当前位置:首页>文档>专题4二次函数与相似问题-挑战2023年中考数学压轴题之学霸秘笈大揭秘(全国通用)(解析版)_中考复习资料_语数英物化_2数学中考复习_2023年中考复习资料_专项复习

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专题4二次函数与相似问题-挑战2023年中考数学压轴题之学霸秘笈大揭秘(全国通用)(解析版)_中考复习资料_语数英物化_2数学中考复习_2023年中考复习资料_专项复习
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docx
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1.295 MB
文档页数
73 页
上传时间
2026-06-02 00:35:40

文档内容

挑战 2 0 2 3 年中考数学压轴题之学霸秘笈大揭秘 专题4二次函数与相似问题 函数中因动点产生的相似三角形问题一般有三个解题途径 ① 求相似三角形的第三个顶点时,先要分析已知三角形的边和角的特点,进而得出已知三角形是否 为特殊三角形。根据未知三角形中已知边与已知三角形的可能对应边分类讨论。 ②或利用已知三角形中对应角,在未知三角形中利用勾股定理、三角函数、对称、旋转等知识来推导 边的大小。 ③若两个三角形的各边均未给出,则应先设所求点的坐标进而用函数解析式来表示各边的长度,之后 利用相似来列方程求解。 相似三角形常见的判定方法: (1)平行线法:平行于三角形的一边的直线与其他两边相交,所构成的三角形与原三角形相似; 这是判定三角形相似的一种基本方法.相似的基本图形可分别记为“A”型和“X”型,如图所示在应 用时要善于从复杂的图形中抽象出这些基本图形. (2)三边法:三组对应边的比相等的两个三角形相似; (3)两边及其夹角法:两组对应边的比相等且夹角对应相等的两个三角形相似; (4)两角法:有两组角对应相等的两个三角形相似. 判定定理“两边及其夹角法”是常用的解题依据,一般分三步:寻找一组等角,分两种情况列比例方 程,解方程并检验. 如果已知∠A=∠D,探求△ABC与△DEF相似,只要把夹∠A和∠D的两边表示出来,按照对应边成 比例,分 和 两种情况列方程.应用判定定理“两角法”解题,先寻找一组等角,再分两种情况讨论另外两组对应角相等. 应用判定定理“三边法”解题不多见,根据三边对应成比例列连比式解方程(组). 还有一种情况,讨论两个直角三角形相似,如果一组锐角相等,其中一个直角三角形的锐角三角比是 确定的,那么就转化为讨论另一个三角形是直角三角形的问题. 【例1】(2022•贵港)如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c经过A(0,3)和B( ,﹣ )两点,直线 AB与x轴相交于点C,P是直线AB上方的抛物线上的一个动点,PD⊥x轴交AB于点D. (1)求该抛物线的表达式; (2)若PE∥x轴交AB于点E,求PD+PE的最大值; (3)若以A,P,D为顶点的三角形与△AOC相似,请直接写出所有满足条件的点P,点D的坐标.【分析】(1)直接利用待定系数法,即可求出解析式; (2)先求出点C的坐标,然后证明Rt△DPE∽Rt△AOC,再由二次函数的最值性质,求出答案; (3)根据题意,可分为两种情况进行分析:当△AOC∽△APD时;当△AOC∽△DAP时;分别求出两 种情况的点的坐标,即可得到答案. 【解析】(1)将A(0,3)和B( ,﹣ )代入y=﹣x2+bx+c, , 解得 , ∴该抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3; (2)设直线AB的解析式为y=kx+n,把A(0,3)和B( ,﹣ )代入, , 解得 , ∴直线AB的解析式为y=﹣ x+3, 当y=0时,﹣ x+3=0, 解得:x=2, ∴C点坐标为(2,0), ∵PD⊥x轴,PE∥x轴, ∴∠ACO=∠DEP, ∴Rt△DPE∽Rt△AOC, ∴ , ∴PE= PD, ∴PD+PE= PD,设点P的坐标为(a,﹣a2+2a+3),则D点坐标为(a,﹣ a+3), ∴PD=(﹣a2+2a+3)﹣(﹣ a+3)=﹣(a﹣ )2+ , ∴PD+PE=﹣ (a﹣ )2+ , ∵﹣ <0, ∴当a= 时,PD+PE有最大值为 ; (3)①当△AOC∽△APD时, ∵PD⊥x轴,∠DPA=90°, ∴点P纵坐标是3,横坐标x>0, 即﹣x2+2x+3=3,解得x=2, ∴点D的坐标为(2,0); ∵PD⊥x轴, ∴点P的横坐标为2, ∴点P的纵坐标为:y=﹣22+2×2+3=3, ∴点P的坐标为(2,3),点D的坐标为(2,0); ②当△AOC∽△DAP时, 此时∠APG=∠ACO, 过点A作AG⊥PD于点G, ∴△APG∽△ACO, ∴ , 设点P的坐标为(m,﹣m2+2m+3),则D点坐标为(m,﹣ m+3),则 , 解得:m= , ∴D点坐标为( ,1),P点坐标为( , ), 综上,点P的坐标为(2,3),点D的坐标为(2,0)或P点坐标为( , ),D点坐标为( , 1). 【例2】(2022•衡阳)如图,已知抛物线y=x2﹣x﹣2交x轴于A、B两点,将该抛物线位于x轴下方的部 分沿x轴翻折,其余部分不变,得到的新图象记为“图象W”,图象W交y轴于点C. (1)写出图象W位于线段AB上方部分对应的函数关系式; (2)若直线y=﹣x+b与图象W有三个交点,请结合图象,直接写出b的值; (3)P为x轴正半轴上一动点,过点P作PM∥y轴交直线BC于点M,交图象W于点N,是否存在这 样的点P,使△CMN与△OBC相似?若存在,求出所有符合条件的点 P的坐标;若不存在,请说明理 由. 【分析】(1)令x=0和翻折的性质可得C(0,2),令y=0可得点A、B的坐标,利用待定系数法即 可求出图象W的解析式; (2)利用数形结合找出当y=﹣x+b经过点C或者y=﹣x+b与y=x2﹣x﹣2相切时,直线y=﹣x+b与 新图象恰好有三个不同的交点,①当直线y=﹣x+b经过点C(0,2)时,利用一次函数图象上点的坐 标特征,即可求出b值;②当y=﹣x+b与y=x2﹣x﹣2相切时,联立一次函数解析式和抛物线解析式, 利用根的判别式Δ=0,即可求出b值.综上即可得出结论;(3)先确定△BOC是等腰直角三角形,分三种情况:∠CNM=90°或∠MCN=90°,分别画图可得结论. 【解析】(1)当x=0时,y=﹣2, ∴C(0,2), 当y=0时,x2﹣x﹣2=0, (x﹣2)(x+1)=0, ∴x =2,x =﹣1, 1 2 ∴A(﹣1,0),B(2,0), 设图象W的解析式为:y=a(x+1)(x﹣2), 把C(0,2)代入得:﹣2a=2, ∴a=﹣1, ∴y=﹣(x+1)(x﹣2)=﹣x2+x+2, ∴图象W位于线段AB上方部分对应的函数关系式为:y=﹣x2+x+2(﹣1<x<2); (2)由图象得直线y=﹣x+b与图象W有三个交点时,存在两种情况: ①当直线y=﹣x+b过点C时,与图象W有三个交点,此时b=2; ②当直线y=﹣x+b与图象W位于线段AB上方部分对应的函数图象相切时,如图1, ﹣x+b=﹣x2+x+2, x2﹣2x+b﹣2=0, Δ=(﹣2)2﹣4×1×(b﹣2)=0, ∴b=3, 综上,b的值是2或3; (3)∵OB=OC=2,∠BOC=90°,∴△BOC是等腰直角三角形, 如图2,CN∥OB,△CNM∽△BOC, ∵PN∥y轴, ∴P(1,0); 如图3,CN∥OB,△CNM∽△BOC, 当y=2时,x2﹣x﹣2=2, x2﹣x﹣4=0, ∴x = ,x = , 1 2 ∴P( ,0); 如图4,当∠MCN=90°时,△OBC∽△CMN,∴CN的解析式为:y=x+2, ∴x+2=x2﹣x﹣2, ∴x =1+ ,x =1﹣ (舍), 1 2 ∴P(1+ ,0), 综上,点P的坐标为(1,0)或( ,0)或(1+ ,0). 【例3】(2022•桂林)如图,抛物线y=﹣x2+3x+4与x轴交于A,B两点(点A位于点B的左侧),与y 轴交于C点,抛物线的对称轴l与x轴交于点N,长为1的线段PQ(点P位于点Q的上方)在x轴上方 的抛物线对称轴上运动. (1)直接写出A,B,C三点的坐标; (2)求CP+PQ+QB的最小值; (3)过点P作PM⊥y轴于点M,当△CPM和△QBN相似时,求点Q的坐标.