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专题 16 函数的图像变换问题
函数图像的变换问题的考查一般难度较大,但关键是要理清图像变换前后的解析式的关系,图像变换的规
律以二次函数为例:
1.保持y=ax2的形状不变,将其顶点平移到(h,k)处,具体平移方法如下:
2.二次函数平移遵循“上加下减,左加右减”的原则,据此,可以直接由解析式中常数的加或减求出变
化后的解析式;二次函数图象的平移可看作顶点间的平移,可根据顶点之间的平移求出变化后的解析式.
(2022·湖北恩施·统考中考真题)在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线 与y轴交于点
.(1)直接写出抛物线的解析式.
(2)如图,将抛物线 向左平移1个单位长度,记平移后的抛物线顶点为Q,平移后的抛物线与x
轴交于A、B两点(点A在点B的右侧),与y轴交于点C.判断以B、C、Q三点为顶点的三角形是否为
直角三角形,并说明理由.
(3)直线BC与抛物线 交于M、N两点(点N在点M的右侧),请探究在x轴上是否存在点T,使
得以B、N、T三点为顶点的三角形与 相似,若存在,请求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.
(4)若将抛物线 进行适当的平移,当平移后的抛物线与直线BC最多只有一个公共点时,请直接
写出拋物线 平移的最短距离并求出此时抛物线的顶点坐标.
(1)待定系数法求二次函数解析式;
(2)分别求得B、C、Q的坐标,勾股定理的逆定理验证即可求解;
(3)由 ,故分两种情况讨论,根据相似三角形的性质与判定即可求解;
(4)如图,作 且与抛物线只有1个交点,交 轴于点 ,过点 作 于点 ,则 是等腰
直角三角形,作 于 ,进而求得直线 与 的距离,即为所求最短距离,进而求得平移方式,
将顶点坐标平移即可求解.
【答案】(1)(2)以B、C、Q三点为顶点的三角形是直角三角形,理由见解析
(3)存在, 或 ,
(4)最短距离为 ,平移后的顶点坐标为
【详解】(1)解:∵抛物线 与y轴交于点
∴
抛物线解析式为
(2)以B、C、Q三点为顶点的三角形是直角三角形,理由如下:
的顶点坐标为
依题意得,
平移后的抛物线解析式为
令 ,解
得
令 ,则 ,即
以B、C、Q三点为顶点的三角形是直角三角形
(3)存在, 或 ,理由如下,
, ,是等腰直角三角形
设直线 的解析式为 ,
则 ,
解得 ,
直线 的解析式为 ,
联立
解得 ,
, , 是等腰直角三角形
,
设直线 的解析式为 ,
直线 的解析式为
当 时,设 的解析式为 ,由NT过点
则
解得
的解析式为 ,
令
解得
,
②当 时,则即
解得
综上所述, 或
(4)如图,作 ,交 轴于点 ,过点 作 于点 ,则 是等腰直角三角形,作
于
直线 的解析式为
设与 平行的且与 只有一个公共点的直线 解析式为
则
整理得:
则
解得
直线 的解析式为,
即拋物线 平移的最短距离为 ,方向为 方向
∴把点P先向右平移EF的长度,再向下平移FC的长度即得到平移后的坐标
平移后的顶点坐标为 ,即
本题是二次函数综合,考查了相似三角形的性质,求二次函数与一次函数解析式,二次函数图象的平移,
勾股定理的逆定理,正确的添加辅助线以及正确的计算是解题的关键.
(2022·辽宁沈阳·统考中考真题)如图,平面直角坐标系中,O是坐标原点,抛物线 经过点
和点 与x轴另一个交点A.抛物线与y轴交于点C,作直线AD.
(1)①求抛物线的函数表达式
②并直接写出直线AD的函数表达式.
(2)点E是直线AD下方抛物线上一点,连接BE交AD于点F,连接BD,DE, 的面积记为 ,
的面积记为 ,当 时,求点E的坐标;(3)点G为抛物线的顶点,将抛物线图象中x轴下方部分沿x轴向上翻折,与抛物线剩下部分组成新的曲线
为 ,点C的对应点 ,点G的对应点 ,将曲线 ,沿y轴向下平移n个单位长度( ).曲线
与直线BC的公共点中,选两个公共点作点P和点Q,若四边形 是平行四边形,直接写出P的坐
标.
