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挑战2023年中考数学压轴题之学霸秘笈大揭秘
专题6 二次函数与平行四边形存在性问题
以二次函数为载体的平行四边形存在性问题是中考的热点难点之一,其图形复杂,知识覆盖面广,综
合性较强,对学生分析问题和解决问题的能力要求高.对这类题,常规解法是先画出平行四边形,再依据
“平行四边形的一组对边平行且相等”或“平行四边形的对角线互相平分”来解决.由于先要画出草图,若
考虑不周,很容易漏解.
解决抛物线中的平行四边形存在性问题,常用的结论和方法有:线段中点坐标公式、平行四边形顶点
坐标公式、画平行四边形.
1. 平面直角坐标系中,点 的坐标是 ,点B的坐标是 ,则线段AB的中点坐
标是 .
2. 平行四边形ABCD的顶点坐标分别为 、 、 、 ,
则 , .
3. 已知不在同一直线上的三点A、B、C,在平面内找到一个点D,使以A、B、C、D为顶点的四边形
是平行四边形,有三种情况:【例1】(2022•娄底)如图,抛物线y= x2﹣2x﹣6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)点P(m,n)(0<m<6)在抛物线上,当m取何值时,△PBC的面积最大?并求出△PBC面积
的最大值.
(3)点F是抛物线上的动点,作FE∥AC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.
【分析】(1)将x=0及y=0代入抛物线y= x2﹣2x﹣6的解析式,进而求得结果;
(2)连接OP,设点P(m, ﹣2m﹣6),分别表示出S△POC ,S△BOP ,计算出S△BOC ,根据S△PBC =
S四边形PBOC ﹣S△BOC ,从而得出△PBC的函数关系式,进一步求得结果;
(3)可分为 ACFE和 ACEF的情形.当 ACFE时,点F和点C关于抛物线对称轴对称,从而得出
F点坐标;当▱ACED时▱,可推出点F的纵坐▱标为6,进一步求得结果.
【解析】(1)▱当x=0时,y=﹣6,
∴C(0,﹣6),
当y=0时, x2﹣2x﹣6=0,∴x =6,x =﹣2,
1 2
∴A(﹣2,0),B(6,0);
(2)方法一:如图1,
连接OP,
设点P(m, ﹣2m﹣6),
∴S△POC = x
P
= =3m,
S△BOP = |y
P
|= +2m+6),
∵S△BOC = =18,
∴S△PBC =S四边形PBOC ﹣S△BOC
=(S△POC +S△POB )﹣S△BOC
=3m+3(﹣ +2m+6)﹣18
=﹣ (m﹣3)2+ ,
∴当m=3时,S△PBC最大 = ;
方法二:如图2,作PQ⊥AB于Q,交BC于点D,
∵B(6,0),C(0,﹣6),
∴直线BC的解析式为:y=x﹣6,
∴D(m,m﹣6),
∴PD=(m﹣6)﹣( ﹣2m﹣6)=﹣ +3m,
∴S△PBC = = =﹣ (m﹣3)2+ ,
∴当m=3时,S△PBC最大 = ;
(3)如图3,当 ACFE时,AE∥CF,
▱
∵抛物线对称轴为直线:x= =2,
∴F 点的坐标:(4,﹣6),
1
如图4,
当 ACEF时,
作▱FG⊥AE于G,
∴FG=OC=6,
当y=6时, x2﹣2x﹣6=6,
∴x =2+2 ,x =2﹣2 ,
1 2
∴F (2+2 ,6),F (2﹣2 ,6),
2 3
综上所述:F(4,﹣6)或(2+2 ,6)或(2﹣2 ,6).
【例2】.(2022•毕节市)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A,B两点,与y
轴交于点C,顶点为D(2,1),抛物线的对称轴交直线BC于点E.
(1)求抛物线y=﹣x2+bx+c的表达式;
(2)把上述抛物线沿它的对称轴向下平移,平移的距离为 h(h>0),在平移过程中,该抛物线与直
线BC始终有交点,求h的最大值;
(3)M是(1)中抛物线上一点,N是直线BC上一点.是否存在以点D,E,M,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.
【分析】(1)利用抛物线的顶点式可直接得出抛物线的表达式;
(2)先根据(1)中抛物线的表达式求出点A,B,C的坐标,进而可得出直线BC的表达式;设出点平
移后的抛物线,联立直线BC和抛物线的表达式,根据根的判别式可得出结论;
(3)假设存在以点D,E,M,N为顶点的四边形是平行四边形,分别以 DE为边,以DE为对角线,
进行讨论即可.
【解析】(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c的顶点为D(2,1),
∴抛物线的表达式为:y=﹣(x﹣2)2+1=﹣x2+4x﹣3.
(2)由(1)知,抛物线的表达式为:y=﹣x2+4x﹣3,
令x=0,则y=﹣3,
∴C(0,﹣3);
令y=0,则x=1或x=3,
∴A(1,0),B(3,0).
∴直线BC的解析式为:y=x﹣3.
设平移后的抛物线的解析式为:y=﹣(x﹣2)2+1﹣h,
令﹣(x﹣2)2+1﹣h=x﹣3,整理得x2﹣3x+h=0,
∵该抛物线与直线BC始终有交点,
∴Δ=9﹣4h≥0,
∴h≤ .
∴h的最大值为 .
(3)存在,理由如下:由题意可知,抛物线的对称轴为:直线x=2,
∴E(2,﹣1),
∴DE=2,
设点M(m,﹣m2+4m﹣3),
若以点D,E,M,N为顶点的四边形是平行四边形,则分以下两种情况:
①当DE为边时,DE∥MN,
则N(m,m﹣3),
∴MN=|﹣m2+4m﹣3﹣(m﹣3)|=|﹣m2+3m|,
∴|﹣m2+3m|=2,解得m=1或m=2(舍)或m= 或m= .
∴N(1,﹣2)或( , )或( , ).
②当DE为对角线时,
设点N的坐标为t,
则N(t,t﹣3),
∴ ,
解得m 或 (舍),
∴N(3,0).
综上,点N的坐标为N(1,﹣2)或( , )或( , )或(3,0).
【例3】(2022•聊城)如图,在直角坐标系中,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与x轴交于A,B两点,与y
轴交于点C(0,3),对称轴为直线x=﹣1,顶点为点D.
(1)求二次函数的表达式;
(2)连接DA,DC,CB,CA,如图①所示,求证:∠DAC=∠BCO;
(3)如图②,延长DC交x轴于点M,平移二次函数y=﹣x2+bx+c的图象,使顶点D沿着射线DM方
向平移到点D 且CD =2CD,得到新抛物线y ,y 交y轴于点N.如果在y 的对称轴和y 上分别取点
1 1 1 1 1 1
P,Q,使以MN为一边,点M,N,P,Q为顶点的四边形是平行四边形,求此时点Q的坐标.【分析】(1)根据抛物线对称轴和点C坐标分别确定b和c的值,进而求得结果;
(2)根据点A,D,C坐标可得出AD,AC,CD的长,从而推出三角形ADC为直角三角形,进而得出
∠DAC和∠BCO的正切值相等,从而得出结论;
(3)先得出y 的顶点,进而得出先抛物线的表达式,N的坐标,根据三角形相似或一次函数可求得点
1
M坐标,以MN为边,点M,N,P,Q为顶点的四边形是 MNQP和 MNPQ根据M,N和点P的横坐
标可以得出Q点的横坐标,进而求得结果. ▱ ▱
【解答】(1)解:由题意得,
,
∴ ,
∴二次函数的表达式为:y=﹣x2﹣2x+3;
(2)证明:∵当x=﹣1时,y=﹣1﹣2×(﹣1)+3=4,
∴D(﹣1,4),
由﹣x2﹣2x+3=0得,
x =﹣3,x =1,
1 2
∴A(﹣3,0),B(1,0),
∴AD2=20,
∵C(0,3),
∴CD2=2,AC2=18,∴AC2+CD2=AD2,
∴∠ACD=90°,
∴tan∠DAC= = = ,
∵∠BOC=90°,
∴tan∠BCO= = ,
∴∠DAC=∠BCO;
(3)解:如图,
作DE⊥y轴于E,作D F⊥y轴于F,
1
∴DE∥FD ,
1
∴△DEC∽△D FC,
1
∴ = ,
∴FD =2DE=2,CF=2CE=2,
1
∴D (2,1),
1
∴y 的关系式为:y=﹣(x﹣2)2+1,
1
当x=0时,y=﹣3,
∴N(0,﹣3),
同理可得: ,∴ ,
∴OM=3,
∴M(3,0),
设P(2,m),
当 MNQP时,
∴▱MN∥PQ,PQ=MN,
∴Q点的横坐标为﹣1,
当x=﹣1时,y=﹣(﹣1﹣2)2+1=﹣8,
∴Q(﹣1,8),
当 MNPQ时,
同▱理可得:点Q横坐标为:5,
当x=5时,y=﹣(5﹣2)2+1=﹣8,
∴Q′(5,﹣8),
综上所述:点Q(﹣1,﹣8)或(5,﹣8).