【分析】(1)由y=﹣x2+3x+4可得A(﹣1,0),B(4,0),C(0,4); (2)将C(0,4)向下平移至C',使CC'=PQ,连接BC'交抛物线的对称轴l于Q,可知四边形CC'QP 是平行四边形,及得CP+PQ+BQ=C'Q+PQ+BQ=BC'+PQ,而B,Q,C'共线,故此时CP+PQ+BQ最小, 最小值为BC'+PQ的值,由勾股定理可得BC'=5,即得CP+PQ+BQ最小值为6; (3)由在y=﹣x2+3x+4得抛物线对称轴为直线x=﹣ = ,设Q( ,t),则P( ,t+1),M (0,t+1),N( ,0),知BN= ,QN=t,PM= ,CM=|t﹣3|,①当 = 时, = , 可解得Q( , )或( , );②当 = 时, = ,得Q( , ). 【解析】(1)在y=﹣x2+3x+4中,令x=0得y=4,令y=0得x=﹣1或x=4, ∴A(﹣1,0),B(4,0),C(0,4); (2)将C(0,4)向下平移至C',使CC'=PQ,连接BC'交抛物线的对称轴l于Q,如图:∵CC'=PQ,CC'∥PQ, ∴四边形CC'QP是平行四边形, ∴CP=C'Q, ∴CP+PQ+BQ=C'Q+PQ+BQ=BC'+PQ, ∵B,Q,C'共线, ∴此时CP+PQ+BQ最小,最小值为BC'+PQ的值, ∵C(0,4),CC'=PQ=1, ∴C'(0,3), ∵B(4,0), ∴BC'= =5, ∴BC'+PQ=5+1=6, ∴CP+PQ+BQ最小值为6; (3)如图: 由在y=﹣x2+3x+4得抛物线对称轴为直线x=﹣ = , 设Q( ,t),则P( ,t+1),M(0,t+1),N( ,0), ∵B(4,0),C(0,4);∴BN= ,QN=t,PM= ,CM=|t﹣3|, ∵∠CMP=∠QNB=90°, ∴△CPM和△QBN相似,只需 = 或 = , ①当 = 时, = , 解得t= 或t= , ∴Q( , )或( , ); ②当 = 时, = , 解得t= 或t= (舍去), ∴Q( , ), 综上所述,Q的坐标是( , )或( , )或( , ). 【例4】(2022•玉林)如图,已知抛物线:y=﹣2x2+bx+c与x轴交于点A,B(2,0)(A在B的左侧), 与y轴交于点C,对称轴是直线x= ,P是第一象限内抛物线上的任一点. (1)求抛物线的解析式; (2)若点D为线段OC的中点,则△POD能否是等边三角形?请说明理由; (3)过点P作x轴的垂线与线段BC交于点M,垂足为点H,若以P,M,C为顶点的三角形与△BMH 相似,求点P的坐标.【分析】(1)把点B(2,0)代入y=﹣2x2+bx+c中,再由对称轴是直线x= 列方程,两个方程组成 方程组可解答; (2)当△POD是等边三角形时,点P在OD的垂直平分线上,所以作OD的垂直平分线与抛物线的交 点即为点P,计算OD≠PD,可知△POD不可能是等边三角形; (3)分种情况:①当PC∥x轴时,△CPM∽△BHM时,根据PH的长列方程可解答;②②如图3, △PCM∽△BHM,过点P作PE⊥y轴于E,证明△PEC∽△COB,可得结论. 【解析】(1)由题意得: , 解得: , ∴抛物线的解析式为:y=﹣2x2+2x+4; (2)△POD不可能是等边三角形,理由如下: 如图1,取OD的中点E,过点E作EP∥x轴,交抛物线于点P,连接PD,PO,∵C(0,4),D是OD的中点, ∴E(0,1), 当y=1时,﹣2x2+2x+4=1, 2x2﹣2x﹣3=0, 解得:x = ,x = (舍), 1 2 ∴P( ,1), ∴OD≠PD, ∴△POD不可能是等边三角形; (3)设点P的坐标为(t,﹣2t2+2t+4),则OH=t,BH=2﹣t, 分两种情况: ①如图2,△CMP∽△BMH, ∴∠PCM=∠OBC,∠BHM=∠CPM=90°,∴tan∠OBC=tan∠PCM, ∴ = = = =2, ∴PM=2PC=2t,MH=2BH=2(2﹣t), ∵PH=PM+MH, ∴2t+2(2﹣t)=﹣2t2+2t+4, 解得:t =0,t =1, 1 2 ∴P(1,4); ②如图3,△PCM∽△BHM,则∠PCM=∠BHM=90°, 过点P作PE⊥y轴于E, ∴∠PEC=∠BOC=∠PCM=90°, ∴∠PCE+∠EPC=∠PCE+∠BCO=90°, ∴∠BCO=∠EPC, ∴△PEC∽△COB, ∴ = , ∴ = , 解得:t =0(舍),t = , 1 2 ∴P( , );综上,点P的坐标为(1,4)或( , ). 1.(2020秋•兴城市期末)如图,抛物线y=ax2+bx+4经过A(4,0),B(﹣1,0)两点,与y轴交于点 C,D为第一象限抛物线上的动点,连接AC,BC,DA,DB,DB与AC相交于点E. (1)求抛物线的解析式; (2)如图1,设△ADE的面积为S ,△BCE的面积为S ,当S =S +5时,求点D的坐标; 1 2 1 2 (3)如图2,过点C作CF∥x轴,点M是直线CF上的一点,MN⊥CF交抛物线于点N,是否存在以 C,M,N为顶点的三角形与△BCO相似?若存在,请直接写出点M的坐标,若不存在,请说明理由. 【分析】(1)运用待定系数法将A(4,0),B(﹣1,0)代入y=ax2+bx+4,解方程组即可求得答案; (2)根据题意,当S 1 =S 2 +5,即S△ABD =S△ABC +5,设D(x,y),表示出△ABD和△ABC的面积,列 方程求解即可; (3)分情况讨论,列出三角形相似的三种情况,画出相应图形,设 M(m,4),则 N(m,﹣ m2+3m+4),运用相似三角形性质,建立方程求解即可. 【解析】(1)∵抛物线y=ax2+bx+4经过A(4,0),B(﹣1,0)两点, ∴ , 解得: , ∴y=﹣x2+3x+4; (2)∵抛物线y=﹣x2+3x+4与y轴交于点C,令x=0,则y=4, ∴C(0,4),∵S =S +5, 1 2 ∴S 1 +S△AEB =S 2 +S△AEB +5, 即S△ABD =S△ABC +5, ∵A(4,0),B(﹣1,0), ∴AB=5, 设D(x,y), ∴ ×5×y= ×5×4+5, ∴y=6, ∴﹣x2+3x+4=6, 解得:x =1,x =2, 1 2 ∴D (1,6),D (2,6); 1 2 (3)设M(m,4),则N(m,﹣m2+3m+4), ①如图2,△BOC∽△NMC, 则 = , ∴ = , 解得:m=0(舍去),m= , 经检验,m= 是原方程的解, ∴M( ,4); ②如图3,△BOC∽△CMN, 则 = , ∴ = , 解得:m=0(舍去),m=﹣1, 经检验,m=﹣1是原方程的解, ∴M(﹣1,4);③如图4,△BOC∽△NMC, 则 = , ∴ = , 解得:m=0(舍去),m= , 经检验,m= 是原方程的解, ∴M( ,4); ④如图5,△BOC∽△CMN, 则 = , ∴ = , 解得:m=0(舍去),m=7, 经检验,m=7是原方程的解, ∴M(7,4); 综上所述,点M的坐标为( ,4)或(﹣1,4)或( ,4)或(7,4).2.(2020秋•郴州期末)已知抛物线y= x2﹣3x+ 与x轴交于A,B两点(点A在点B的左边). (1)求A,B两点的坐标; (2)如图1,若点D是抛物线上在第四象限的点,连接DA并延长,交y轴于点P,过点D作DE⊥x轴 于点E.当△APO与△ADE的面积比为 = 时.求点D的坐标; (3)如图2,抛物线与y轴相交于点F.若点Q是线段OF上的动点,过点Q作与x轴平行的直线交抛 物线于M,N两点(点M在点N的左边).请问是否存在以Q,A,M为顶点的三角形与△QNA相似? 若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由. 【分析】(1)在抛物线解析式中,令y=0则可求得A、B的坐标; (2)证明△AOP∽△AED,根据相似三角形面积的比等于对应边的比的平方列比例式可得AE=2,从 而得点D的横坐标为3,代入抛物线的解析式可得点D的坐标; (3)如图2所示,若以Q,A,M为顶点的三角形与△QNA相似,有两种情况,但是∠QAM与∠QAN 不可能相等,所以最后只存在一种情况:△AQM∽△NQA,列比例式可得结论.