(1)①利用待定系数解答,即可求解;②利用待定系数解答,即可求解;
(2)过点E作EG⊥x轴交AD于点G,过点B作BH⊥x轴交AD于点H,设点 ,则点
, 可得 ,然后根据△EFG∽△BFH,即可求解;
(3)先求出向上翻折部分的图象解析式为 ,可得向上翻折部分平移后的函数解析式为
,平移后抛物线剩下部分的解析式为 ,分别求出直线BC和直线
的解析式为,可得BC∥C′G′,再根据平行四边形的性质可得点 ,然后分三种情况讨论:
当点P,Q均在向上翻折部分平移后的图象上时;当点P在向上翻折部分平移后的图象上,点Q在平移后
抛物线剩下部分的图象上时;当点P在平移后抛物线剩下部分的图象上,点Q在向上翻折部分平移后的图
象上时,即可求解.
【答案】(1)① ;②
(2)(2,-4)或(0,-3)
(3)(1+ , )或【详解】(1)解:①把点 和点 代入得:
,解得: ,
∴抛物线解析式为 ;
②令y=0,则 ,
解得: ,
∴点A(-2,0),
设直线AD的解析式为 ,
∴把点 和点A(-2,0)代入得:
,解得: ,
∴直线AD的解析式为 ;
(2)解:如图,过点E作EG⊥x轴交AD于点G,过点B作BH⊥x轴交AD于点H,
当x=6时, ,
∴点H(6,-4),即BH=4,
设点 ,则点 ,
∴ ,∵ 的面积记为 , 的面积记为 ,且 ,
∴BF=2EF,
∵EG⊥x,BH⊥x轴,
∴△EFG∽△BFH,
∴ ,
∴ ,解得: 或0,
∴点E的坐标为(2,-4)或(0,-3);
(3)解: ,
∴点G的坐标为(2,-4),
当x=0时,y=-3,即点C(0,-3),
∴点 ,
∴向上翻折部分的图象解析式为 ,
∴向上翻折部分平移后的函数解析式为 ,平移后抛物线剩下部分的解析式为
,
设直线BC的解析式为 ,
把点B(6,0),C(0,-3)代入得:
,解得: ,
∴直线BC的解析式为 ,
同理直线 的解析式为 ,
∴BC∥C′G′,设点P的坐标为 ,
∵点 ,
∴点 C′向右平移2个单位,再向上平移1个单位得到点 G′,
∵四边形 是平行四边形,
∴点 ,
当点P,Q均在向上翻折部分平移后的图象上时,
,解得: (不合题意,舍去),
当点P在向上翻折部分平移后的图象上,点Q在平移后抛物线剩下部分的图象上时,
,解得: 或 (不合题意,舍去),
当点P在平移后抛物线剩下部分的图象上,点Q在向上翻折部分平移后的图象上时,
,解得: (舍去,不合题意)或 ,
综上所述,点P的坐标为综上所述,点P的坐标为(1+ , )或(1﹣ , ).本题主要考查了二次函数的综合题,熟练掌握二次函数的图象和性质,平行四边形的性质,相似三角形的
判定和性质,并利用数形结合思想解答是解题的关键.
(2021·广西梧州·统考中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c经过点A(﹣1,0),B
(0,3),顶点为C.平移此抛物线,得到一条新的抛物线,且新抛物线上的点D(3,﹣1)为原抛物线
上点A的对应点,新抛物线顶点为E,它与y轴交于点G,连接CG,EG,CE.
(1)求原抛物线对应的函数表达式;
(2)在原抛物线或新抛物线上找一点F,使以点C,E,F,G为顶点的四边形是平行四边形,并求出点F
的坐标;(3)若点K是y轴上的一个动点,且在点B的上方,过点K作CE的平行线,分别交两条抛物线于点M,
N,且点M,N分别在y轴的两侧,当MN=CE时,请直接写出点K的坐标.