【例4】(2022•郴州)已知抛物线y=x2+bx+c与x轴相交于点A(﹣1,0),B(3,0),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向上平移,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,与x轴相交于点E,求线段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.【分析】(1)根据点A、B的坐标利用待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(2)①方法一:求出直线CD的解析式为y=4x﹣3,当y=0时,求出x的值,则可得出答案;
方法二:求出OD=3 ,证明△DEO∽△CEB,由相似三角形的性质得出 ,设OE=x,则BE
=3﹣x,列出方程求出x的值,则可得出答案;
②分别以已知线段BC为边、BC为对角线,画出图形,利用平行四边形的性质及全等三角形的性质求
点F的坐标和点D的坐标即可.
【解析】(1)将A(﹣1,0)、B(3,0)代入y=x2+bx+c得,
,
解得 ,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)①由(1)可知,C(0,﹣3),
设直线BC的解析式为y=kx+m,
将C(0,﹣3),B(3,0)代入得,
,
∴ ,
∴直线BC的解析式为y=x﹣3,
∴直线MN的解析式为y=x,
∵抛物线的对称轴为x=﹣ =﹣ =1,
把x=1代入y=x,得y=1,
∴D(1,1),
方法一:
设直线CD的解析式为y=k x+b ,
1 1
将C(0,﹣3),D(1,1)代 入得,
,解得 ,
∴直线CD的解析式为y=4x﹣3,
当y=0时,4x﹣3=0,
∴x= ,
∴E( ,0),
∴OE= .
方法二:
由勾股定理得OD= = ,BC= =3 ,
∵BC∥MN,
∴△DEO∽△CEB,
∴ ,
设OE=x,则BE=3﹣x,
∴ ,
解得x= ,
∴OE= .
②存在点F,使得以B,C,D,F为顶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BC∥FD可知,FD在直线MN上,
∴点F是直线MN与对称轴l的交点,即F(1,1),
由点D在直线MN上,设D(t,t),
如图,若四边形BCFD是平行四边形,则DF=BC,过点D作y轴的垂线交对称轴l于点G,则G(1,t),
∵BC∥MN,
∴∠OBC=∠DOB,
∵GD∥x轴,
∴∠GDF=∠DOB,
∴∠OBC=∠GDF,
又∵∠BOC=∠DGF=90°,
∴△DGF≌△BOC(AAS),
∴GD=OB,GF=OC,
∵GD=t﹣1,OB=3,
∴t﹣1=3,
∴t=4,
∴D(4,4),
如图,若四边形BCDF是平行四边形,则DF=CB,
同理可证△DKF≌△COB(AAS),∴KD=OC,
∵KD=1﹣t,OC=3,
∴1﹣t=3,
∴t=﹣2,
∴D(﹣2,﹣2);
(Ⅱ)若平行四边形以BC为对角线时,
由于D在BC的上方,则点F一定在BC的下方,
如图,四边形BFCD为平行四边形,
设D(t,t),F(1,n),
同理可证△DHC≌△BPF(AAS),
∴DH=BP,HC=PF,
∵DH=t,BP=3﹣1=2,HC=t﹣(﹣3)=t+3,PF=0﹣n=﹣n,
∴ ,
∴ ,
∴D(2,2),F(1,﹣5),
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(1,1)时,点D的坐标为(4,4)或(﹣2,﹣2);
当点F的坐标为(1,﹣5)时,点D的坐标为(2,2).
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2022/9/5 16:33:11;用户:账号1;邮箱:yzsysx1@xyh.com;学号:256700251.(2021•滨城区一模)如图,抛物线y=ax2+bx﹣5(a≠0)经过x轴上的点A(1,0)和点B(5,0)及
y轴上的点C,经过B、C两点的直线为y=kx+b(k≠0).
(1)求抛物线的解析式.
(2)点P从A出发,在线段AB上以每秒1个单位的速度向B运动,同时点E从B出发,在线段BC上
以每秒2个单位的速度向C运动.当其中一个点到达终点时,另一点也停止运动.设运动时间为t秒,
求t为何值时,△PBE的面积最大并求出最大值.
(3)过点A作AM⊥BC于点M,过抛物线上一动点N(不与点B、C重合)作直线AM的平行线交直线
BC于点Q.若点A、M、N、Q为顶点的四边形是平行四边形,求点N的横坐标.
【分析】(1)将A(1,0)和点B(5,0)代入y=ax2+bx﹣5计算出a,b的值即可;
(2)作ED⊥x轴于D,表示出ED,从而表示出S△BEP ,利用二次函数求最值;
(3)过A作AE∥y轴交直线BC于E点,过N作NF∥y轴交直线BC于点F,则NF=AE=4,设N
(m,﹣m2+6m﹣5),则F(m,m﹣5),从而有NF=|﹣m2+5m|=4,解方程即可求出N的横坐标.
【解析】(1)将A(1,0)和点B(5,0)代入y=ax2+bx﹣5得:
,
解得 ,
∴抛物线y=﹣x2+6x﹣5,
(2)作ED⊥x轴于D,由题意知:BP=4﹣t,BE=2t,
∵B(5,0),C(0,﹣5),
∴OB=OC=5,
∴∠OBC=45°,
∴ED=sin45°×2t= ,
∴S△BEP = =﹣ ,
当t=﹣ 时,S△BEP 最大为2 .
∴当t=2时,S△BEP 最大为2 .
(3)过A作AE∥y轴交直线BC于E点,过N作NF∥y轴交直线BC于点F,则NF=AE=4,
设N(m,﹣m2+6m﹣5),则F(m,m﹣5),
∴NF=|﹣m2+5m|=4,
∴m2﹣5m+4=0或m2﹣5m﹣4=0,
∴m =1(舍),m =4,或m = ,m = ,
1 2 3 4
∴点N的横坐标为:4或 或 .
2.(2021•九龙坡区模拟)如图1,抛物线y=ax2+bx+4 交x轴于A(﹣3,0),B(4,0)两点,与y
轴交于点C,连接AC,BC.点P是第一象限内抛物线上的一个动点,设点P的横坐标为m,过点P作
PM⊥x轴,垂足为点M,PM交BC于点Q,过点P作PN⊥BC,交BC于点N.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)请用含m的代数式表示PN,并求出PN的最大值以及此时点P的坐标;
(3)如图2,将抛物线y=ax2+bx+4 沿着射线CB的方向平移,使得新抛物线y'过原点,点D为原抛
物线y与新抛物线y'的交点,若点E为原抛物线的对称轴上一动点,点F为新抛物线y'上一动点,求点
F使得以A,D,E,F为顶点的四边形为平行四边形,请直接写出点 F的坐标,并写出一个F点的求解
过程.【分析】(1)将点A(﹣3,0),B(4,0)代入y=ax2+bx+4 ,即可求函数解析式;
(2)先求出BC的解析式为y=﹣ x+4 ,设P(m,﹣ m2+ m+4 ),Q(m,﹣ m+4
),由面积S△BCP = ×BC×PN= ×PQ×OB,可得PN=﹣ (m﹣2)2+ ,所以当m=2时,
PN有最大值 ,P(2, );
(3)由抛物线沿着射线CB的方向平移,可设抛物线沿x轴正方向平移t(t>0)个单位,则沿y轴负半
轴平移 t个单位,则平移后的函数解析式为y'=﹣ + ﹣ t,再由新抛物线
y'过原点,可求t=2,则可求新的抛物线解析式为y'=﹣ x2+ x,联立﹣ x2+ x=﹣
x2+ x+4 ,求出D(3,2 ),由点E在y'上,则E点的横坐标为 ,由点F为新抛物线y'上,
设F点横坐标为n,当以A,D,E,F为顶点的四边形为平行四边形时,有三种情况:①当AE与DF
为平行四边形的对角线时,﹣3+ =n+3,得F(﹣ ,﹣ );②当AF与ED为平行四边形
对角线时,﹣3+n=3+ ,得F( ,﹣ );③当AD与EF为平行四边形对角线时,﹣3+3=
n+ ,得F(﹣ ,﹣ ).