【解析】(1)当y=0时, x2﹣3x+ =0, 解得:x =1,x =5, 1 2 ∴A(1,0),B(5,0); (2)∵DE⊥x轴, ∴∠AED=90°, ∴∠AOP=∠AED=90°, ∵∠OAP=∠DAE, ∴△AOP∽△AED, ∴ = = , ∴ = , ∵OA=1, ∴AE=2, ∴OE=3, 当x=3时,y= ﹣3×3+ =﹣2, ∴D(3,﹣2); (3)如图2,设Q(0,m), 当x=0时,y= , ∴F(0, ), ∵点Q是线段OF上的动点,∴0≤m≤ , 当y=m时, x2﹣3x+ =m, x2﹣6x+5﹣2m=0, x=3 , ∴x =3+ ,x =3﹣ , 1 2 ∴QM=3﹣ ,QN=3+ , 在Rt△AOQ中,由勾股定理得:AQ= , ∵∠AQM=∠AQN, ∴当△AQM和△AQN相似只存在一种情况:△AQM∽△NQA, ∴ , ∴AQ2=NQ•QM,即1+m2=(3+ )(3﹣ ), 解得:m =﹣1+ ,m =﹣1﹣ (舍), 1 2 ∴Q(0,﹣1+ ). 3.(2020秋•长垣市期末)如图1,抛物线y= x2+bx+c与x轴、y轴分别交于点B(6,0)和点C(0, ﹣3). (1)求抛物线的解析式; (2)点P是直线BC下方抛物线上一动点,其横坐标为 m,连接PB、PC,当△PBC的面积为 时, 求m值; (3)如图2,点M是线段OB上的一个动点,过点M作x轴的垂线l分别与直线BC和抛物线交于D,E 两点,是否存在以C,D,E为顶点的三角形与△BDM相似,若存在,请直接写出点M的坐标;若不存 在,请说明理由.【分析】(1)根据点A、B的坐标,利用待定系数法即可求出该抛物线的函数关系式; (2)根据点P是直线BC下方抛物线上一动点,其横坐标为m,表示PH的长,根据三角形的面积列方 程解出即可得出结论; (3)先根据两三角形相似判断出∠CED=∠BMD=90°或∠DCE=∠DMB=90°,进而分两种情况讨论 即可得出结论. 【解析】(1)把点B(6,0)和点C(0,﹣3)代入 得: , 解得: , ∴抛物线的解析式为 ; (2)设直线BC的解析式为:y=ax+n, 由点B(6,0)和C(0,﹣3)得: , 解得: , ∴直线BC的解析式为 , 如图1,过点P作y轴的平行线交BC于点H,∵点P的坐标为(m, ),PH∥y轴, ∴点H的坐标为(m, ), ∴PH=y ﹣y = ﹣( )=﹣ , H P x ﹣x =6﹣0=6, B C ∵S△PBC = PH×6= (﹣ )×6=﹣ = , 解得:m =1,m =5, 1 2 ∴m值为1或5; (3)如图2,∵∠CDE=∠BDM,△CDE与△BDM相似, ∴∠CED=∠BMD=90°或∠DCE=∠DMB=90°, 设M(x,0), ①当∠CED=∠BDM=90°, ∴CE∥AB, ∵C(0,﹣3),∴点E的纵坐标为﹣3, ∵点E在抛物线上, ∴ x2﹣ x﹣3=﹣3. ∴x=0(舍)或x=5, ∴M(5,0); ②当∠DCE=∠DMB=90°, ∵OB=6,OC=3, ∴BC= =3 , 由(2)知直线BC的关系式为y= x﹣3, ∴OM=x,BM=6﹣x,DM=3﹣ x, 由(2)同理得ED=﹣ +3x, ∵DM∥OC, ∴ ,即 , ∴CD= , ∴BD=BC﹣CD= ﹣ x, ∵△ECD∽△BMD, ∴ ,即 = , ∴ =x(3﹣ x)2, x(6﹣x)(1﹣x)=0, x =0(舍),x =6(舍),x =1, 1 2 3 ∴M(1,0); 综上所述:点M的坐标为(5,0)或(1,0). 4.(2021秋•邹城市期末)如图,已知抛物线y=x2+2x的顶点为A,直线y=x+2与抛物线交于B,C两点.(1)求A,B,C三点的坐标; (2)作CD⊥x轴于点D,求证:△ODC∽△ABC; (3)若点P为抛物线上的一个动点,过点P作PM⊥x轴于点M,则是否还存在除C点外的其他位置的 点,使以O,P,M为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,请求出这样的P点坐标;若不存在,请说 明理由. 【分析】(1)将抛物线配方后可得顶点A的坐标,将抛物线和一次函数的解析式联立方程组,解出可 得B和C的坐标; (2)先根据两点的距离计算AB、BC、AC的长,根据勾股定理的逆定理可得:∠ABC=90°,最后根据 两边的比相等且夹角为90度得两三角形相似; (3)存在,设M(x,0),则P(x,x2+2x),表示OM=|x|,PM=|x2+2x|,分两种情况:有 = 或 = ,根据比例式代入可得对应x的值,计算点P的坐标即可. 【解答】(1)解:y=x2+2x=(x+1)2﹣1, ∴顶点A(﹣1,﹣1); 由 ,解得: 或 ∴B(﹣2,0),C(1,3); (2)证明:∵A(﹣1,﹣1),B(﹣2,0),C(1,3), ∴AB= = , BC= =3 , AC= =2 ,∴AB2+BC2=AC2, = = , ∴∠ABC=90°, ∵OD=1,CD=3, ∴ = , ∴ ,∠ABC=∠ODC=90°, ∴△ODC∽△ABC; (3)存在这样的P点, 设M(x,0),则P(x,x2+2x), ∴OM=|x|,PM=|x2+2x|, 当以O,P,M为顶点的三角形与△ABC相似时, 有 = 或 = , 由(2)知:AB= ,CB=3 , ①当 = 时,则 = , 当P在第二象限时,x<0,x2+2x>0, ∴ ,解得:x =0(舍),x =﹣ , 1 2 当P在第三象限时,x<0,x2+2x<0, ∴ = ,解得:x =0(舍),x =﹣ , 1 2 ②当 = 时,则 =3, 同理代入可得:x=﹣5或x=1(舍), 综上所述,存在这样的点P,坐标为(﹣ ,﹣ )或(﹣ , )或(﹣5,15).5.(2021秋•攸县期末)如图,已知直线y=﹣2x+4分别交x轴、y轴于点A、B,抛物线过A,B两点, 点P是线段AB上一动点,过点P作PC⊥x轴于点C,交抛物线于点D. (1)若抛物线的解析式为y=﹣2x2+2x+4,设其顶点为M,其对称轴交AB于点N. ①求点M和点N的坐标; ②在抛物线的对称轴上找一点Q,使|AQ﹣BQ|的值最大,请直接写出点Q的坐标; ③是否存在点P,使四边形MNPD为菱形?并说明理由; (2)当点P的横坐标为1时,是否存在这样的抛物线,使得以B、P、D为顶点的三角形与△AOB相似? 若存在,求出满足条件的抛物线的解析式;若不存在,请说明理由. 【分析】(1)①函数的对称轴为:x=﹣ = ,故点M( , ),即可求解; ②设抛物线与x轴左侧的交点为R(﹣1,0),则点A与R关于抛物线的对称轴对称,连接RB并延长 交抛物线的对称轴于点Q,则点Q为所求,即可求解; ③四边形MNPD为菱形,首先PD=MN,即(﹣2x2+2x+4)﹣(﹣2x+4)= ,解得:x= 或 (舍 去 ),故点P( ,1),而PN= = ≠MN,即可求解; (2)分∠DBP为直角、∠BDP为直角两种情况,分别求解即可. 【解析】(1)①函数的对称轴为:x=﹣ = ,故点M( , ),当x= 时,y=﹣2x+4=3,故点N( ,3); ②设抛物线与x轴左侧的交点为R(﹣1,0),则点A与R关于抛物线的对称轴对称, 连接RB并延长交抛物线的对称轴于点Q,则点Q为所求, 将R、B的坐标代入一次函数表达式:y=kx+b并解得: 直线RB的表达式为:y=4x+4, 当x= 时,y=6, 故点Q( ,6); ③不存在,理由: 设点P(x,﹣2x+4),则点D(x,﹣2x2+2x+4), MN= ﹣3= ,四边形MNPD为菱形,首先PD=MN, 即(﹣2x2+2x+4)﹣(﹣2x+4)= ,解得:x= 或 (舍去 ), 故点P( ,1),而PN= = ≠MN, 故不存在点P,使四边形MNPD为菱形; (2)当点P的横坐标为1时,则其坐标为:(1,2),此时点A、B的坐标分别为:(2,0)、(0, 4), ①当∠DBP为直角时,以B、P、D为顶点的三角形与△AOB相似, 则∠BAO=∠BDP= ,tan∠BAO= =2=tan ,则sin = , PA= ,PB=AB﹣αPA=2 ﹣ = , α α 则PD= = ,故点D(1, ); ②当∠BDP为直角时,以B、P、D为顶点的三角形与△AOB相似, 则BD∥x轴,则点B、D关于抛物线的对称轴对称,故点D(1,4), 综上,点D的坐标为:(1,4)或(1, ), 将点A、B、D的坐标代入抛物线表达式:y=ax2+bx+c并解得: y=﹣2x2+2x+4或y=﹣ x2+3x+4. 