(1)根据待定系数法将点A(﹣1,0),B(0,3)代入抛物线y=x2+bx+c,即可求出原抛物线解析式;
(2)根据新抛物线上的点D(3,﹣1)为原抛物线上点A的对应点可知抛物线平移方式为右移4个单位下
移1个单位,从而确定新抛物线解析式,进而确定点C、D、G坐标,由以点C,E,F,G为顶点的四边
形是平行四边形即可确定点F坐标的可能位置,判断是否在原抛物线或新抛物线上即可解答;
(3)由 ,MN=CE,可知M点到N点的平移方式和C点到E点平移方式相同,故可设点M坐
标为(a,b),可得点N坐标为(a+4,b-1),由图像可知M在新抛物线、N在原抛物线上,据此列方程
求出点M、N坐标,由直线MN解析式即可求出与y轴交点坐标即K点坐标.
【答案】(1) ;(2)F(-4,3),(3) .
【详解】解:(1)由抛物线y=x2+bx+c经过点A(﹣1,0),B(0,3),得:
,
解得: ,
∴原抛物线对应的函数表达式为: ;
(2)由(1)得:原抛物线为: ,故顶点C坐标为
∵新抛物线上的点D(3,﹣1)为原抛物线上点A的对应点,
∴原抛物线向右移4个单位,向下移1个单位得到新抛物线,
∴新抛物线对应的函数表达式为: ,即:
故新抛物线顶E点坐标为 ,与y轴交点G坐标为 ,
以点C,E,F,G为顶点的四边形是平行四边形,点F不可能在CE下方,故如图所示:当平行四边形为 时,点F坐标为 ,即 ,根据平移性质可知: 一定在原抛物
线;
当平行四边形为 时,点F坐标为 ,即 ,此时 ;故不在新抛物
线上,
综上所述:以点C,E,F,G为顶点的四边形是 时,F的坐标为 ;
(3)∵ ,MN=CE,
∴M点到N点的平移方式和C点到E点平移方式相同,
设M在左侧,坐标为(a,b),则点N坐标为(a+4,b-1),由图可知,点M在新抛物线,点N在原抛
物线,
,
解得: ,
即M点坐标为 ,
∴点N坐标为 ,
设直线MN解析式为 ,∴ ,
解得: ,
即: ,
故直线MN与y轴交点K坐标为 .
本题主要考查了函数图像的平移、函数图像与几何图形结合的综合能力的培养,要会利用数形结合的思想
把代数和几何图形结合起来,掌握图像平移的性质确定函数解析式和点的坐标是解题关键.
1.(2022·重庆开州·校联考模拟)如图1,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,过点B作直线 直线 ,交抛物线y于另一点D,点P为直线
上方抛物线上一动点.
(1)求线段 的长.
(2)过点P作 轴交 于点Q,交直线 于点F,过点P作 于点E,求 的最大值及此时点P的坐标.
(3)如图2,将抛物线 向右平移3个单位得到新抛物线 ,点M为新抛物线上一点,
点N为原抛物线对称轴一点,直接写出所有使得A、B、M、N为顶点的四边形是平行四边形时点N的坐标,
并写出其中一个点N的坐标的求解过程.
【答案】(1)4
(2)当 时, 有最大值为 ,此时 ;
(3) , 和
【思路分析】(1)令 ,求解即可;
(2)求直线 的解析式,设点 ,则 , ,利
用 ,将所求转化为 ,再求解即可;
(3)推出平移后的解析式,设 , ,分三种情况讨论;再利用平行
四边形的性质结合中点坐标求解即可.
【详解】(1)令 ,
解得 或 ,
∴ ,
;
(2) ,
,设直线 的解析式为 ,
,解得 ,
∴直线 的解析式为 ,
,
直线 的解析式为 ,
设点 ,则 , ,
∵点P为直线 上方抛物线上一动点,
,
,
∵ ,
,
,
,
,
∴ ,
∴当 时, 有最大值为 ,此时 ;
(3) ,
∴抛物线对称轴为直线 ,∵抛物线 向右平移3个单位得到新抛物线 ,
∴新抛物线 的解析式为 ,
∴ , ,
①当 为平行四边形的对角线时, ,
∴ ,
∴ ;
②当 为平行四边形的对角线时, ,
∴ ,
∴ ;
③当 为平行四边形的对角线时, ,
∴ ,
∴ ;
综上,N点坐标分别为 , 和 .