【解析】(1)将点A(﹣3,0),B(4,0)代入y=ax2+bx+4 ,得:,
解得: ,
∴y=﹣ x2+ x+4 ;
(2)∵抛物线与y轴交于点C,
∴C(0,4 ),
设直线BC的解析式为y=kx+d,
将点B与点C代入可得, ,
解得 ,
∴y=﹣ x+4 ,
∵点P的横坐标为m,PM⊥x轴,
∴P(m,﹣ m2+ m+4 ),Q(m,﹣ m+4 ),
∴S△BCP = ×BC×PN= ×PQ×OB,
∵B(4,0),C(0,4 ),
∴BC=8,
∴8PN=(﹣ m2+ m+4 + m﹣4 )×4,
∴PN=﹣ (m﹣2)2+ ,
∴当m=2时,PN有最大值 ,
∴P(2, );
(3)y=﹣ x2+ x+4 =﹣ + ,∵抛物线沿着射线CB的方向平移,
设抛物线沿x轴正方向平移t(t>0)个单位,则沿y轴负半轴平移 t个单位,
平移后的函数解析式为y'=﹣ + ﹣ t,
∵新抛物线y'过原点,
∴0=﹣ + ﹣ t,
解得t=2或t=﹣6(舍),
∴y'=﹣ + =﹣ x2+ x,
∵点D为原抛物线y与新抛物线y'的交点,
联立﹣ x2+ x=﹣ x2+ x+4 ,
∴x=3,
∴D(3,2 ),
∵y=﹣ x2+ x+4 的对称轴为直线x= ,
∴E点的横坐标为 ,
∵点F为新抛物线y'上一动点,
设F点横坐标为n,
①当AE与DF为平行四边形的对角线时,
∴﹣3+ =n+3,
∴n=﹣ ,
∴F(﹣ ,﹣ );
②当AF与ED为平行四边形对角线时,
∴﹣3+n=3+ ,
∴n= ,
∴F( ,﹣ );③当AD与EF为平行四边形对角线时,
∴﹣3+3=n+ ,
∴n=﹣ ,
∴F(﹣ ,﹣ );
综上所述:以A,D,E,F为顶点的四边形为平行四边形时,F的坐标为(﹣ ,﹣ )或(
,﹣ )或(﹣ ,﹣ ).
3.(2021•碑林区校级模拟)如图,抛物线M:y=ax2+bx+b﹣a经过点(1,﹣3)和(﹣4,12),与两
坐标轴的交点分别为A,B,C,顶点为D.
(1)求抛物线M的表达式和顶点D的坐标;
(2)若抛物线N:y=﹣ (x﹣h)2+ 与抛物线M有一个公共点为E,则在抛物线N上是否存在一
点F,使得以B、C、E、F为顶点的四边形是以BC为边的平行四边形?若存在,请求出h的值;若不
存在,请说明理由.
【分析】(1)将点代入抛物线解析式求出a,b的值,即可求出抛物线解析式,再将抛物线解析式转化
为顶点式,求出顶点D的坐标;
(2)先求出B,C的坐标,再设E,F的坐标,根据平移的特点列出关系式,求出h的值.
【解析】(1)将(1,﹣3),(﹣4,12)代入y=ax2+bx+b﹣a,
得 ,解得 ,
∴ ,
∴抛物线M的表达式为 ,顶点D的坐标为 .
(2)存在.
∵ ,
当x=0时,y=﹣2,
当y=0时, ,
解得x =﹣1,x =4,
1 2
∴C(0,﹣2),B(4,0),
设 , ,
当四边形BCFE是平行四边形时,
可看出是E,F可看成分别是B,C平移相同的单位得到,
则
②﹣③得m+n=2h﹣1④,
(①+④)÷2得 ⑤,
(④﹣①)÷2得 ⑥,
将⑤,⑥代入③得h=± ,
当四边形BCEF是平行四边形时,
可看出是E,F可看成分别是C,B平移相同的单位得到,则
②﹣③得m+n=2h﹣1④,
(①+④)÷2得 ⑤,
(④﹣①)÷2得 ⑥,
将⑤,⑥代入③得h= 或 ,
当h= 时,m=h+ = + =8,n=h﹣ = ﹣ =4,
∴E(4,0),F(8,2),
此时点E与点B重合,不符合题意,舍去;
综上,h的值为 或± .
4.(2021•本溪模拟)如图,平面直角坐标系中,抛物线 y=ax2+bx+3与x轴交于A(﹣ ,0),B(3
,0)两点,与y轴交于点C,抛物线的顶点为点E.
(1)填空:△ABC的形状是 直角三角形 .
(2)求抛物线的解析式;
(3)经过B,C两点的直线交抛物线的对称轴于点 D,点P为直线BC上方抛物线上的一动点,当
△PCD的面积最大时,求P点坐标;
(4)M在直线BC上,N在抛物线上,以M、N、E、D为顶点的四边形为平行四边形,直接写出符合
条件的点M的坐标.【分析】(1)由tan∠ACO= = ,故∠ACO=30°,同理可得,∠BCO=60°,即可求解;
(2)用待定系数法即可求解;
(3)当△PCD的面积最大时,若直线l和抛物线只要一个交点P,则点P为所求点,进而求解;
(4)当ED是边时,点D向上平移2个单位得到点E,同样,点M(N)向上平移2个单位得到点N
(M),进而求解;②当ED为对角线时,由中点坐标公式得: =m+n且4+2=﹣ n2+
n+3+3,即可求解.
【解析】(1)由抛物线的表达式知,c=3,OC=3,
则tan∠ACO= = ,故∠ACO=30°,
同理可得,∠BCO=60°,
故△ABC为直角三角形,
故答案为:直角三角形;
(2)由题意得: ,解得 ,
故抛物线的表达式为y=﹣ x2+ x+3①;
(3)由点B、C的坐标得,直线BC的表达式为y=﹣ x+3,
则设直线l∥BC,则设直线l的表达式为:y=﹣ x+c②,
当△PCD的面积最大时,直线l和抛物线只要一个交点P,则点P为所求点,
联立①②并整理得:﹣ x2+ x+3﹣c=0③,
则△=( )2﹣4×(﹣ )(3﹣c)=0,
解得:c= ,将c的值代入③式并解得x= ,
故点P的坐标为( , );
(4)由抛物线的表达式知,点E的坐标为( ,4),
∵直线BC的表达式为y=﹣ x+3,故点D( ,2),
设点M的坐标为(m,﹣ m+3),点N的坐标为(n,﹣ n2+ n+3),
①当ED是边时,
点D向上平移2个单位得到点E,同样,点M(N)向上平移2个单位得到点N(M),
则m=n且﹣ m+3±2=﹣ n2+ n+3,
解得:m= (舍去)或2 或 ;
②当ED为对角线时,
由中点坐标公式得: =m+n且4+2=﹣ n2+ n+3﹣ m+3,
解得m= (舍去)或0,
综上,m=0或2 或 或 ,
故点M的坐标为(0,3)或(2 ,1)或( , )或( , ).
5.(2021•深圳模拟)如图,抛物线y=ax2+bx﹣3与x轴交于A,B两点,与y轴交于C点,且经过点
(2,﹣3a),对称轴是直线x=1,顶点是M.