6.(2022•禹城市模拟)如图,抛物线经过A(4,0),B(1,0),C(0,﹣2)三点. (1)求出抛物线的解析式; (2)P是抛物线在第一象限上的一动点,过P作PM⊥x轴,垂足为M,是否存在P点,使得以A,P, M为顶点的三角形与△OAC相似?若存在,请求出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由;(3)若抛物线上有一点D(点D位于直线AC的上方且不与点B重合)使得S△DCA =S△ABC ,直接写出 点D的坐标. 【分析】(1)用待定系数法求函数解析式即可; (2)设P(t,﹣ t2+ t﹣2),则M(t,0),1<t<4,分两种情况讨论:①当∠PAM=∠OAC时, tan∠OAC=tan∠MAP,可求P(2,1);②当∠PAM=∠OCA时,tan∠OAC=tan∠APM,此时P点 坐标不存在; (3)求出直线AC的解析式为y= x﹣2,再求出过点B作直线AC的平行线y= x﹣ ,联立方程组 ,即可求D点坐标. 【解析】(1)设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c, 将A(4,0),B(1,0),C(0,﹣2)代入y=ax2+bx+c, ∴ , 解得 , ∴y=﹣ x2+ x﹣2; (2)存在P点,使得以A,P,M为顶点的三角形与△OAC相似,理由如下: 设P(t,﹣ t2+ t﹣2),则M(t,0),1<t<4,∴PM=﹣ t2+ t﹣2, ∵A(4,0), ∴AM=4﹣t, ∴tan∠MAP= , ∵C(0,﹣2), ∴OC=2,OA=4, ∴tan∠OAC= , ①当∠PAM=∠OAC时, = , 解得t=2或t=4(舍), ∴P(2,1); ②当∠PAM=∠OCA时, =2, 解得t=4(舍)或t=5(舍), ∴此时P不存在; 综上所述:P点坐标为(2,1); (3)设直线AC的解析式为y=kx+b, ∴ , ∴ , ∴直线AC的解析式为y= x﹣2, 过点B作直线AC的平行线y= x+m, ∴ +m=0,∴m=﹣ , ∴y= x﹣ , 联立方程组 , 解得 (舍)或 , ∴D(3,1). 7.(2022•祥云县模拟)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c过点A(﹣1,0),B(3,0),交y轴于点C (0,3),点M是该抛物线上第一象限内的一个动点,ME垂直x轴于点E,交线段BC于点D,MN∥x 轴,交y轴于点N. (1)求抛物线y=ax2+bx+c的表达式; (2)若四边形MNOE是正方形,求该正方形的边长; (3)连结OD,AC,抛物线上是否存在点M,使得以C,O,D为顶点的三角形与△ABC相似,若存在, 请求出点M的坐标,若不存在,请说明理由. 【分析】(1)根据点A,B,C的坐标,利用待定系数法即可求出二次函数的表达式;(2)设点M的坐标为(x,﹣x2+2x+3)(0<x<3),利用正方形的性质可得出关于x的一元二次方程, 解之取其正值即可得出结论; (3)利用点C,点A,B的坐标可得出AB,BC的值,由OB=OC=3可得出∠OCD=∠ABC=45°,进 而可得出存在两种情况,过点 D 作 DF⊥y 轴,垂足为点 F,则△CDF 为等腰直角三角形,①当 △OCD∽△ABC时,利用相似三角形的性质可求出CD的长度,进而可得出DF的长度,再利用二次函 数图象上点的坐标特征可求出点M的坐标;②当△DCO∽△ABC时,用相似三角形的性质可求出CD 的长度,进而可得出DF的长度,再利用二次函数图象上点的坐标特征可求出点 M的坐标.综上,此题 得解. 【解析】(1)将A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3),代入y=ax2+bx+c,得: ,解得: , ∴抛物线的函数表达式为y=﹣x2+2x+3; (2)设点M的坐标为(x,﹣x2+2x+3)(0<x<3). ∵四边形MNOE为正方形, ∴x=﹣x2+2x+3, 解得:x = ,x = (舍去), 1 2 ∴MN= , ∴该正方形的边长为 ; (3)∵点C的坐标为(0,3).点A的坐标为(﹣1,0),点B的坐标为(3,0), ∴AB=4,BC=3 . ∵OB=OC=3, ∴∠OCD=∠ABC=45°. ∴存在两种情况. 过点D作DF⊥y轴,垂足为点F,则△CDF为等腰直角三角形,如图所示.①当△OCD∽△ABC时, ,即 , ∴CD= , ∴DF=CF= , ∴点M的坐标为( , ); ②当△DCO∽△ABC时, ,即 , ∴CD=2 , ∴DF=CF=2, ∴点M的坐标为(2,3). 综上所述:抛物线上存在点M,使得以点C,O,D为顶点的三角形与△ABC相似,点M的坐标为( , )或(2,3). 8.(2022•松江区校级模拟)如图,抛物线y=x2﹣bx+c过点B(3,0),C(0,﹣3),D为抛物线的顶 点. (1)求抛物线的解析式以及顶点坐标; (2)连接BC,CD,DB,求∠CBD的正切值; (3)点C关于抛物线y=x2﹣bx+c对称轴的对称点为E点,连接BE,直线BE与对称轴交于点M,在 (2)的条件下,点P是抛物线对称轴上的一点,是否存在点P使△CDB和△BMP相似,若存在,求点 P坐标,若不存在,请说明理由.【分析】(1)将点B、C的坐标代入y=x2﹣bx+c,即可得到抛物线的解析式,然后利用配方法可求得 抛物线的顶点坐标; (2)求得BC,CD,DB的长,根据勾股定理的逆定理可得△BCD是直角三角形,∠BCD=90°,利用 锐角三角函数的定义求解即可; (3)根据二次函数的对称性得E(2,﹣3),可得直线BE为y=3x﹣9,则M(1,﹣6),由(2)知 △CDB是直角三角形,∠BCD=90°,若△CDB和△BMP相似,可分两种情况进行解析:①∠MPB= ∠BCD=90°时,②∠MBP=∠BCD=90°时,根据相似三角形的性质即可求解. 【解析】(1)将点B、C的坐标代入抛物线表达式得: ,解得 , 故抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3; ∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4, ∴D(1,﹣4); (2)如图. ∵B(3,0),C(0,﹣3),D(1,﹣4), ∴BC2=32+32=18,BC= =3 ,CD2=12+(4﹣3)2=2,CD= , BD2=42+(3﹣1)2=20,BD=2 , ∴BD2=BC2+CD2, ∴△BCD是直角三角形,∠BCD=90°, ∴tan∠CBD= = = ; (3)∵点C关于抛物线y=x2﹣2x﹣3对称轴的对称点为E点,y=x2﹣2x﹣3的对称轴为x=1, ∴E(2,﹣3), ∵B(3,0), ∴直线BE为y=3x﹣9, ∴M(1,﹣6), 由(2)知△CDB是直角三角形,∠BCD=90°, 若△CDB和△BMP相似,可分两种情况进行解析: ①∠MPB=∠BCD=90°时,点P在x轴上, ∵M(1,﹣6),B(3,0), ∴PM=6,BP=2, ∴ , ∴ = , ∵∠MPB=∠BCD=90°, ∴△CDB和△PBM, ∴P(1,0);②∠MBP=∠BCD=90°时, ∵M(1,﹣6),B(3,0), ∴MB= =2 , ∵△CDB和△BPM, ∴ , ∴ ,解得PM= , ∴点MP的纵坐标为 ﹣6= , ∴P(1, ). 综上所述,存在,点P的坐标为(1,0)或(1, ). 9.(2022•平江县一模)如图,抛物线y=ax2+bx+8与x轴交于A(﹣2,0)和点B(8,0),与y轴交于 点C,顶点为D,连接AC,BC,BC与抛物线的对称轴l交于点E. (1)求该抛物线的函数表达式; (2)点P是第一象限内抛物线上的动点,连接PB,PC,设四边形PBOC和△AOC的面积分别为S四边 形PBOC 和S△AOC ,记S=S四边形PBOC ﹣S△AOC ,求S最大值点P的坐标及S的最大值; (3)点N是对称轴l右侧抛物线上的动点,在射线ED上是否存在点M,使得以点M,N,E为顶点的 三角形与△BOC相似?