2.(2021·山东滨州·模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线 分别交 轴, 轴于点
A, 和点 ,抛物线 与抛物线 关于直线 对称,两条抛物线的交点为 , (点 在点 的左
侧).(1)求抛物线 的表达式;
(2)将抛物线 沿 轴正方向平移,使点 与点 重合,求平移的距离;
(3)在(2)的条件下:规定抛物线 和抛物线 在直线 下方的图象所组成的图象为 ,点 , 和
, 在函数 上(点 在点 的右侧),在(2)的条件下,若 ,且 ,求点 坐标.
【答案】(1)
(2)1
(3)点 坐标为: , 或 , 或 ,
【思路分析】(1)由 得抛物线 的顶点坐标为: ,即得抛物线 的顶点为 ,从
而抛物线 的表达式为 ;
(2)由 得 ,设抛物线 向右平移 个单位后 与 重合,即
过 ,可得平移的距离是1;
(3)抛物线 向右平移1个单位得 ,由 ,的 , ,当 在 左侧图象上时,
, ,可得 ,解得 , ;当在 、 之间的图象上时,分两种情况:① 在抛物线 上, ,即得
, ;② 在抛物线 上, ,解得 , .
【详解】(1)解: ,
抛物线 的顶点坐标为: ,
点 关于直线 对称点为 ,抛物线 与抛物线 关于 对称,
抛物线 的顶点为 ,且抛物线 与抛物线 的形状、大小相同,开口方向相反,
抛物线 的表达式为 .
(2)解:在 中,令 得 ,
,
设抛物线 向右平移 个单位后 与 重合,即 过 ,
,解得 或 (舍去),
平移的距离是1.
(3)解:由(2)知,抛物线 向右平移1个单位,可得 ,
,
,
, ,
当 在 左侧图象上时,如图:在抛物线 上, 在抛物线 上,
, ,
,
,
解得 (舍去)或 ,
, ;
当 在 、 之间的图象上时,分两种情况:
① 在抛物线 上,如图:
, ,且 ,
,
即得 或 (舍去),
, ;
② 在 、 之间的图象上,如图:, ,且 ,
,
解得 ,
, ,
综上所述,点 坐标为: , 或 , 或 , .
3.(2022·陕西渭南·统考三模)在平面直角坐标系中,已知抛物线 (b、c为常数)与x轴
交于 、 两点.
(1)求抛物线 的函数表达式;
(2)将该抛物线 向右平移4个单位长度得到新的抛物线 ,与原抛物线 交于点C,点D是点C关于x轴
的对称点,点N在平面直角坐标系中,请问在抛物线 上是否存在点M,使得以点C、D、M、N为顶点
的四边形是以CD为边的矩形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,点M的坐标为 或 或
【思路分析】(1)利用待定系数法直接求解即可;
(2)存在,根据题意求得抛物线 的表达式,再与抛物线 联立,求得点C的坐标,进而求得点D的坐标;要使得以点C、D、M、N为顶点的四边形是以CD为边的矩形,分当M在x轴上方时和当M在x轴下
方时,两种情况讨论,根据矩形的性质列出方程,求解即可.
【详解】(1)解:把 、 代入 中,得
解得
∴抛物线 的函数表达式为 .
(2)解:存在.理由如下:
∵ ,
∴抛物线 的函数表达式 ,
令 ,解得 ,
当 时, ,
∴点C的坐标为 ,
∵点D是点C关于x轴的对称点,
∴点D的坐标为 .
①当M在x轴上方时,要使得以点C、D、M、N为顶点的四边形是以CD为边的矩形,
则 ,即 ,
解得 (舍去), ,
∴ ;
②当M在x轴下方时,要使得以点C、D、M、N为顶点的四边形是以CD为边的矩形,
则 ,即 ,
解得 , ,
∴ , .综上,在抛物线 上存在点M,使得以点C、D、M、N为顶点的四边形是以CD为边的矩形,点M的坐标
为 或 或 .
4.(2022·广东深圳·深圳市宝安第一外国语学校校考三模)已知抛物线 : 与 轴交于点 ,
过点 与点 的直线与 交于点 .
(1)求直线 的函数表达式;
(2)如图 ,若点 为直线 下方的 上一点,求点 到直线 的距离的最大值;
(3)如图 ,将直线 绕点 顺时针旋转 后恰好经过 的顶点 ,沿射线 的方向平移抛物线 得
到抛物线 , 的顶点为 ,两抛物线相交于点 设交点 的横坐标为 若 ,求 的值.
