∴当t= 时, 有最大值是 ;
(3)过点E作EI⊥x轴于点I,过点F作FH⊥x轴于点H,
设点N (0,n),AN表达式为y=k x+n,
1
将点A(﹣1,0)代入得k =n,
1
∴AN表达式为y=nx+n,
联立y=x2﹣2x﹣3得: ,
即:nx+n=x2﹣2x﹣3,整理得:x2﹣(2+n)x﹣(3+n)=0,解得x =3+n.x =﹣1(舍),
1 2
∴E点的横坐标为3+n,
∵EI⊥x轴,
∴I点的横坐标为3+n,
∴OI=3+n,
同理BN的直线表达式为v﹣y=﹣ x+n,F点的横坐标为﹣ ,
∴OH= ,
∵EI⊥x轴,FH⊥x轴,
∴ON∥IE,ON∥HF,
又∵OA=1,OB=3,
∴ , ,
∴ • = • = .
20.(2022•成都模拟)如图,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.
(1)求点A,B,C的坐标及抛物线的对称轴;
(2)如图1,点P(1,m),Q(1,m﹣2)是两动点,分别连接PC,QB,请求出|PC﹣QB|的最大值,
并求出m的值;
(3)如图2,∠BAC的角平分线交y轴于点D,过D点的直线l与射线AB,AC分别于E,F,当直线l
绕点D旋转时, 是否为定值,若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.【分析】(1)当x=0时,求得y的值,从而得出点C坐标,令y=0,求得x的值,进而求得A、B两
点坐标,根据点A和点B对称求得对称轴;
(2)将点B向上平移2个单位至B′(5,2),作点C关于直线x=1的对称点C′(2,﹣4),作直
线B′C′交直线x=1于点P′,则|PC﹣BQ|最大值是:B′C′的长,进一步求得结果;
(3)作 DG⊥AC 于 G,作 FH⊥AB 于 H,先求得点 D 坐标,从而设出 EF 的关系式,根据
AHF∽△AOC,△DOE∽△FHE,得出AH,CH,EH的关系式,然后解斜三角形ACE,从而用k表示
出AE和AF,计算化简 + 求得结果.
【解答】解:(1)当x=0时,y=﹣4,
∴C(0,﹣4),
当y=0时, x2﹣ ﹣4=0,
∴x =﹣3,x =5,
1 2
∴A(﹣3,0),B(5,0);
∵ =1,
∴抛物线的对称轴为直线x=1;
(1)如图1,将点B向上平移2个单位至B′(5,2),作点C关于直线x=1的对称点C′(2,﹣4),
作直线B′C′交直线x=1于点P′,则|PC﹣BQ|最大值是:B′C′的长,
∵B′C′= =3 ,
∴|PC﹣BQ|最大 =3 ,
∵直线B′C′的解析式为:y=2x﹣8,
∴当x=1时,y=2×1﹣8=﹣6,
∴m=﹣6;
(3) 为定值,理由如下:
如图2,
作DG⊥AC于G,作FH⊥AB于H,
∵AD平分∠BAC,
∴OD=DG,
∵S△AOC =S△AOD +S△ACD ,
∴ = + ,∴OD= ,
∵D(0,﹣ ),
∴设直线EF的关系式为:y=kx﹣ ,
∴E( ,0),
∵FH∥OC,OD∥FH,
∴△AHF∽△AOC,△DOE∽△FHE,
∴ = = , = = = ,
设AH=3a,FH=4a,
∴ = ,
∴EH= ,
∵AH+EH=AE,
∴3a+ = ,
∴a= ,
∴AF=5a=
∴ + = + =
21.(2022•沈阳模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣ x2+ x+2与x轴交于A,B两点(点A
在点B左侧),与y轴交于点C,直线l:y=kx+b经过点B,点C,点P是抛物线上一动点,连接OP
交直线BC于点D.
(1)求直线l的解析式;
(2)当 = 时,求点P的坐标;(3)在(2)的条件下,点N是直线BC上一动点,连接ON,过点D作DF⊥ON于点F,点F在线段
ON上,当OD= DF时,请直接写出点N的坐标.
【分析】(1)利用待定系数法解答即可;
(2)过点P作PE∥y轴交BC于点E,设P(m,﹣ + m+2)),则E(m, m+2),利用m
的代数式表示出线段PE,得到关于m的方程,解方程就可求得结论;
(3)利用分类讨论的思想方法分①当点N在线段BD上时和②当点N在线段BD的延长线上时,两种
情况讨论解答:①过点N作NH⊥x轴于点H,通过计算线段OH,NH的长度求得结论;②过点F作
FK⊥x轴于点K,过点D作DQ⊥FK于点Q,通过求得直线OF的解析式,与直线y=﹣ x+2联立,就
可求得结论.
【解答】解:(1)令x=0,则y=2,
∴C(0,2).
∴OC=2.
令y=0,则﹣ x2+ x+2=0,
解得:x=﹣1或4,
∴A(﹣1,0),B(4,0).
∴OA=1,OB=4.
设直线l的解析式为y=kx+b,
∴ ,
解得: ,
∴直线l的解析式为y=﹣ x+2;(2)过点P作PE∥y轴交BC于点E,如图,
∴∠COD=∠DPE,∠OCD=∠PED,
∴△CDO∽△EDP,
∴ ,
∵ = ,
∴PD=OD.
∴PE=OC=2.
设P(m,﹣ + m+2)),则E(m, m+2),
∴PE=﹣ + m+2﹣( m+2)=﹣ +2m,
∴﹣ +2m=2.
解得:m =m =2.