(1)求抛物线对应的函数表达式;
(2)经过C,M两点作直线与x轴交于点N,在抛物线上是否存在这样的点P,满足以点P,A,C,N
为顶点的四边形为平行四边形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)设直线y=﹣x+3与y轴的交点是D,在线段BD上任取一点E(不与B,D重合),经过A,B,E
三点的圆交直线BC于点F,试判断△AEF的形状,并说明理由.【分析】(1)因为抛物线经过点(2,﹣3a),代入到解析式中,得到关于a和b的方程,由于抛物线
对称轴为直线x=1,所以 ,联立两个方程,解方程组,即可求出a和b;
(2)先将解析式配成顶点式,求出M坐标,然后求出C点坐标,利用待定系数法,求出直线MC的解
析式,再求出MC和x轴交点N的坐标,利用抛物线解析式分别求出A和C坐标,以A,C,N,P为顶
点构造平行四边形,并且P点必须在抛物线上,通过构图可以发现,只有当AC为对角线时,才有可能
构造出符合条件的 P点,所以过C作CP∥AN,使CP=AN,由于AN=2,所以可以得到 P(2,﹣
3),将P代入到抛物线解析式中,满足解析式,P即为所求;
(3)利用y=﹣x+3,可以求出直线与y轴交点D的坐标,可以证得△DOB是等腰直角三角形,同理可
以证得△BOC也是等腰直角三角形,根据题意画出图形,利用同弧所对的圆周角相等,可以证得∠AEF
=∠AFE=45°,所以△AEF是等腰直角三角形.
【解析】(1)∵抛物线经过点(2,﹣3a),
∴4a+2b﹣3=﹣3a①,
又因为抛物线对称为x=1,
∴ ②,
联立①②,解得 ,
∴抛物线对应的函数表达式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)如图1,∵y=(x﹣1)2﹣4,
∴M(1,﹣4),
令x=0,则y=x2﹣2x﹣3=﹣3,
∴C(0,﹣3),
设直线MC为y=kx﹣3,代入点M得k=﹣1,
∴直线MC为y=﹣x﹣3,
令y=0,则x=﹣3,
∴N(﹣3,0),
令y=0,则x2﹣2x﹣3=0,
∴x=﹣1或3,
∴A(﹣1,0),B(3,0),
过C作CP∥AN,使CP=AN,
则四边形ANCP为平行四边形,
∴CP=AN=﹣1﹣(﹣3)=2,
∴P(2,﹣3),
∵P的坐标满足抛物线解析式,
∴P(2,﹣3)在抛物线上,
即P(2,﹣3);
(3)如图2,令x=0,则y=﹣x+3=3,
∴D(0,3),
∴OB=OD=3,又∠DOB=90°,
∴∠DBO=45°,
同理,∠ABC=45°,
∵同弧所对的圆周角相等,
∴∠AEF=∠ABC=45°,
∠AFE=∠DBO=45°,
∴∠AEF=∠AFE=45°,
∴△AEF为等腰直角三角形.6.(2021•铜梁区校级一模)已知抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧).与y
轴交于点C.其中OC=OB,tan∠CAO=3.
(1)求抛物线的解析式;
(2)P是第一象限内的抛物线上一动点,Q为线段PB的中点,求△CPQ面积的最大值时P点坐标:
(3)将抛物线沿射线CB方向平移2 个单位得新抛物线y'.M为新抛物线y′的顶点.D为新抛物线
y'上任意一点,N为x轴上一点.当以M、N、C、D为顶点的四边形是平行四边形时,直接写出所有符
合条件的点N的坐标.并选择一个你喜欢的N点.写出求解过程.
【分析】(1)第一题将ABC三个点坐标表示后,代入求值即可.
(2)第二题求面积最大值,可用铅锤法将面积转化为求铅垂高的最大值.
(3)第三题平行四边形存在性问题,利用平行四边形对角线互相平分,套用中点坐标公式即可求出相
应的点.
【解析】(1)∵抛物线解析式为y=ax2+bx+3,
令x=0得y=3,
∴点C坐标为(0,3),
∵OG﹣OB=3,
∴B坐标为(3,0),∵tan∠CAO=3,
∴ =3,
∴OA=1,
∴点A坐标为(﹣1,0),
∴设解析式为y=a(x+1)(x﹣3),
代入(0,3)得a=﹣1,
∴y=﹣(x+1)(x﹣3),
=﹣(x2﹣2x﹣3)
=﹣x2+2x+3
=﹣(x﹣1)2+4,
∴抛物线解析式为:y=﹣(x﹣1)2+4;
(2)∵Q为线段PB中点,
∴S△CPQ = S△CPB ,
当S△CPB 面积最大时,△CPQ面积最大.
设P坐标(a,﹣a2+2a+3),
过点P作PH∥y轴交BC于点H,
H坐标为(a,﹣a+3),
∴PH=(﹣a2+2a+3)﹣(﹣a+3)
=﹣a2+2a+3+a﹣3
=﹣a2+3a,
S△CPB = •PH•(x
B
﹣x
C
)= •PH•3
= PH= (﹣a2+3a)
=﹣ (a2﹣3a+ ﹣ )
=﹣ (a﹣ )2+ ,
当a= 时,即P坐标为( , )时,
最大S△CPQ = S△CPB = ,
∴P坐标为( , );
(3)沿CB方向平移2 个单位,
即向右2个单位,向下2个单位,
∴新抛物线解析式为y=﹣(x﹣3)2+2,
M坐标为(3,2)C坐标为(0,3),
点N坐标设为(n,0),
∵ = ,
∴ = ,
∴y =1,
D
则1=﹣(x﹣3)2+2
﹣1=﹣(x﹣3)2,
(x﹣3)2=1,
x﹣3=±1,
∴x=4或2,
∴x =4或x =2,
D D
= = ,
⇒∴x =7,
N
或 = ,
∴x =5,
N
∴N坐标为(7,0)或(5,0),
或 = = ,
⇒
得y =﹣1,
D
则﹣1=﹣(x﹣3)2+2,
(x﹣3)2=3,
x=± +3,
∴x =3﹣ 或x =3+ ,
D D
即x =﹣ 或 ,
N
N坐标为(﹣ ,0)或( ,0).
7.(2021•盘龙区二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线 y= x2+bx+c经过点A(﹣4,0),点M为
抛物线的顶点,点B在y轴上,且OA=OB,直线AB与抛物线在第一象限交于点C(2,6).
(1)求抛物线的解析式及顶点M的坐标;
(2)求直线AB的函数解析式及sin∠ABO的值;连接OC.若过点O的直线交线段AC于点P,将三角
形AOC的面积分成1:2的两部分,请求出点P的坐标;
(3)在坐标平面内是否存在点N,使以点A、O、C、N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直
接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)将A(﹣4,0),C(2,6)代入y= x2+bx+c,用待定系数法可得解析式,从而可得顶
点M的坐标;
(2)由OA=OB可得B(0,4),设直线AB的函数解析式解析式为y=kx+b,将A(﹣4,0)、B
(0,4)代入可求得AB为y=x+4,Rt△AOB中,可得sin∠ABO= = ,
过点O的直线交线段AC于点P,将三角形AOC的面积分成1:2的两部分,过P作PQ⊥x轴于Q,过
C作CH⊥x轴于H,分两种情况:①当S△AOP :S△COP =1:2时,PQ:CH=1:3,可求PQ=2,从而
求得P坐标,②当S△COP :S△AOP =1:2时,S△AOP :S△AOC =2:3,同理可求P坐标;
(3)设N(m,n),利用平行四边形对角线互相平分,即对角线的中点重合,分三种情况分别列方程
组求解即可.