【答案】(1)y=x+2
(2)
(3)
【思路分析】(1)先根据抛物线的函数表达式求出点A的坐标,再将点A的坐标和(1,3)代入
y=kx+b,即可求出直线AB的函数表达式;
(2)过点P作 交直线AB于点Q,过点P作PM⊥AB,垂足为点M,易证△MPQ为等腰直角三
角形,分别表示出点P和点Q的坐标,求出PQ的最大值,当PQ取最大值时PM也取最大值,(3)过点E作 ,交x轴于点P,过点D作DQ⊥PQ,垂足为Q,易证△APE~△DEQ,将点D的
坐标用m表示出来,根据 即可求出m的值.
【详解】(1)解:当x=0时, ,
∴A(0,2),
设直线AB的函数表达式为:y=kx+b,
把A(0,2)和(1,3)代入y=kx+b,
,解得: ,
∴直线AB得函数表达式为:y=x+2.
(2)将抛物线的函数表达式整理为一般式为: ,
如图,过点P作 交直线AB于点Q,过点P作PM⊥AB,垂足为点M,
设点P的坐标为(a, ),
∵ ,
∴点Q的横坐标为a,
∵点Q在直线AB上,
∴点Q的坐标为(a,a+2),
∴ ,整理得: ,
当a= 时,PQ有最大值,最大值为 ,∵直线AB与竖直方向得夹角为45°,
∴∠MQP=45°,
∴△MPQ为等腰直角三角形,
∴PM= ,
当PQ取最大值时,PM也取最大值,
∴PM的最大值为: ,
(3)∵抛物线的函数表达式为: ,
∴顶点C(1,1),
设直线AC的函数表达式为:y=kx+b,将点C和点A的坐标代入得:
,解得: ,
∴直线AC的函数表达式为:y=-x+2,
设点D的横坐标为b,
∵点D在直线AC上,
∴点D的纵坐标为-b+2,即D(b,-b+2),
∴ 的函数表达式为: ,
E的横坐标为m,
∵点E在抛物线 上,
∴点E的纵坐标为: ,
∵点E也在抛物线 上,
∴点E的纵坐标为: ,
∴ = ,
整理得: 解得:b=2m或b=1(舍),∴D(2m,-2m+2),
过点E作 ,交x轴于点P,过点D作DQ⊥PQ,垂足为Q,
∵∠AED=90°,∠EPA=90°,
∴∠AEP+∠DEQ=90°,∠AEP+∠EAP=90°,
∴∠DEQ=∠EAP,
在△APE和△DEQ中,
∠DEQ=∠EAP,∠APE=∠DQE,
∴△APE~△DEQ,
∴ ,
∵A(0,2),E(m, ),D(2m,-2m+2),
∴PE=m,EQ=m,
DQ= ,
AP= ,
∴ ,整理得: ,
解得: 或 (舍).
5.(2022·重庆·西南大学附中校考三模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线 与x轴交于
,B两点,其对称轴 与x轴交于点D.图1 图2
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)如图1,点P为第四象限内的抛物线上一动点,连接PB,PC,CD,求四边形PBDC面积的最大值和此
时点P的坐标;
(3)将该抛物线向左平移3个单位长度得到抛物线y',平移后的抛物线与原抛物线的对称轴相交于点E,点
F为抛物线y'对称轴上的一点,M是原抛物线上的动点,直接写出所有使得以点A,E,F,M为顶点的四
边形是平行四边形的点M的坐标,并把求其中一个点M的坐标的过程写出来.
【答案】(1) ;
(2) 的最大值为 ,此时点 的坐标为 , ;
(3)点 的坐标为 或 或 .
【思路分析】(1)运用待定系数法即可求得答案;
(2)利用待定系数法求得直线 的解析式为 ,过点 作 轴交 于点 ,如图1,设
, ,则 ,得出 ,再运用二
次函数的性质即可得出答案;
(3)根据平移的性质可得 ,新抛物线的对称轴为直线 ,设 , ,
可得 ,又 ,由以点 , , , 为顶点的四边形是平行四边形,分三种情况:①当 、
为对角线时, 、 的中点重合,②当 、 为对角线时, 、 的中点重合,③当 、为对角线时, 、 的中点重合,分别画出图形,建立方程求解即可.