若存在,求点M的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)将点A(﹣2,0)和点B(8,0)代入y=ax2+bx+8,即可求解; (2)过点P作PG∥y轴交BC于点G,设P(t,﹣ t2+3t+8),则G(t,﹣t+8),PG=﹣ t2+4t,分 别求出S△AOC =8,S△BOC =32,S△BCP =﹣2t2+16t,则S=S四边形PBOC ﹣S△AOC =﹣2(t﹣4)2+56,即可求 解; (3)先证明△BCD是等腰直角三角形,求出E(3,5),设M(3,m),N(n,﹣ n2+3n+8),分 三种情况讨论:①当∠NME=90°,ME=MN时,△OBC∽△MNE,则m=﹣ n2+3n+8,m﹣5=n﹣ 3,可求M(3,8);当∠MEN=90°,EN=ME时,△MNE∽△BOC,5=﹣ n2+3n+8,m﹣5=n﹣ 3,求得M(3,5+ );③当∠MNE=90°,MN=EN时,△MNE∽△BOC,过点N作NH⊥l交于 H,由①M与E点关于H点对称,可求M(3,11). 【解析】(1)将点A(﹣2,0)和点B(8,0)代入y=ax2+bx+8, ∴ , 解得 , ∴y=﹣ x2+3x+8; (2)令x=0,则y=8,∴C(0,8), ∴S△AOC = ×2×8=8,S△BOC = ×8×8=32, 设直线BC的解析式为y=kx+b, ∴ , 解得 , ∴yx+8, 过点P作PG∥y轴交BC于点G,设P(t,﹣ t2+3t+8),则G(t,﹣t+8), ∴PG=﹣ t2+4t, ∴S△BCP = ×8×(﹣ t2+4t)=﹣2t2+16t, ∴S四边形PBOC =S△BOC +S△BCP =32﹣2t2+16t, ∴S=S四边形PBOC ﹣S△AOC =﹣2t2+16t+24=﹣2(t﹣4)2+56, ∵点P是第一象限, ∴0<t<8, ∴当t=4时,S有最大值56, 此时P(4,12); (3)∵OB=OC=8, ∴△BCD是等腰直角三角形, ∵直线BC的解析式为y=﹣x+8, ∴E(3,5), 设M(3,m),N(n,﹣ n2+3n+8), ①当∠NME=90°,ME=MN时,△OBC∽△MNE, ∴MN∥x轴, ∴m=﹣ n2+3n+8, ∵ME=m﹣5,MN=n﹣3, ∴m﹣5=n﹣3,∴n=6或n=﹣2, ∵n>1, ∴n=6, ∴m=8, ∴M(3,8); ②存在点M,使得以点M,N,E为顶点的三角形与△BOC相似,理由如下: 当∠MEN=90°,EN=ME时,△MNE∽△BOC, ∴ME=m﹣5,EN=n=3, ∴MN∥x轴, ∴5=﹣ n2+3n+8, ∴m﹣5=n﹣3, ∴n=3+ 或n=3﹣ , ∵n>1, ∴n=3+ , ∴m=5+ , ∴M(3,5+ ); ③当∠MNE=90°,MN=EN时,△MNE∽△BOC, 过点N作NH⊥l交于H, 由①可知H(3,8), ∵M与E点关于H点对称, ∴M(3,11); 综上所述:点M的坐标为(3,8)或(3,5+ )或(3,11).10.(2022•莱州市一模)如图①,在平面直角坐标系中,抛物线y= x2+c经过点A(4,3),顶点为点 B,点P为抛物线上的一个动点,l是过点(0,﹣2)且垂直于y轴的直线,连接PO. (1)求抛物线的表达式,并求出顶点B的坐标;(2)试证明:经过点O的 P与直线l相切; (3)如图②,已知点C的⊙坐标为(1,2),是否存在点P,使得以点P,O及(2)中的切点为顶点的 三角形与△ABC相似?若存在,求出P点的坐标;若不存在,请说明理由. 【分析】(1)利用待定系数法即可解决问题; (2)过P作PH⊥l,垂足为H,求出OP、PH,可得PO=PH,即可解决问题; (3)以P,O,H为顶点的三角形与△ABC相似,易知PH与BC,PO与AC是对应边,可得 , 由此构建方程即可解决问题. 【解答】(1)解:∵抛物线y= x2+c经过点A(4,3), ∴3=4+c, ∴c=﹣1, ∴抛物线的表达式为y= x2﹣1,顶点B(0,﹣1); (2)证明:过P作PH⊥l,垂足为H,设点P坐标(m, m2﹣1), ∵l是过点(0,﹣2)且垂直于y轴的直线, ∴PH= m2﹣1+2= m2+1,PO= = m2+1, ∴PO=PH,即直线l到圆心P的距离等于 P的半径, ∴经过点O的 P与直线l相切; ⊙ ⊙ (3)解:存在.理由如下: ∵A(4,3),B(0,﹣1),C(1,2), ∴BC= = ,AC= = ,AB= =4 .∴BC=AC, ∵PO=PH,以P,O,H为顶点的三角形与△ABC相似, ∴PH与BC,PO与AC是对应边, ∴ , 设点P(m, m2﹣1),则H(m,﹣2), ∴PH= m2﹣1+2= m2+1,OH= = , ∴ , ∴ × = m2+4 , 解得m=±1. ∴点P坐标(1,﹣ )或(﹣1,﹣ ). 11.(2022•巩义市模拟)已知,二次函数y=ax2+bx﹣3 的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左 边),与y轴交于C点,点A的坐标为(﹣1,0),且 OB=OC. (1)求二次函数的解析式; (2)当0≤x≤4 时,求二次函数的最大值和最小值分别为多少? (3)设点C'与点C关于该抛物线的对称轴对称.在y轴上是否存在点P,使△PCC'与△POB相似,且 PC与PO是对应边?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)根据OB=OC可得B点的坐标为(3,0),把A、B的坐标代入二次函数y=ax2+bx﹣ 3,求出a、b的值即可; (2)求出二次函数的顶点坐标为(1,﹣4),根据二次函数的性质即可得出答案; (3)先设出P的坐标,根据相似三角形的性质列出方程,解出方程即可得到点P的坐标. 【解析】(1)∵二次函数y=ax2+bx﹣3 的图象与y轴交于C点, ∴C(0,﹣3). ∵OB=OC,点A在点B的左边, ∴B(3,0). ∵点A的坐标为(﹣1,0), 由题意可得 , 解得: , ∴二次函数的解析式为y=x2﹣2x﹣3; (2)∵二次函数的解析式为y=x2﹣2x﹣3=(x﹣2)2﹣4, ∴二次函数顶点坐标为(1,﹣4), ∴当x=1时,y最小值 =﹣4, ∵当0≤x≤1时,y随着x的增大而减小,∴当x=0时,y最大值 =﹣3, ∵当1<x≤4时,y随着x的增大而增大, ∴当x=4时,y最大值 =5. ∴当0≤x≤4时,函数的最大值为5,最小值为﹣4; (3)存在点P,设P(0,m),如图, ∵点C'与点C关于该抛物线的对称轴直线x=1对称,C(0,﹣3). ∴C′(2,﹣3). ∴CC'∥OB, ∵△PCC'与△POB相似,且PC与PO是对应边, ∴ , 即: , 解得:m=﹣0或m=﹣ , ∴存在,P(0,﹣9)或P(0,﹣ ). 12.(2022•澄迈县模拟)在平面直角坐标系中,抛物线经过点 A(﹣2,0),B(﹣3,3)及原点O,顶 点为C. (1)求该抛物线的函数表达式及顶点C的坐标; (2)设该抛物线上一动点P的横坐标为t. ①在图1中,当﹣3<t<0时,求△PBO的面积S与t的函数关系式,并求S的最大值; ②在图2中,若点P在该抛物线上,点E在该抛物线的对称轴上,且以A,O,P,E为顶点的四边形 是平行四边形,求点P的坐标; ③在图3中,若P是y轴左侧该抛物线上的动点,过点P作PM⊥x轴,垂足为M,是否存在点P使得 以点P,M,A为顶点的三角形与△BOC相似?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)由待定系数法求函数的解析式即可; (2)①求出直线BO的解析式,过点P作PG⊥x轴交BO于点G,可得E(t,﹣t)再由S=﹣ (t+ )2+ ,即可求解; ②设E(﹣1,m),根据平行四边形对角线的情况,分三种情况讨论:当AO为平行四边形的对角线时, 当AP为平行四边形的对角线时,当AE为平行四边形的对角线时;利用中点坐标公式求解即可; ③先判断△COB为直角三角形,求出tan∠CBO= ,设P(m,m2+2m)(t<0),则PM=m2+2m, AM=﹣2﹣m,根据角的情况分两种情况讨论:当∠MPA=∠OBC时, = ,P(﹣3,3);当 ∠PAM=∠OBC时, = ,P(﹣ ,﹣ ). 