【解析】(1)将A(﹣4,0),C(2,6)代入y= x2+bx+c得:
,解得 ,
∴抛物线的解析式为y= x2+2x,
对称轴x= =﹣2,当x=﹣2时,y= ×4+2×(﹣2)=﹣2,
∴顶点M的坐标为(﹣2,﹣2);
(2)∵A(﹣4,0),
∴OA=4,
∵OA=OB,∴OB=4,B(0,4),
设直线AB的函数解析式解析式为y=kx+b,将A(﹣4,0)、B(0,4)代入得:
,解得 ,
∴直线AB的函数解析式解析式为y=x+4,
Rt△AOB中,AB= =4 ,
∴sin∠ABO= = = ,
过点O的直线交线段AC于点P,将三角形AOC的面积分成1:2的两部分,过P作PQ⊥x轴于Q,过
C作CH⊥x轴于H,分两种情况:
①当S△AOP :S△COP =1:2时,如图:
∵S△AOP :S△COP =1:2,
∴S△AOP :S△AOC =1:3,
∴PQ:CH=1:3,
而C(2,6),即CH=6,
∴PQ=2,即y =2,
P
在y=x+4中,令y=2得2=x+4,
∴x=﹣2,
∴P(﹣2,2);
②当S△COP :S△AOP =1:2时,如图:∵S△COP :S△AOP =1:2,
∴S△AOP :S△AOC =2:3,
∴PQ:CH=2:3,
∵CH=6,
∴PQ=4,即y =4,
P
在y=x+4中,令y=4得4=x+4,
∴x=0,
∴P(0,4);
综上所述,过点O的直线交线段AC于点P,将三角形AOC的面积分成1:2的两部分,则P坐标为
(﹣2,2)或(0,4);
(3)点A、O、C、N为顶点的四边形是平行四边形时,设N(m,n),分三种情况:
①以AN、CO为对角线,此时AN中点与CO中点重合,
∵A(﹣4,0)、O(0,0),C(2,6),
∴AN的中点为( , ),OC中点为( , ),
∴ ,解得 ,
∴N(6,6),
②以AC、NO为对角线,此时AC中点与NO中点重合,同理可得:
解得 ,
∴N(﹣2,6),③以AO、CN为对角线,此时AO中点与CN中点重合,同理可得: ,
解得 ,
∴N(﹣6,﹣6),
综上所述,点A、O、C、N为顶点的四边形是平行四边形,N的坐标为:(6,6)或(﹣2,6)或(﹣
6,﹣6).
8.(2021•海州区一模)如图,抛物线y=ax2+bx﹣3的图象与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与
y轴交于点C,直线l与抛物线交于点B,交y轴于点D(0,3).
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点P(m,0)为线段OB上一动点,过点P作x轴的垂线EF,分别交抛物线于直线l于点E,F,
连接CE,CF,BE,求四边形CEBF面积的最大值及此时m的值;
(3)点M为y轴右侧抛物线上一动点,过点M作直线MN∥AC交直线l于点N,是否存在点M,使以
A,C,M,N四点为顶点的四边形是平行四边形,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)将A,B坐标代入y=ax2+bx﹣3中,利用待定系数法可求;
(2)求出直线 l 的解析式,用 m 表示点 E,F 的坐标,进而表示线段 EF,根据 S 四边形CEBF =
S△CEF +S△BEF = EF•OP+ •BP= FE•OB,用含m的代数式表示四边形CEBF的面积,利用二次函数
的性质,通过配方法得出结论;
(3)分点M在直线BD的下方和点M在直线BD的上方时两种情形讨论解答;依据题意画出图形,①
过M作ME⊥y轴于E,过N作NF⊥ME于F,通过说明△AOC≌△MFN,得出NF=3,设出点M的坐
标,用坐标表示相应线段,利用线段与坐标的关系,用相同的字母表示点N的坐标后,用坐标表示出线
段NG,GF,利用NG+GF=NF=3,列出方程,解方程,点M坐标可求;②利用①中相同的方法求得点M在直线BD的上方时点M的坐标.
【解析】(1)将A(﹣1,0),B(3,0)代入y=ax2+bx﹣3中得:
.
解得: .
∴该抛物线的函数表达式为:y=x2﹣2x﹣3.
(2)设直线l的解析式为y=kx+n,
将B(3,0),D(0,3)代入上式得:
.
解得: .
∴直线l的解析式为:y=﹣x+3.
∵点P(m,0),EF⊥x轴,
∴E点坐标为(m,m2﹣2m﹣3),点F的坐标为(m,﹣m+3).
∴EF=﹣m+3﹣m2+2m+3=﹣m2+m+6.
∵B(3,0),
∴OB=3.
∵S四边形CEBF =S△CEF +S△BEF = EF•OP+ •BP×EF= FE•OB,
∴ =﹣ .
∵ <0,
∴当m= 时,S四边形CEBF 有最大值= .
即:当m= 时,四边形CEBF面积的最大值为 .
(3)存在.
①当点M在直线BD的下方时,如图,令x=0,则y=﹣3.
∴C(0,﹣3).
∴OC=3.
∵A(﹣1,0),
∴OA=1.
过M作ME⊥y轴于E,过N作NF⊥ME于F,交x轴于点G,
∵四边形ACMN为平行四边形,
∴AC∥MN,AC=MN.
∵NF⊥ME,ME⊥OE,
∴NF∥OE.
∴∠ACO=∠MNF.
在△AOC和△MFN中,
.
∴△AOC≌△MFN(AAS).
∴NF=OC=3,MF=OA=1.
设M(h,h2﹣2h﹣3),则ME=h,GF=OE=﹣h2+2h+3.
∴OG=EF=ME﹣MF=h﹣1.
∴N(h﹣1,﹣h+4).
∴NG=﹣h+4,
∵NG+GF=NF=3,
∴﹣h+4﹣h2+2h+3=3.
解得:h= (负数不合题意,舍去).∴h= .
∴M( ).
②当点M在直线BD的上方时,如图,
过N作NE⊥y轴于E,过M作MF⊥NE于F,交x轴于点G,
由①知:△MNF≌△CAO(AAS),可得NF=OA=1,MF=OC=3.
设M(h,h2﹣2h﹣3),则OG=FE=h,GM=h2﹣2h﹣3.
∴NE=EF+NF=h+1.
∴N(h+1,﹣h+2).
∴GF=OE=h﹣2.
∵MG+GF=MF=3,
∴h﹣2+h2﹣2h﹣3=3.
解得:h= (负数不合题意,舍去).
∴h= .
∴M( ).
综上所述,存在点M,使以A,C,M,N四点为顶点的四边形是平行四边形,此时点 M的坐标为(
)或( ).
9.(2021•南昌县一模)如图,已知二次函数L :y=mx2+2mx﹣3m+1(m≥1)和二次函数L :y=﹣m(x
1 2
﹣3)2+4m﹣1(m≥1)图象的顶点分别为M,N,与x轴分别相交于A、B两点(点A在点B的左边)
和C、D两点(点C在点D的左边).
(1)函数y=mx2+2mx﹣3m+1(m≥1)的顶点坐标为 (﹣ 1 ,﹣ 4 m +1 ) ;当二次函数L ,L 的y
1 2值同时随着x的增大而增大时,则x的取值范围是 ﹣ 1 < x < 3 ;
(2)当AD=MN时,判断四边形AMDN的形状(直接写出,不必证明);
(3)抛物线L ,L 均会分别经过某些定点:
1 2
①求所有定点的坐标;
②若抛物线L 位置固定不变,通过左右平移抛物线L 的位置使这些定点组成的图形为菱形,则抛物线
1 2
L 应平移的距离是多少?
2
【分析】(1)将已知抛物线解析式转化为顶点式,直接得到点M的坐标;结合函数图象填空;
(2)利用抛物线解析式与一元二次方程的关系求得点 A、B、C、D的横坐标,可得AD的中点为(1,
0),MN的中点为(1,0),则AD与MN互相平分,可证四边形AMDN是矩形;
(3)根据菱形的性质可得EH =EF=4即可,设平移的距离为x,根据平移后图形为菱形,由勾股定理
1
可得方程即可求解.
【解析】(1)x=﹣ =﹣1,顶点坐标M为(﹣1,﹣4m+1),
由图象得:当﹣1<x<3时,二次函数L ,L 的y值同时随着x的增大而增大.
1 2
故答案为:(﹣1,﹣4m+1);﹣1<x<3
(2)结论:四边形AMDN是矩形.
由二次函数L :y=mx2+2mx﹣3m+1(m≥1)和二次函数L :y=﹣m(x﹣3)2+4m﹣1(m≥1)解析式
1 2
可得:
A点坐标为( ,0),D点坐标为( ,0),顶点M坐标为(﹣1,﹣4m+1),顶
点N坐标为(3,4m﹣1),
∴AD的中点为(1,0),MN的中点为(1,0),
∴AD与MN互相平分,∴四边形AMDN是平行四边形,
又∵AD=MN,
∴ AMDN是矩形.