【详解】(1)解:(1) 抛物线 经过点 ,其对称轴 ,
,
解得: ,
该抛物线的函数表达式为 ;
(2)解:如图,连接BC,作PH∥y轴,交BC于H,
点 与点 关于对称轴 对称,
,
, ,
,
,
设直线 的解析式为 ,
则 ,
解得: ,
直线 的解析式为 ,
设 , ,则 ,
,
,
,
, ,当 时, 的最大值为 ,此时点 的坐标为 , ;
(3)解:将抛物线 向左平移3个单位长度得到抛物线 ,
即 ,
新抛物线的对称轴为直线 ,
设 , ,
当 时, ,
,又 ;
①当 、 为对角线时, 、 的中点重合,
,
解得: ,
,
;
②当 、 为对角线时, 、 的中点重合,
,
解得: ,
,
;③当 、 为对角线时, 、 的中点重合,
,
解得: ,
,
;
综上所述,点 的坐标为 或 或 .
6.(2022·内蒙古呼和浩特·统考三模)抛物线 与 轴交于点 , ,直
线 与抛物线交于 , 两点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)在此抛物线的对称轴上是否存在一点 ,使得 的周长最小?若存在,请求出点 的坐标;若不存
在,请说明理由.
(3)若点 为直线 上方的抛物线上的一个动点(不与点 , 重合),将直线 上方的抛物线部分关
于直线 对称形成爱心图案,动点 关于直线 对称的点为 ,求 的取值范围.
【答案】(1)
(2)存在, ,理由见详解
(3)
【思路分析】(1)将 , 代入抛物线 求解即可:
(2)连接BC,BC与对称轴的交点即点P,此时 的周长最小;
(3)过点E作 轴,进而得到 ,由三角函数即可求解;【详解】(1)解:将 , 代入抛物线 得,
解得: ,
∴抛物线的解析式为: .
(2)由 解得: ,
∴ , ,
设BC的解析式为: ,
将 , 代入 得,
解得: ,
∴ ,
抛物线的对称轴为: ,
当点P在BC上时, 的周长最小,
∴将 代入 中,
,
∴ .
(3)设点 ,
由 , 可求得CD的解析式为: ,
过点E作 轴,∴ ,
将 代入 得, ,
将 代入 得, ,
∴ ,
∵ 轴,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
当 时, 最大,
∵ ,
∴ ,
∴ 的取值范围为: .
7.(2022·陕西宝鸡·统考二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线 的图象经过 ,
两点,将抛物线 向右平移2个单位得到抛物线 ,平移后点A的对应点为点B.(1)求抛物线 与 的函数表达式;
(2)若点M是抛物线 上一动点,点N是抛物线 上一动点,请问是否存在这样的点M、N,使得以A、
B、M、N为顶点且以AB为边的四边形是面积为8的平行四边形?若存在,求出点M、N的坐标;若不存
在,请说明理由.
【答案】(1) ;
(2)存在, , 或 ,
【思路分析】(1)用待定系数法求出b与c的值即可;
(2)先求点B的坐标,再根据平行四边形的性质进行分类讨论.
【详解】(1)解:∵ 的图象经过 ,
∴ ,
将 代入 中,得 ,
解得 ,
∴抛物线 的函数表达式为 .
∵将抛物线 向右平移2个单位得到抛物线 ,
∴抛物线 的函数表达式为 .
(2)解:存在.理由如下:∵点 向右平移2个单位得到点B,
∴ ,
∴ .
由题意知,以AB为边的平行四边形的面积为8,则 , ,
AB边上的高为4.
易得抛物线 的顶点为 ,而 ,
∴在x轴下方不存在满足条件的点M、N.
在 中,令 ,
即 ,
解得 , ,
∴ , .
在 中,令 ,
即 ,
解得 , ,
∴ , .
综上,存在这样的点M、N,使得以A、B、M、N为顶点且以AB为边的四边形是面积为8的平行四边形,
点M、N的坐标分别为 , 或 , .8.(2022·四川成都·统考二模)如图,抛物线 : 与 轴相交于 , 两点(点 在
点 的左侧),已知点 的横坐标是2,抛物线 的顶点为 .