【解析】(1)设抛物线的解析式为y=ax2+bx, 将A(﹣2,0),B(﹣3,3)代入, ∴ , 解得 , ∴y=x2+2x, ∴C(﹣1,﹣1); (2)①∵P的横坐标为t,∴P(t,t2+2t), 设直线BO的解析式为y=kx, ∴﹣3k=3, ∴k=﹣1, ∴y=﹣x, 过点P作PG⊥x轴交BO于点G, ∴E(t,﹣t) ∴PG=﹣t﹣t2﹣2t=﹣t2﹣3t, ∴S= ×3×(﹣t2﹣3t)=﹣ (t+ )2+ , ∵﹣3<t<0, ∴t=﹣ 时,S有最大值 ; ②∵y=x2+2x, ∴抛物线的对称轴为直线x=﹣1, 设E(﹣1,m), 当AO为平行四边形的对角线时, , 解得 , ∴P(﹣1,﹣1); 当AP为平行四边形的对角线时, , 解得 , ∴P(1,3); 当AE为平行四边形的对角线时, ,解得 , ∴P(﹣3,3); 综上所述:P点坐标为(﹣1,﹣1)或(1,3)或(﹣3,3); (3)存在点P使得以点P,M,A为顶点的三角形与△BOC相似,理由如下: ∵B(﹣3,3),C(﹣1,﹣1), ∴BO=3 ,OC= ,BC=2 , ∴BO2+CO2=BC2, ∴△COB为直角三角形,∠BOC=90°, ∴tan∠CBO= = , ∵PM⊥AM, ∴∠BOC=∠PMA, 设P(m,m2+2m)(t<0), ∴PM=m2+2m,AM=﹣2﹣m, 当∠MPA=∠OBC时, = , 解得m=﹣2(舍)或m=﹣3, ∴P(﹣3,3); 当∠PAM=∠OBC时, = , 解得m=﹣2(舍)或m=﹣ , ∴P(﹣ ,﹣ ); 综上所述:P点坐标为(﹣3,3)或(﹣ ,﹣ ).13.(2022•丰南区二模)如图①、②,在平面直角坐标系中,一边长为2的等边三角板CDE恰好与坐 标系中的△OAB重合,现将三角板CDE绕边AB的中点G(G点也是DE的中点),按顺时针方向旋转 180°到△C′ED的位置. (1)直接写出C′的坐标,并求经过O、A、C′三点的抛物线的解析式; (2)点P在第四象限的抛物线上,求△C′OP的最大面积; (3)如图③, G是以AB为直径的圆,过B点作 G的切线与x轴相交于点F,抛物线上是否存在一 点M,使得△BO⊙F与△AOM相似?若存在,请求出⊙点M的坐标;若不存在,请说明理由. 【分析】(1)根据等边三角形的性质求出点C'的坐标,根据二次函数经过A(2,0),O(0,0),设出二次函数的交点式,将C'代入,求出二次函数解析式; (2)过P作PQ⊥x轴,交OC'于Q,连接OC',求出OC'的表达式,将P点的横坐标为m,则过P作 PQ⊥x轴,交OC'于Q,连接PC',OP,设OC'的表达式为:y=kx,可得OC'的表达式为y= x,设 P点的横坐标为m,则P(m, m2﹣ m),Q(m, m),PQ=﹣ m2+ m,故S△C'OP = ×3×(﹣ m2+ m)=﹣ (m﹣ )2+ ,即可得当m= 时,△C'OP的最大面积为 ; (3)根据三角形相似的判定,分3种情况,找出点M的位置,求出坐标即可. 【解析】(1)过点C'作C′M⊥x轴,垂足为M,如图: ∵由题意可知△OAB和△C′DE是等边三角形, ∴∠BAO=∠BAC'=60°,AO=AC'=2, ∴∠C'AM=180°﹣∠BAO﹣∠BAC'=60°, ∴C'M=AC'•sin∠C'AM=2sin60°= ,AM=AC'•cos∠C'AM=2cos60°=1, ∴OM=OA+AM=2+1=3, ∴C'(3, ), ∵A(2,0),O(0,0)在抛物线上,故设抛物线的解析式y=ax(x﹣2), ∴将C'(3, )代入得3a= , 解得a= , ∴y= x2﹣ x; (2)过P作PQ⊥x轴,交OC'于Q,连接PC',OP,如图:设OC'的表达式为:y=kx,由(1)知C'(3, ), ∴ =3k, 解得k= , ∴OC'的表达式为y= x, 设P点的横坐标为m,则有:P(m, m2﹣ m),Q(m, m), ∴PQ=﹣ m2+ m, ∴S△C'OP = ×3×(﹣ m2+ m)=﹣ (m﹣ )2+ , ∴当m= 时,△C'OP的最大面积为 ; (3)抛物线上存在一点M,使得△BOF与△AOM相似,理由如下: ∵BF与 G相切, ∴∠ABF⊙=90°, ∵∠BAF=60°,AB=OA=2, ∴AF=4,OF=2, ∵∠BOF=180°﹣∠BOA=120°, ∴△BOF为顶角为120°的等腰三角形 ①AO=AM=2时,点M与点C'重合,如图:此时∠OAC’=120°, ∴∠BOF=∠OAC', = , ∴△BOF∽△MAO, 此时M(3, ); ②OA=OM=2时,点M与点C'关于抛物线对称轴直线x=1对称,如图: 由对称性可知,此时∠AOM=120°, ∴△BOF∽△AOM, ∴M ; ③MO=MA时,点M为抛物线顶点(1, ),此时tan∠AOM= , ∴∠AOM=30°, ∴∠AOM=∠OAM=30°=∠BFO=∠FBO, ∴△BOF∽AMO, ∴M(1,﹣ ), 综上所述,M的坐标为:(3, ),(﹣1, ),(1,﹣ ). 14.(2022•莱芜区三模)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=﹣x+3的图象与x轴交于点A,与y轴 交于点B,二次函数y=x2+bx+c的图象经过A和点C(0,﹣3). (1)求二次函数的表达式; (2)如图1,平移线段AC,点A的对应点D落在二次函数在第一象限的图象上,点C的对应点E落在 直线AB上,直接写出四边形ACED的形状,并求出此时点D的坐标; (3)如图2,在(2)的条件下,连接CD,交x轴于点M,点P为直线CD下方抛物线上一个动点,过 点P作PF⊥x轴,交CD于点F,连接PC,是否存在点P,使得以点P,C,F为顶点的三角形与 △COM相似?若存在,求出线段FP的长度;若不存在,请说明理由. 【分析】(1)由一次函数解析式求得A点坐标,再待定系数法求二次函数解析式即可; (2)由平移的性质可得四边形ACED是平行四边形;设点D(a,a2﹣2a﹣3)根据坐标的平移规律可 得E(a﹣3,a2﹣2a﹣6),将点E代入一次函数求得a即可解答; (3)由PF∥y轴,可得∠OCM=∠CFP,则∠CFP≠90°,①△COM∽△FPC时,过点D作DG⊥y轴于 G,则 ,由二次函数的对称性可得 PC=2,由 tan∠CFP=tan∠DCG 即可解答; ②△COM∽△FCP时,过点D作DG⊥y轴于G,过点C作CH⊥PF于H,解Rt△CHF和Rt△CHP可 得 ,由C、D坐标可得l :y=2x﹣3,设P(n,n2﹣2n+3),F(n,2n﹣3),则PF=﹣ CD n2+4n,由 建立方程求得n值即可解答 【解析】(1)由y=﹣x+3,令y=0,则﹣x+3=0, 解得x=3, ∴A(3,0), 将C(0,﹣3)代入y=x2+bx+c,得c=﹣3, 将A(3,0)代入y=x2+bx﹣3,得b=﹣2, ∴二次函数的表达式为:y=x2﹣2x﹣3; (2)由平移性质可得DE=AC,DE∥AC, ∴四边形ACED是平行四边形, ∴CE=AD,CE∥AD, 设点D(a,a2﹣2a﹣3), ∵点A(3,0)向下平移3个单位,再向左平移3个单位可以得到点C(0,﹣3), ∴点D向下平移3个单位,再向左平移3个单位可以得到点E, ∴E(a﹣3,a2﹣2a﹣6), 将点E坐标代入y=﹣x+3,得:3﹣a+3=a2﹣2a﹣6, 解得a =﹣3(不符合题意舍去),a =4, 1 2 把a=4代入y=x2﹣2x﹣3,y=5, ∴D(4,5); (3)∵PF∥y轴, ∴∠OCM=∠CFP, ∴∠CFP≠90°, ①如图,过点D作DG⊥y轴于G,当∠CPF=∠COM=90°时,△COM∽△FPC, ∵y=x2﹣2x﹣3的对称轴为x=1,PC∥x轴,C(0,﹣3), ∴P(2,﹣3), ∴PC=2, ∵D(4,5),C(0,﹣3), ∴tan∠DCG= , ∴tan∠CFP= , ∴PF=2CP=4; ②如图,过点D作DG⊥y轴于G,过点C作CH⊥PF于H, 当∠PCF=∠COM=90°时,△COM∽△FCP, ∵∠CPF+∠PCH=90°,∠CPF+∠CFH=90° ∴∠PCH=∠CFH=∠DCG, ∴tan∠PCH=tan∠CFH= , ∴PH= CH,FH=2CH,∴PF= CH, 设直线CD的解析式为y=kx+m, ∵C(0,﹣3)、D(4,5), ∴ , ∴ , ∴直线CD的解析式为l :y=2x﹣3, CD 设P(n,n2﹣2n+3),F(n,2n﹣3),PF=2n﹣3﹣(n2﹣2n+3)=﹣n2+4n, ∴﹣n2+4n= n 即2n2﹣3n=0, 解得:n= ,n=0(舍去), ∴PF= , 综上所述,存在点P,使得以P,C,F为顶点的三角形与△COM相似,此时PF=4或 . 