▱
(3)
①∵二次函数L :y=mx2+2mx﹣3m+1=m(x+3)(x﹣1)+1,
1
故当x=﹣3或x=1时y=1,即二次函数L :y=mx2+2mx﹣3m+1经过(﹣3,1)、(1,1)两点,
1
∵二次函数L :y=﹣m(x﹣3)2+4m﹣1=﹣m(x﹣1)(x﹣5)﹣1,
2
故当x=1或x=5时y=﹣1,即二次函数L :y=﹣m(x﹣3)2+4m﹣1经过(1,﹣1)、(5,﹣1)两
2
点,
②∵二次函数L :y=mx2+2mx﹣3m+1经过(﹣3,1)、(1,1)两点,二次函数L :y=﹣m(x﹣
1 2
3)2+4m﹣1经过(1,﹣1)、(5,﹣1)两点,
如图:四个定点分别为E(﹣3,1)、F(1,1),H(1,﹣1)、G(5,﹣1),则组成四边形EFGH
为平行四边形,
设平移的距离为x,根据平移后图形为菱形,
由勾股定理可得:42=22+(4﹣x)2.
解得:x= ,
抛物线L 位置固定不变,通过左右平移抛物线L 的位置使这些定点组成的图形为菱形,则抛物线L 向
1 2 2
左平移 或 .10.(2022•渝中区校级模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3(a≠0)与y轴交于点
C,与x轴交于A、B两点,且点A的坐标为(﹣1,0),连接BC,OB=2OC.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,点P是直线BC下方抛物线上一点,过点 P作直线BC的垂线,垂足为H,过点P作
PQ∥y轴交BC于点Q,求△PHQ周长的最大值及此时点P坐标;
(3)如图2,将抛物线水平向左平移4个单位得到新抛物线y';点D是新抛物线y'上的点且横坐标为﹣
3,点M为新抛物线y'上一点,点E、F为直线AC上的两个动点,请直接写出使得以点D、M、E、F为
顶点的四边形是平行四边形的点M的横坐标,并把求其中一个点M的横坐标的过程写出来.
【分析】(1)求出B、C点坐标,将B、C点代入y=ax2+bx﹣3,即可求解;
(2)先求出 BC 的解析式,设 P(t, t2﹣ t﹣3),则 Q(t, t﹣3),PQ=﹣ t2+3t,由
PQ∥CO,可得∠HQP=∠OCB,利用直角三角形三角函数求出HP== PQ,HQ= PQ,则
△PHQ周长=HP+PQ+HQ=(1+ )PQ=(1+ )[﹣ (t﹣3)2+ ],当t=3时,△PHQ周长有最大值 + ,此时P(3,﹣6);
(3)求出平移后的函数解析式为y'= x2+ x﹣5,则D(﹣3,﹣5),设M(m,= m2+ m﹣5),
E(x ,﹣3x ﹣3),F(x ,﹣3x ﹣3),分三种情况讨论:①以EF为平行四边形的对角线时,M(
1 1 2 2
, )或( , );②以EM为平行四边形的对角线时,M
(﹣6,4);③以ED为平行四边形的对角线时,求得M(﹣6,4).
【解析】(1)令x=0,则y=﹣3,
∴C(0,﹣3),
∴OC=3,
∵OB=2OC,
∴OB=6,
∴B(6,0),
将B、C点代入y=ax2+bx﹣3,
∴ ,
解得 ,
∴y= x2﹣ x﹣3;
(2)设直线BC的解析式为y=kx+b,
,
解得 ,
∴y= x﹣3,
∴设P(t, t2﹣ t﹣3),则Q(t, t﹣3),
∴PQ=﹣ t2+3t,∵CO=3,BO=6,
∴BC=3 ,
在Rt△ABC中,sin∠BCO= ,cos∠BCO= ,
∵PQ∥CO,
∴∠HQP=∠OCB,
∴sin∠HQP= = ,cos∠HQP= = ,
∴HP= PQ,HQ= PQ,
∴△PHQ周长=HP+PQ+HQ=(1+ )PQ=(1+ )(﹣ t2+3t)=(1+ )[﹣ (t﹣
3)2+ ],
∵点P是直线BC下方,
∴0<t<6,
∴当t=3时,△PHQ周长有最大值 + ,
此时P(3,﹣6);
(3)∵y= x2﹣ x﹣3= (x﹣ )2﹣ ,
∴平移后的函数解析式为y'= (x+ )2﹣ = x2+ x﹣5,
∴D(﹣3,﹣5),
设M(m,﹣ m2+ m﹣5),
设直线AC的解析式为y=kx+b,
,
解得 ,
∴y=﹣3x﹣3,
设E(x ,﹣3x ﹣3),F(x ,﹣3x ﹣3),
1 1 2 2
①以EF为平行四边形的对角线时,.
解得m= 或m= ,
∴M( , )或( , );
②以EM为平行四边形的对角线时,
,
解得m=﹣3(舍)或m=﹣6,
∴M(﹣6,4);
③以ED为平行四边形的对角线时,
,
解得m=﹣3(舍)或m=﹣6,
∴M(﹣6,4);
综上所述:M点坐标为( , )或( , )或(﹣6,4).
11.(2022•平桂区 二模)如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0)、B(3,0)两点,与直线
y=﹣x+3交于点B、C(0,n).
(1)求点C的坐标及抛物线的对称轴;
(2)求该抛物线的表达式;
(3)点P在抛物线的对称轴上,纵坐标为t.若平移BC使点B与P重合,求点C的对应点C′的坐标
(用含t的代数式表示);若点Q在抛物线上,以B、C、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,且
PQ∥BC,求点P的坐标.【分析】(1)把C(0,n)代入y=﹣x+3得n=3,即知C(0,3),根据抛物线y=ax2+bx+c与x轴
交于A(﹣1,0)、B(3,0)两点,得抛物线y=ax2+bx+c的对称轴为直线x=1;
(2)用待定系数法可得抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+3;
(3)由 P(1,t),B(3,0)可知 C(0,3)的对应点 C'坐标为(﹣2,3+t),设 Q(m,﹣
m2+2m+3),分两种情况:①当 PQ∥BC,BQ∥CP 时,BP 的中点即为 CQ 的中点,可得
,P(1,﹣2);②当 PQ∥BC,BP∥CQ 时,BQ 中点即为 CP 中点,
,得P(1,﹣8).
【解析】(1)把C(0,n)代入y=﹣x+3得:
n=3,
∴C(0,3),∵抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0)、B(3,0)两点,
∴抛物线y=ax2+bx+c的对称轴为直线x= =1,
答:C(0,3),抛物线y=ax2+bx+c的对称轴为直线x=1;
(2)把A(﹣1,0)、B(3,0),C(0,3)代入y=ax2+bx+c得:
,
解得 ,
∴抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+3;
(3)∵点P在抛物线的对称轴上,纵坐标为t,
∴P(1,t),
∵平移BC使点B与P重合,B(3,0),
∴C(0,3)的对应点C'坐标为(﹣2,3+t),
设Q(m,﹣m2+2m+3),
①当PQ∥BC,BQ∥CP时,BP的中点即为CQ的中点,如图:
∴ ,
解得 ,∴P(1,﹣2);
②当PQ∥BC,BP∥CQ时,BQ中点即为CP中点,如图:
∴ ,
解得 ,
∴P(1,﹣8),
综上所述,以B、C、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,且PQ∥BC,P的坐标为(1,﹣2)或(1,
﹣8).
12.(2022•龙岗区校级模拟)在平面直角坐标系xOy中,对于二次函数y=﹣x2+2mx﹣m2+4(m是常数),
当m=1时,记二次函数的图象为C ;m≠1时,记二次函数的图象为C .如图1,图象C 与x轴交于
1 2 1
A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C;如图2,图象C 与x轴交于D、E两点(点D在点
2
E的左侧).
(1)请直接写出点A、B、C的坐标;
(2)当点O、D、E中恰有一点是其余两点组成线段的中点时,m= 0 或 6 或﹣ 6 ;
(3)如图3,C 与C 交于点P,当以点A、C、D、P为顶点的四边形是平行四边形时,求m的值.
2 1【分析】(1)分别令x=0,y=0即可求解;
(2)求出D、E的坐标,再分三种情况讨论:①当O为中点时,m=0;②当D为中点时,m=6;③
当E为中点时,m=﹣6;
(3)求出P点的横坐标为 ,再分三种情况讨论:①当AC为平行四边形的对角线时,﹣1=m﹣2+
,3= ,此时无解;②当AD为平行四边形的对角线时,﹣1+m﹣2= ,0=3+
,此时无解;③当AP为平行四边形的对角线时,﹣1+ =m﹣2, =3,
解得m=3.