(1)求 的值及顶点 的坐标;
(2)点 是 轴正半轴上一点,将抛物线 绕点 旋转 后得到的抛物线 ,记抛物线 的顶点为 ,抛
物线 与 轴的交点为 , (点 在点 的右侧).当点 与点 重合时(如图1),求抛物线 的表
达式;
(3)如图2,在(2)的条件下,从 , , 中任取一点, , , 中任取两点,若以取出的三点为顶
点能构成直角三角形,我们就称抛物线 为抛物线 的“勾股伴随同类函数”.当抛物线 是抛物线 的
勾股伴随同类函数时,求点 的坐标.
【答案】(1) ,
(2)
(3) 或 或
【思路分析】(1)把点 坐标代入抛物线的解析式即可求出 的值,然后利用抛物线的对称轴 求
出点 的横坐标 ,再代入抛物线解析式中可得 ,即可解决问题;(2)由(1)可知,当 时,可求得 ,再根据题意抛物线 绕点 旋转 后得到的抛物线 ,
且点 与点 重合,则在抛物线 中,点 的坐标仍为 ,同时点 的坐标也为 ;根据旋转的性
质可知:点 与点 关于点 对称,点 的坐标为 ,同理点 与点 关于点 对称,设 ,
则点 的坐标为 ,再根据点的坐标的唯一性可确定 和 的值,从而确定点 的坐标,再设
抛物线 的表达式为: ,将点 的坐标代入即可求解;
(3)根据题意可确定,只有 , 为三角形其中两个顶点,然后再从 , , 中任取一点构成直角三
角形的三个顶点,分三种情况利用勾股定理构建方程即可解决问题.
【详解】(1)解:∵抛物线 : 与 轴相交于 , 两点,点 的横坐标是2,
∴ ,
∴ ,
解得 ,
∴抛物线 的解析式为: ,
对称轴: ,
∴当 时, ,
∴顶点 的坐标为 .
∴ , .
(2)∵抛物线 与 轴相交于 , 两点,
∴当 时,得:,即 ,
解得: , ,
∴
∵点 与点 重合,
∴点 的坐标为 ,
当抛物线 绕点 旋转 后得到的抛物线 ,且点 与点 重合时,
∴在抛物线 中,点 的坐标仍为 ,
∴点 与点 关于点 对称,
∴点 的坐标为 ,
同理点 与点 关于点 对称,设 ,则
∴点 的坐标为 ,
∴ ,
∴ ,
∴点 的坐标为 ,
设抛物线 的表达式为: ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,∴抛物线 的表达式为: .
(3)根据题意可知,在构成的直角三角形三个顶点中,有两个顶点是从点 , , 中选取,有一个点
是从 , , 中任取.由图可知,当点为 , 或 , 时,与 , , 中任意一点构成的三角形是
钝角三角形,故只有点 , 为直角三角形其中的两个顶点.
设 ,
又∵抛物线 绕点 旋转 后得到的抛物线 , , , ,
∴ , ,
①当 为顶点时,
∵在抛物线 中, 是一个锐角,点 在点 的左侧,
∴ ,
∴ ,
∴
解得: ;
②当 为顶点时,
同理可得 ,
∴ ,
∴
解得: ;
③当 为顶点时,
分两种情况:
第一种:
∴ ,
∴ ,解得: ,
第二种:
∴ ,
∴ ,
解得: .
∴点 的坐标为 或 或 .
9.(2022·重庆·校联考二模)如图,抛物线 与 轴正半轴交于点 ,与 轴交于点 .
(1)求直线 的解析式;
(2)如图1,点 为第四象限抛物线上一动点,过点 作 轴,垂足为 , 交 于点 ,连接 ,
,求四边形 面积的最大值,并求出此时点 的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,将抛物线 沿直线 平移 个单位长度得到新抛物线 ,
在新抛物线 的对称轴上是否存在一点 ,使以 , , 为顶点的三角形为直角三角形,且 为直角边,
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)10
(3) , , , ,
【思路分析】(1)先求出点A,点B坐标,利用待定系数法可求解析式;(2)设点 ,点 ,当PD最大时四边形 面积最大,即可求解;
(3)根据 ,求出抛物线向左(右)平移的距离,确定点Q的横坐标,分向下和向上两种情况,利
用勾股定理进而求解.