15.(2022•临清市三模)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c的顶点D坐标为(1,4),且与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,点E在x轴上方且在对称轴左侧的抛物线上运动,点F在 抛物线上并且和点E关于抛物线的对称轴对称,作矩形EFGH,其中点G,H都在x轴上. (1)求抛物线解析式; (2)设点F横坐标为m, ①用含有m的代数式表示点E的横坐标为 2 ﹣ m (直接填空); ②当矩形EFGH为正方形时,求点G的坐标; ③连接AD,当EG与AD垂直时,求点G的坐标; (3)过顶点D作DM⊥x轴于点M,过点F作FP⊥AD于点P,直接写出△DFP与△DAM相似时,点F 的坐标.【分析】(1)根据顶点D坐标为(1,4)可得二次函数的顶点式,即可求解; (2)①先解方程﹣x2+2x+3=0得A(﹣1,0),B(3,0),则1<m<3,设E点的横坐标为t,利用 E、F到对称性的距离相等得到m﹣1=1﹣t,求出t即可得到点E的横坐标; ②设F(m,﹣m2+2m+3)(1<m<3),则E(2﹣m,﹣m2+2m+3),利用正方形的性质得到FG= FE,即﹣m2+2m+3=m﹣(2﹣m),然后解方程求出m即可得到G点坐标; ③先证明Rt△GEH∽Rt△DAM,利用相似比得到GH=2EH,从而得到即m﹣2=2(﹣m2+2m+3),然 后解方程求出m即可得到G点坐标; (3)AD交EF于Q,如图,利用△DFP与△DAM相似得到∠1=∠3,再利用等角的余角相等得到∠1 =∠2,所以∠2=∠3,于是可判断△FDQ为等腰三角形,即FD=FQ,接着利用待定系数法求出直线 AD的解析式为y=2x+2,从而可表示出Q(﹣ m2+m+ ,﹣m2+2m+3),则FQ= (m+1)(m﹣ 1),而利用两点间的距离公式得到DF2=(m﹣1)2+(m﹣1)4,于是得到方程(m﹣1)2+(m﹣1)4 =[ (m+1)(m﹣1)]2,然后解方程求出m即可得到F点坐标. 【解析】(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c的顶点D坐标为(1,4), ∴y=﹣(x﹣1)2+4=﹣x2+2x﹣1+4=﹣x2+2x+3, ∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3; (2)①当y=0时,﹣x2+2x+3=0,解得x =﹣1,x =3,则A(﹣1,0),B(3,0), 1 2∴1<m<3, 设E点的横坐标为t, ∵m﹣1=1﹣t, ∴t=2﹣m, ∴点E的横坐标为2﹣m; 故答案为:2﹣m; ②设F(m,﹣m2+2m+3)(1<m<3),则E(2﹣m,﹣m2+2m+3), ∵矩形EFGH为正方形, ∴FG=FE, 即﹣m2+2m+3=m﹣(2﹣m), 整理得m2=5, 解得m =﹣ (舍去),m = , 1 2 ∴G点坐标为( ,0); ③过点D作DM⊥x轴于M, ∵EG⊥AD, 而DM⊥x轴, ∴∠1=∠4, ∴Rt△GEH∽Rt△DAM, ∴ ,即 ∴GH=2EH, 即2m﹣2=2(﹣m2+2m+3), 整理得m2﹣m﹣4=0,解得m = (舍去),m = , 1 2∴G点坐标为( ,0); (3)设AD交EF于Q,如图, ∵FP⊥AD, ∴∠DPF=90°, ∵△DFP与△DAM相似 ∴∠1=∠3, ∵∠1=∠2, ∴∠2=∠3, 而FP⊥DQ, ∴△FDQ为等腰三角形, ∴FD=FQ, 设直线AD的解析式为y=px+q, 把A(﹣1,0),D(1,4)代入得 , 解得 , ∴直线AD的解析式为y=2x+2, 当 y=﹣m2+2m+3 时,2x+2=﹣m2+2m+3,解得 x=﹣ m2+m+ ,则 Q(﹣ m2+m+ ,﹣ m2+2m+3), ∴FQ=m﹣(﹣ m2+m+ )= m2﹣ = (m+1)(m﹣1), 而DF2=(m﹣1)2+(﹣m2+2m+3﹣4)2=(m﹣1)2+(m﹣1)4,∴(m﹣1)2+(m﹣1)4=[ (m+1)(m﹣1)]2, 而m≠1, ∴1+(m﹣1)2= (m+1)2, 整理得3m2﹣10m+7=0,解得m =1(舍去),m = , 1 2 ∴F点坐标为( , ). 16.(2022•成都模拟)如图①,已知抛物线y=﹣(x﹣1)2+k交x轴于A,B两点,交y轴于点C,P是 抛物线上的动点,且满足OB=3OA. (1)求抛物线的解析式; (2)若点P在第一象限,直线y= x+b经过点P且与直线BC交于点E,设点P的横坐标为t,当线段 PE的长度随着t的增大而减小时,求t的取值范围; (3)如图②,过点A作BC的平行线m,与抛物线交于另一点D.点P在直线m上方,点Q在线段AD 上,若△CPQ与△AOC相似,且点P与点O是对应点,求点P的坐标. 【分析】(1)根据抛物线的对称轴为直线x=1,OB=3OA,可得出:B(3,0),代入解析式即可求 得答案; (2)运用待定系数法可得直线BC的解析式为y=﹣x+3,过点P作PH∥y轴交BC于点H,过点E作 EK⊥PH于点K,如图①,设P(t,﹣t2+2t+3),则H(t,﹣t+3),得出PE= PK=﹣ (t﹣ )2+ ,运用二次函数的性质即可求得答案;(3)先求出直线m的解析式为y=﹣x﹣1,分情况讨论:当△CPQ∽△AOC时,则 = = , ∠CPQ=∠AOC=90°,过点P作PE⊥y轴于点E,过点Q作QF⊥PE于点F,可证得△PCE∽△QPF, 得出 = = = ,建立方程求解即可得出答案;当△CPQ∽△COA时,同理可求得点P的坐标. 【解析】(1)∵抛物线y=﹣(x﹣1)2+k的对称轴为直线x=1,OB=3OA, ∴OB=3,OA=1, ∴B(3,0),A(﹣1,0), 把B(3,0)代入y=﹣(x﹣1)2+k,得0=﹣(3﹣1)2+k, 解得:k=4, ∴y=﹣(x﹣1)2+4=﹣x2+2x+3, ∴该抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3; (2)设P(t,﹣t2+2t+3), ∴ t+b=﹣t2+2t+3, ∴b=﹣t2+ t+3, ∴直线PE的解析式为y= x﹣t2+ t+3, 设直线BC的解析式为y=kx+d, ∵B(3,0),C(0,3), ∴ , 解得: , ∴直线BC的解析式为y=﹣x+3, 过点P作PH∥y轴交BC于点H,过点E作EK⊥PH于点K,如图①, 则H(t,﹣t+3), ∴PH=﹣t2+2t+3﹣(﹣t+3)=﹣t2+3t, 联立得: ,解得: , ∴E( t2﹣t,﹣ t2+t+3), ∴K(t,﹣ t2+t+3), ∴EK=KH=﹣ t2+2t,PK=﹣t2+2t+3﹣(﹣ t2+t+3)=﹣ t2+t, ∴EK=2PK, ∵EK⊥PH, ∴PE= PK=﹣ (t﹣ )2+ , ∴当t≥ 时,线段PE的长度随着t的增大而减小, 又∵点P在第一象限,∴0<t<3, ∴当线段PE的长度随着t的增大而减小时, ≤t<3; (3)∵直线m∥BC, ∴设直线m的解析式为y=﹣x+n,把A(﹣1,0)代入得:1+n=0, 解得:n=﹣1, ∴直线m的解析式为y=﹣x﹣1, 当△CPQ∽△AOC时, 则 = = ,∠CPQ=∠AOC=90°, 过点P作PE⊥y轴于点E,过点Q作QF⊥PE于点F, ∵P(t,﹣t2+2t+3),C(0,3), ∴E(0,﹣t2+2t+3), 则PE=|t|,CE=|t2﹣2t|, ∵∠PEC=∠QFP=90°, ∴∠CPE+∠PCE=90°, ∵∠CPE+∠QPF=90°, ∴∠PCE=∠QPF,∴△PCE∽△QPF, ∴ = = = , ∴PF=3CE=3(t2﹣2t),QF=3PE=3t, ∴EF=t﹣3(t2﹣2t)=﹣3t2+7t,QF=3t, ∴Q(﹣3t2+7t,﹣t2﹣t+3), 把Q(﹣3t2+7t,﹣t2﹣t+3)代入y=﹣x﹣1,得﹣t2﹣t+3=﹣(﹣3t2+7t)﹣1, 解得:t=2或﹣ , ∴P(2,3)或(﹣ , ); 当△CPQ∽△COA时, = = ,∠CPQ=∠AOC=90°, 同理可得: = = = ,Q(﹣ t2+ t,﹣t2+ t+3), 代入y=﹣x﹣1,得﹣t2+ t+3=﹣(﹣ t2+ t)﹣1, 解得:t= , ∵点P在直线m上方, ∴﹣1<t<4, ∴P( , )或( , ); 综上所述,点P的坐标为(2,3)或(﹣ , )或( , )或( , ).17.