【解析】(1)当m=1时,y=﹣x2+2x+3,
令y=0则﹣x2+2x+3=0,
解得x=﹣1或x=3,
∴A(﹣1,0),B(3,0),
令x=0则y=3,
∴C(0,3);
(2)令﹣x2+2mx﹣m2+4=0,
解得x=m﹣2或x=m+2,
∴D(m﹣2,0),E(m+2,0),
①当O为中点时,m﹣2+m+2=0,
∴m=0;
②当D为中点时,2(m﹣2)=m+2,解得m=6;
③当E为中点时,2(m+2)=m﹣2,
解得m=﹣6;
综上所述:m的值为0或6或﹣6,
故答案为:0或6或﹣6;
(3)联立方程组 ,A(﹣1,0),C(0,3);D(m﹣2,0),
解得x= ,
∴P点的横坐标为 ,
∴P( , ),
①当AC为平行四边形的对角线时,﹣1=m﹣2+ ,3= ,
此时m无解;
②当AD为平行四边形的对角线时,﹣1+m﹣2= ,0=3+ ,
此时无解;
③当AP为平行四边形的对角线时,﹣1+ =m﹣2, =3,
解得m=3;
综上所述:m的值为3.
13.(2022•康巴什一模)如图,抛物线y=﹣x2+6x﹣5与x轴交于点A和点B,与y轴交于点C,经过B、
C两点的直线为y=x﹣5.
(1)写出相应点的坐标:A ( 1 , 0 ) ,B ( 5 , 0 ) ,C ( 0 ,﹣ 5 ) ;
(2)点P从A出发,在线段AB上以每秒1个单位的速度向B运动,同时点E从B出发,在线段BC上
以每秒2个单位的速度向C运动.当其中一个点到达终点时,另一点也停止运动.设运动时间为t秒,
求t为何值时,△PBE的面积最大,并求出最大值.(3)过点A作AM⊥BC于点M,过抛物线上一动点N(不与点B、C重合)作直线AM的平行线交直线
BC于点Q.若点A、M、N、Q为顶点的四边形是平行四边形,求点N的横坐标.
【分析】(1)分别令y=0和x=0进行求解即可;
(2)根据题意分别求出P点坐标为(1+t,0),E点坐标为(3﹣ t,﹣ t),则S△PBE = ×(4﹣
t)×( t)=﹣ (t﹣2)2+2 ,可求当t=2时,△PBE的面积最大为2 ;
(3)过点M作ME⊥x轴交于点E,由∠OBC=45°,求出M(3,﹣2),再由待定系数法求直线AM的
解析式为y=﹣x+1,设N(m,﹣m2+6m﹣5),求出直线NQ的解析式为y=﹣x﹣m2+7m﹣5,联立方
程组 ,可求Q( , ﹣5),分三种情况讨论:①当AM为平行四边
形的对角线时,1+3=m+ ,此时不构成平行四边形;②当AN为平行四边形的对角线时,1+m
=3+ ,解得m= ;③当AQ为平行四边形的对角线时,1+ =3+m,解得m
=1(舍)或m=4.
【解析】(1)令﹣x2+6x﹣5=0,
解得x=1或x=5,
∴A(1,0),B(5,0),
令x=0,则y=﹣5,∴C(0,﹣5),
故答案为:(1,0),(5,0),(0,﹣5);
(2)由题意可知0≤t≤4,
∵P点以每秒1个单位的速度向B运动,
∴P点坐标为(1+t,0),
∵OB=OC=5,
∴∠OBC=45°,
∵E点以每秒2个单位的速度向C运动,
∴E点坐标为(3﹣ t,﹣ t),
∴S△PBE = ×(4﹣t)×( t)=﹣ t2+2 t=﹣ (t﹣2)2+2 ,
∴当t=2时,△PBE的面积最大为2 ;
(3)∵∠ABC=45°,AM⊥BC,AB=4,
∴AM=2 ,
过点M作ME⊥x轴交于点E,
∵∠BAM=45°,
∴M(3,﹣2),
设直线AM的解析式为y=kx+b,
∴ ,
解得 ,
∴y=﹣x+1,
∵AM∥NQ,
∴直线NQ的解析式为y=﹣x+b',
设N(m,﹣m2+6m﹣5),
∴b'=﹣m2+7m﹣5,
∴y=﹣x﹣m2+7m﹣5,
联立方程组 ,解得 ,
∴Q( , ﹣5),
①当AM为平行四边形的对角线时,
1+3=m+ ,
解得m=1(舍)或m=8,
此时MA的中点为(2,﹣1),NQ的中点为(2,﹣8),
∴此时不构成平行四边形;
②当AN为平行四边形的对角线时,
1+m=3+ ,
解得m= ;
③当AQ为平行四边形的对角线时,
1+ =3+m,
解得m=1(舍)或m=4;
综上所述:N点的横坐标为4或 .
14.(2022•武城县模拟)如图,直线l:y=﹣ x+1与x轴、y轴分别交于点B、C,经过B、C两点的抛物线y=x2+bx+c与x轴的另一个交点为A.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若点P在直线l下方的抛物线上,过点P作PD∥x轴交l于点D,PE∥y轴交l于点E,求PD+PE
的最大值;
(3)设F为直线l上的点,点P仍在直线l下方的抛物线上,以A、B、P、F为顶点的四边形能否构成
平行四边形?若能,求出点F的坐标;若不能,请说明理由.
【分析】(1)先确定出点B,C坐标,最后用待定系数法即可得出结论;
(2)先设出点P的坐标,进而得出点D,E的坐标,即可得出PD+PE的函数关系式,即可得出结论;
(3)分AB为边和对角线两种情况,利用平行四边形的性质即可得出结论.
【解析】(1)∵直线y=﹣ x+1与x轴、y轴分别交于点B、C,
∴B(2,0)、C(0,1),
∵B、C在抛物线解y=x2+bx+c上,
∴ ,解得: ,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣ x+1;
(2)设P(m,m2﹣ m+1),
∵PD∥x轴,PE∥y轴,点D,E都在直线y=﹣ x+1上,
∴E(m,﹣ m+1),D(﹣2m2+5m,m2﹣ m+1),
∴PD+PE=﹣2m2+5m﹣m+[(﹣ m+1)﹣(m2﹣ m+1)]=﹣3m2+6m
=﹣3(m﹣1)2+3,
∴当m=1时,PD+PE的最大值是3;
(3)能,理由如下:
由y=x2﹣ x+1,令0=x2﹣ x+1,
解得:x=2或x= ,
∴A( ,0),B(2,0),
∴AB= ,
若以A、B、P、F为顶点的四边形能构成平行四边形,
①当以AB为边时,则AB∥PF 且AB=PF ,
1 1
设P(a,a2﹣ a+1),则F (﹣2a2+5a,a2﹣ a+1),
1
∴|﹣2a2+5a﹣a|= ,
解得:a= 或a= (与A重合,舍去)或a= (舍)或a= (舍去),
∴F (3,﹣ );
1
②当以AB为对角线时,
连接PF 交AB于点G,则AG=BG,PG=F G,
2 2
设G(m,0),
∵A( ,0),B(2,0),∴m﹣ =2﹣m,
∴m= ,
∴G( ,0),
作PM⊥AB于点M,F N⊥AB于点N,则NG=MG,PM=FN,
2
设P(b,b2﹣ b+1)(0<b<2),则F (2b2﹣5b+4,﹣b2+ b﹣1),
2
∴ ﹣b=2b2﹣5b+4﹣ ,
解得:b= 或b= (与A重合,舍去),
∴F (1, ),
2
综上所述,以A、B、P、F为顶点的四边形能构成平行四边形.
此时点F的坐标为F(3,﹣ )或F(1, ).
15.(2022•沙坪坝区校级模拟)在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣2,0)、
点B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,且过点(2,3).