【详解】(1)解:(1)当 时, ;
解得: (舍去),
得 ,
当 时, ,
得 ,
设直线 解析式为 ,
得 ,
解得 ,
;
(2)设 ,则 ,
,
,
,
,
,
,
∴当 时,即 时, ,,
∴当四边形 的面积最大为10;
(3)沿直线AB平移 个单位长度时,因为 ,
故设向右(左)平移 ,向上(下)平移 ,则
,
解得 ,
则 ,
对称轴 也向右平移 为 或向左平移 为 ,
当抛物线沿直线 向上平移时,设 ,则
,
,
,
当 时, ,
即 ,
解得 ,
此时 ,
当 时, ,即 ,
解得 ,
此时 ,
当抛物线沿直线 向下平移时,设 ,则
,
,
,
当 时, ,
即 ,
解得 ,
此时 ,
当 时, ,
即 ,
解得 ,
此时 ,
综上得: , , , .
10.(2022·江苏泰州·校考一模)如图,在平面直角坐标系中,将抛物线 (其中为常数,且 <0)关于原点对称得到抛物线 ,抛物线 , 的顶点分别为M,N.
(1)请直接写出抛物线 的表达式;(用含有 的式子表示)
(2)若抛物线 与 轴的交点从左到右依次为A,B;抛物线 与 轴的交点从左到右依次为C,D.
①若A,B,C,D四点从左到右依次排列,且AD=3BC,求 的值;
②是否存在这样的 ,使以点M,A,N,D为顶点的四边形是矩形?若存在,求出 的值;若不存在,说
明理由;
(3)在抛物线 对称轴右侧的部分任取一点G,设直线MG,NG分别与 轴相交于P,Q两点,且
, ,求 的值.
【答案】(1)c 的解析式为: ;
2
(2)①m=-2;②存在m,m=-1;
(3)p-q=-1.
【思路分析】(1)设抛物线c2上任意一点(x,y),点(x,y)关于原点的对称点为(-x,-y),将点
(-x,-y)代入抛物线 ,即可求解;
(2)①分别求出A(-1+m,0),B(1+m,0),C(-1-m,0),D(1-m,0),再由题意建立方程即可
求m的值;
②由M、N关于原点对称,A、D关于原点对称,则MN为矩形的对角线,在由勾股定理可得
1+3+(2m-1)2+3=12+4m2,解得m=-1;
(3)设G点的横坐标为t,过点G作x轴的平行线交y轴于点I,过点M作x轴的平行线交y轴于点H,过点N作y轴的平行线 交GI于点K,则GI∥MH,由平行线的性质可得 ,即 ,再由
NK∥y轴,得 ,即t= ,最后
列出等式,可求p-q=-1.
【详解】(1)解:设抛物线c 上任意一点(x,y),
2
则点(x,y)关于原点的对称点为(-x,-y),
将点(-x,-y)代入抛物线 ,
∴抛物线c 的解析式为 ;
2
(2)①对函数 ,
令y=0,解得x=-1+m或x=1+m,
∵m<0,
∴A(-1+m,0),B(1+m,0),
对函数c: ,
2
令y=0,解得x=1-m或x=-1-m,
∵m<0,
∴C(-1-m,0),D(1-m,0),
∴AD=2-2m,BC=-2-2m,
∵AD=3BC,
∴2-2m=3(-2-2m),
∴m=-2;
②存在m,使以点M,A,N,D为顶点的四边形是矩形,理由如下:
∵抛物线c 的对称轴为x=m,
1
∴M(m, ),
∵抛物线c 的对称轴为x=-m,
2
∴N(-m,- ),
∵M、N关于原点对称,A、D关于原点对称,∴MN为矩形的对角线,
∴AM2+AN2=MN2,
∴1+3+(2m-1)2+3=12+4m2,
解得m=-1;
(3)设G点的横坐标为t,
过点G作x轴的平行线交y轴于点I,过点M作x轴的平行线交y轴于点H,过点N作y轴的平行线 交GI
于点K,
∴GI∥MH,
∴ ,
∴ ,
∵GM=pGP,
∴ ,
∴ ,
∵NK∥y轴,
∴ ,
∴ ,
∵GN=qGQ,∴ ,
∴t= ,
∴ ,
∴1+p=q,
∴p-q=-1.