(2022•东莞市校级一模)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=﹣x2+2kx+2k2+1与x轴的左交点 为A,右交点为B,与y轴的交点为C,对称轴为直线l,对于抛物线上的两点(x ,y ),(x ,y ) 1 1 2 2 (x <k<x ),当x +x =2时,y ﹣y =0恒成立. 1 2 1 2 1 2 (1)求该抛物线的解析式; (2)点M是第二象限内直线AC上方的抛物线上的一点,过点M作MN⊥AC于点N,求线段MN的最 大值,并求出此时点M的坐标; (3)点P是直线l右侧抛物线上的一点,PQ⊥l于点Q,AP交直线l于点F,是否存在这样的点P,使 △PQF与△ACO相似?若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由. 【分析】(1)利用一元二次方程根与系数关系可得:x +x =2k,再结合当x +x =2时,y ﹣y =0恒成 1 2 1 2 1 2 立,可得出k=1,即可得出答案; (2)运用待定系数法可得直线AC的解析式为y=3x+3,如图1,过点M作MD∥y轴交AC于点D,设 M(t,﹣t2+2t+3)(﹣1<t<0),则D(t,3t+3),再证得△MDN∽△ACO,得出 = ,可得 MN=﹣ (t+ )2+ ,运用二次函数的性质即可求得答案; (3)设P(m,﹣m2+2m+3)(m>1),则Q(1,﹣m2+2m+3),过点P作PH⊥x轴于点H,则H (m,0),可证得△PFQ∽△APH,分情况讨论:当点 P在x轴上方时,若△PFQ∽△CAO,则 △APH∽△CAO,可得P( , );若△PFQ∽△ACO,则△APH∽△ACO,求得m=﹣1或0,均 不符合题意;当点P在x轴下方时,如图3,PH=m2﹣2m﹣3,AH=m+1,若△PFQ∽△CAO,则 △APH∽△CAO,可得P( ,﹣ );若△PFQ∽△ACO,则△APH∽△ACO,可得P(6,21). 【解析】(1)∵(x ,y ),(x ,y )在抛物线y=﹣x2+2kx+2k2+1上, 1 1 2 2∴x +x =2k,x x =﹣2k2﹣1,y =﹣x 2+2kx +2k2+1,y =﹣x 2+2kx +2k2+1, 1 2 1 2 1 1 1 2 2 2 ∴y ﹣y =(﹣x 2+2kx +2k2+1)﹣(﹣x 2+2kx +2k2+1)=(x ﹣x )(x +x ﹣2k), 1 2 1 1 2 2 2 1 1 2 ∵当x +x =2时,y ﹣y =0恒成立, 1 2 1 2 ∴(x ﹣x )(2﹣2k)=0, 2 1 ∵x <k<x , 1 2 ∴2﹣2k=0, ∴k=1, ∴该抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3; (2)由(1)知:y=﹣x2+2x+3, 令y=0,得﹣x2+2x+3=0, 解得:x =﹣1,x =3, 1 2 ∴A(﹣1,0),B(3,0), 令x=0,得y=3, ∴C(0,3), 在Rt△AOC中,AC= = = , 设直线AC的解析式为y=mx+n,则 , 解得: , ∴直线AC的解析式为y=3x+3, 如图1,过点M作MD∥y轴交AC于点D, 设M(t,﹣t2+2t+3)(﹣1<t<0),则D(t,3t+3), ∴MD=﹣t2+2t+3﹣(3t+3)=﹣t2﹣t, ∵MN⊥AC, ∴∠MND=90°=∠AOC, ∵MD∥OC, ∴∠MDN=∠ACO, ∴△MDN∽△ACO, ∴ = ,即 = ,∴MN=﹣ (t+ )2+ , ∵ <0, ∴当t=﹣ 时,线段MN取得最大值 ,此时,M(﹣ , ); (3)存在. ∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4, ∴抛物线的对称轴为直线x=1, 设P(m,﹣m2+2m+3)(m>1),则Q(1,﹣m2+2m+3),过点P作PH⊥x轴于点H,则H(m, 0), ∵PQ⊥l,l⊥x轴, ∴PQ∥x轴, ∴∠FPQ=∠PAH, ∵∠PQF=∠AHP, ∴△PFQ∽△APH, 当点P在x轴上方时,如图2,PH=﹣m2+2m+3,AH=m+1,又OA=1,OC=3, 若△PFQ∽△CAO,则△APH∽△CAO, ∴ = ,即 = , 解得:m=﹣1(舍去)或m= , 当m= 时,﹣m2+2m+3=﹣( )2+2× +3= , ∴P( , ); 若△PFQ∽△ACO,则△APH∽△ACO, ∴ = ,即 = , 解得:m=﹣1(舍去)或m=0(不符合题意,舍去); 当点P在x轴下方时,如图3,PH=m2﹣2m﹣3,AH=m+1, 若△PFQ∽△CAO,则△APH∽△CAO,∴ = ,即 = , 解得:m=﹣1(舍去)或m= , 当m= 时,﹣m2+2m+3=﹣( )2+2× +3=﹣ , ∴P( ,﹣ ); 若△PFQ∽△ACO,则△APH∽△ACO, ∴ = ,即 = , 解得:m=﹣1(舍去)或m=6, 当m=6时,﹣m2+2m+3=﹣62+2×6+3=﹣21, ∴P(6,21); 综上所述,点P的坐标为( , )或( ,﹣ )或(6,21).18.(2022•碑林区校级模拟)如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=8,AC=4,以AB所在直线为x轴 建立平面直角坐标系,若C(0,2 ). (1)请直接写出A、B的坐标; (2)求经过A、B、C三点的抛物线表达式; (3)l为抛物线对称轴,P是直线l右侧抛物线上的点,过点P作l的垂线,垂足为D,E是l上的点. 要使以P、D、E为顶点的三角形与△ABC全等,求满足条件的点P,点E的坐标. 【分析】(1)运用勾股定理即可求得OA=2,再求得OB=6,即可得出点A、B的坐标; (2)运用待定系数法设y=a(x+2)(x﹣6),把C(0,2 )代入,即可求得答案;(3)根据以P、D、E为顶点的三角形与△ABC全等,且∠PDE=∠ACB=90°,可分两种情况:①当 △PDE≌△ACB时,如图1,②当△PDE≌△BCA时,如图2,分别结合图形和全等三角形性质即可求 得答案. 【解析】(1)∵C(0,2 ), ∴OC=2 , 在Rt△AOC中,OA= = =2, ∴OB=AB﹣OA=8﹣2=6, ∴A(﹣2,0),B(6,0); (2)设y=a(x+2)(x﹣6),把C(0,2 )代入得:2 =a(0+2)(0﹣6), 解得:a=﹣ , ∴y=﹣ (x+2)(x﹣6)=﹣ x2+ x+2 , ∴该抛物线的表达式为y=﹣ x2+ x+2 ; (3)在△BOC中,BC= = =4 , ∵y=﹣ x2+ x+2 = (x﹣2)2+ , ∴抛物线对称轴为直线x=2, 设P(m,﹣ m2+ m+2 )(m>2),E(2,n), ①当△PDE≌△ACB时,如图1, ∵∠PDE=∠ACB=90°, ∴PD=AC=4,DE=BC=4 , ∴m﹣2=4, 解得:m=6, ∴P(6,0),D(2,0), ∴|n﹣0|=4 , 解得:n=±4 , ∴E(2,4 )或(2,﹣4 ), ②当△PDE≌△BCA时,如图2,∵∠PDE=∠ACB=90°, ∴PD=BC=4 ,DE=AC=4, ∴m﹣2=4 , 解得:m=4 +2, ∴P(4 +2,﹣ ),D(2,﹣ ), ∴|n﹣(﹣ )|=4, 解得:n=4﹣ 或﹣4﹣ , ∴E(2,4﹣ )或(2,﹣4﹣ ); 综上所述,P(6,0),E(2,4 )或(2,﹣4 );或P(4 +2,﹣ ),E(2,4﹣ )或(2,﹣4﹣ ).