1 2
∴P(2,3);
(3)N( , )或N( , ),理由:
∵P(2,3),
∴直线OP的解析式为y= x.
∴ ,
解得: .∴D(1, ).
∴OD= ,BD= .
①当点N在线段BD上时,如图,
在Rt△ODF中,∠DFO=90°,
∵sin∠DOF= ,
∴tan∠DOF= .
在Rt△OBC中,∠BOC=90°,
∴tan∠CBO= .
∴∠DOF=∠CBO.
∵∠ODN=∠BDO,
∴△ODN∽△BDO,
∴ ,
即:OD2=BD•DN,
∴DN= .
∴BN=BD﹣DN= ,
过点N作NH⊥x轴于点H,
∴NH=BN•sin∠CBO= ,
BH=BN•cos∠CBO= ,
∴OH=OB﹣BH=4﹣ = .∴N( , );
②当点N在线段BD的延长线上时,如图,
过点F作FK⊥x轴于点K,过点D作DQ⊥FK于点Q,
∵FD⊥ON,
∴∠OFK+∠DFQ=90°,
∵DQ⊥FK,
∴∠FDQ+∠DFQ=90°,
∴∠DFK=∠FDQ.
∵∠FKO=∠DQF=90°,
∴△OKF∽△FQD.
∴ =2,
∴OK=2FQ,FK=2QD.
设F(a,n),则OK=a,FK=n,
∵D(1, ),
∴DQ=1﹣a,FQ=n﹣ .
∴ ,
解得: ,
∴F( , ).
设直线OF的解析式为y=cx,∴ c= ,
∴c=8,
∴直线OF的解析式为y=8x.
∴ ,
解得: .
∴N( , ).
综上,点N的坐标为N( , )或N( , ).
22.(2022•沈阳模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣ 过点A(3 ,2 )和点
B( ,0),与x轴的另一个交点为点C.
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)判断△ABC的形状,并说明理由.
(3)点D在线段BC上,连接AD,作DE⊥AD,且DE=AD,连接AE交x轴于点F.点F不与点C重
合,射线DP⊥AE,交AE于点P,交AC于点Q.
①当AD=AF时,请直接写出∠CAE的度数;
②当 = 时,请直接写出CQ的长.
【分析】(1)将A(3 ,2 )和B( ,0)代入y=ax2+bx﹣ ,即可求解;
(2)求出C(5 ,0),再分别求出AB=4,AC=4,BC=4 ,利用勾股定理即可判断;
(3)①求出∠AFD=67.5°,即可求∠CAE=22.5°;②分两种情况讨论:D点在F点左侧时,设EF=x,则AF=3x,分别求出AD=DE=2 x,AP=DP
=2x,PF=x,DF= x,再由△DFE∽△AFC,求出x= ,进而求出D( ,0),过Q点作
QH⊥x轴交于点H,设QH=n,则HC=n,由tan∠PDF= = ,求出n= ,即可求CQ=
;当D点在F点右侧时,3 <m<5 ,设EF=t,则AF=3t,分别求出EA=2t,AD=DE= t,
AP=DP=t,PF=2t,DF= t,再由△DFE∽△AFC,求出t= ,进而求出D( ,0),
则可求CQ= .
【解答】解:(1)将A(3 ,2 )和B( ,0)代入y=ax2+bx﹣ ,
∴ ,
解得 ,
∴y=﹣ x2+3x﹣ ;
(2)令y=0,则﹣ x2+3x﹣ =0,
解得x= 或x=5 ,
∴C(5 ,0),
∴AB=4,AC=4,BC=4 ,
∴BC2=AC2+AB2,
∴△ABC是等腰直角三角形;
(3)①∵AB=AC,
∴∠ACB=45°,
∵AD=ED,DE⊥AD,
∴∠DAE=45°,∵AD=AF,
∴∠AFD=67.5°,
∴∠CAE=67.5°﹣45°=22.5°;
②如图1,D点在F点左侧时,
∵ = ,
∴AF=3EF,
设EF=x,则AF=3x,
∴AE=4x,
∵△ADE是等腰直角三角形,
∴AD=DE=2 x,
∵DP⊥AE,∠CAE=45°,
∴△ADP是等腰直角三角形,
∴AP=DP=2x,
∴PF=x,
∴DF= x,
∵∠AED=∠ACF=45°,
∴△DFE∽△AFC,
∴ = ,即 = ,
∴x= ,
∴AD= ,
设D(m,0),0<m<3 ,
∴(m﹣3 )2+(2 )2=( )2,
∴m= 或m= (舍),
∴D( ,0),
过Q点作QH⊥x轴交于点H,
∵∠ACH=45°,设QH=n,则HC=n,
当D( ,0)时,CD= ,
∴DH= ﹣n,
∵tan∠PDF= = ,
∴2n= ﹣n,
∴n= ,
∴CQ= × = ;
如图2,当D点在F点右侧时,3 <m<5 ,
∵ = ,
设EF=t,则AF=3t,
∴EA=2t,
∵△ADE是等腰直角三角形,
∴AD=DE= t,
∵DP⊥AE,∠CAE=45°,
∴△ADP是等腰直角三角形,
∴AP=DP=t,
∴PF=2t,
∴DF= t,
∵∠AED=∠ACF=135°,
∴△DFE∽△AFC,
∴ = ,即 = ,
∴t= ,
∴(m﹣3 )2+(2 )2=( )2,∴m= (舍)或m= ,
∴D( ,0),
∴CD= ,
∴DH= ﹣n,
∴ n= ﹣n,
∴n= ,
∴CQ= ;
综上所述:CQ的长为 .