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,点P为直线BC上方抛物线上(不与B、C重合)一动点,过点P作PD∥y轴,交BC于
D,过点P作PE∥x轴,交直线BC于E,求PE+DB的最大值及此时点P的坐标;
(3)如图2,将原抛物线沿x轴向左平移1个单位得到新抛物线y′,点M为新抛物线y′上一点,点
N为原抛物线对称轴上一点,当以点A、C、M、N为顶点的四边形为平行四边形时,求点N的坐标,并
写出求其中一个N点坐标的解答过程.【分析】(1)运用待定系数法即可求得答案;
(2)先求得B(4,0),C(0,3),再运用待定系数法求得直线 BC的解析式为y=﹣ x+3,设P
(m,﹣ m2+ m+3)(0<m<4),延长PD交x轴于点F,则D(m,﹣ m+3),F(m,0),E(
m2﹣m,﹣ m2+ m+3),进而可得:PE=m﹣( m2﹣m)=﹣ m2+2m,BF=4﹣m,再利用勾股
定理和三角函数定义可得PE+DB= (m﹣ )2+ ,根据二次函数的性质即可求得答案;
(3)由平移得新抛物线y′=﹣ x2+ ,设M(t,﹣ t2+ ),N(1,n),分三种情况:①以
MN、AC为对角线时,②以MA、NC为对角线时,③以MC、NA为对角线时,分别运用平行四边形对
角线互相平分的性质,建立方程求解即可得出答案.
【解析】(1)∵抛物线y=ax2+bx+3经过点A(﹣2,0)和点(2,3),
∴ ,
解得: ,
∴该抛物线的表达式为y=﹣ x2+ x+3;
(2)∵y=﹣ x2+ x+3,
令x=0,得y=3,
∴C(0,3),
令y=0,得﹣ x2+ x+3=0,
解得:x =﹣2,x =4,
1 2
∴B(4,0),
设直线BC的解析式为y=kx+d,
则 ,解得: ,
∴直线BC的解析式为y=﹣ x+3,
设P(m,﹣ m2+ m+3)(0<m<4),延长PD交x轴于点F,如图1,
∵PD∥y轴,
∴D(m,﹣ m+3),F(m,0),
∵PE∥x轴,
∴点E的纵坐标与点P的纵坐标相同,
∴﹣ m2+ m+3=﹣ x+3,
∴x= m2﹣m,
∴E( m2﹣m,﹣ m2+ m+3),
∴PE=m﹣( m2﹣m)=﹣ m2+2m,BF=4﹣m,
在Rt△BOC中,BC= = =5,
∴cos∠CBO= = ,
∵ =cos∠CBO= ,
∴DB= BF= (4﹣m),
∴PE+DB=﹣ m2+2m+ (4﹣m)= (m﹣ )2+ ,
∵ <0,
∴当m= 时,PE+DB的最大值为 ,此时P( , );
(3)∵y=﹣ x2+ x+3=﹣ (x﹣1)2+ ,∴抛物线y=﹣ x2+ x+3对称轴为直线x=1,顶点为(1, ),
将抛物线y=﹣ x2+ x+3沿x轴向左平移1个单位得到新抛物线y′=﹣ x2+ ,
设M(t,﹣ t2+ ),N(1,n),又A(﹣2,0),C(0,3),
①以MN、AC为对角线时,则MN与AC的中点重合,如图2,
∴ ,
解得: ,
∴N(1,3);
②以MA、NC为对角线时,则MA与NC的中点重合,如图3,
∴ ,
解得: ,
∴N(1,﹣3);
③以MC、NA为对角线时,则MC与NA的中点重合,如图4,
∴ ,
解得: ,
∴N(1,6);
综上所述,点N的坐标为(1,3)或(1,﹣3)或(1,6).16.(2022•开州区模拟)如图1,抛物线y= 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BD∥直线AC,交抛物线y于另一点D,点P为直线AC上方抛物线上一动点.
(1)求线段AB的长.
(2)过点P作PF∥y轴交AC于点Q,交直线BD于点F,过点P作PE⊥AC于点E,求2 PE+3PF
的最大值及此时点P的坐标.
(3)如图2,将抛物线y= 向右平移3个单位得到新抛物线y′,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.
【分析】(1)令 =0,即可求解;
(2)求出直线AC、BD的解析式,设点 P(t,﹣ t2﹣ t+ ),则Q(t, t+ ),F
(t, t﹣ ),利用∠QPE=30°,将所求转化为2 PE+3PF=3PQ+3PF再求解即可;
(3)求出平移后的抛物线解析式,设 M(m,﹣ m2+ m),N(﹣1,n),分三种情况①当
AB为平行四边形的对角线;②当AM为平行四边形的对角线;③当AN为平行四边形的对角线;利用
平行四边形对角线互相平分的性质,结合中点坐标公式求解即可.
【解析】(1)令 =0,
解得x=1或x=﹣3,
∴A(﹣3,0),B(1,0),
∴AB=4;(2)∵y= ,
∴C(0, ),
设直线AC的解析式为y=kx+b,
∴ ,
解得 ,
∴y= x+ ,
∵AC∥BD,
∴直线BD的解析式为y= x﹣ ,
设点P(t,﹣ t2﹣ t+ ),则Q(t, t+ ),F(t, t﹣ ),
∵点P为直线AC上方,
∴PQ=﹣ t2﹣ t+ ﹣ t﹣ =﹣ t2﹣ t,
PF=﹣ t2﹣ t+ ﹣ t+ =﹣ t2﹣ t+ ,
∵OA=3,OC= ,
∴∠CAO=30°,
∵PE⊥AC,PF⊥AO,
∴∠QPE=30°,
∴PE= PQ,
∴2 PE+3PF
=3PQ+3PF
=3(﹣ t2﹣ t﹣ t2﹣ t+ )
=3(﹣ t2﹣2 t+ )
=﹣2 t2﹣6 t+4=﹣2 (t+ )2+ ,
∴当t=﹣ 时,2 PE+3PF有最大值 ,
此时P(﹣ , );
(3)∵y= =﹣ (x+1)2+ ,
∴抛物线的对称轴为直线x=﹣1,
∵抛物线向右平移3个单位,
∴平移后的抛物线解析式为y=﹣ (x﹣2)2+ ,
设M(m,﹣ m2+ m),N(﹣1,n),
①当AB为平行四边形的对角线时,
﹣3+1=m﹣1,0=n﹣ m2+ m,
∴m=﹣1,n= ,
∴N(﹣1, ),M(﹣1, );
②当AM为平行四边形的对角线时,
﹣3+m=1﹣1,﹣ m2+ m=n,
∴m=3,n= ,
∴M(3, ),N(﹣1, );
③当AN为平行四边形的对角线时,
﹣3﹣1=1+m,﹣ m2+ m=n,
∴m=﹣5,n=﹣15 ,
∴M(﹣5,﹣15 ),N(﹣1,﹣15 );
综上所述:N点坐标为(﹣1, )或(﹣1, )或(﹣1,﹣15 ).
17.(2022•凤翔县二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线 的图象经过A(﹣1,0),C(0,﹣2)两点,将抛物线C 向右平移2个单位得到抛物线C ,平移后点A的对应点为点B.
1 2
(1)求抛物线C 与C 的函数表达式;
1 2
(2)若点M是抛物线C 上一动点,点N是抛物线C 上一动点,请问是否存在这样的点M、N,使得以
1 2
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.
【分析】(1)将A点、C点代入y=x2+bx+c可求抛物线C 的函数表达式,再由平移的性质可求抛物线
1
C 的函数表达式;
2
(2)在 中,令y=4,可求M (﹣2,4)或M (3,4),在 中,令
1 2
y=4,可求N (0,4)或N (5,4).
1 2
【解析】(1)∵y=x2+bx+c的图象经过C(0,﹣2),
∴c=﹣2,
将A(﹣1,0)代入y=x2+bx﹣2中,
解得b=﹣1,
∴抛物线C 的函数表达式为 ,
1
∵将抛物线C 向右平移2个单位得到抛物线C ,
1 2
∴抛物线C 的函数表达式为 ;
2
(2)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,
理由如下:
∵点A(﹣1,0)向右平移2个单位得到点B,
∴B(1,0),∴AB=2,
由题意知,以AB为边的平行四边形的面积为8,则MN∥AB,MN=AB,AB边上的高为4,
∵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y=4,即x2﹣x﹣2=4,解得x=﹣2或x=3,
∴M (﹣2,4)或M (3,4),
1 2
在 中,令y=4,即x2﹣5x+4=4,解得x=0或x=5,
∴N (0,4)或N (5,4).
1 2
综上所述,点M、N的坐标分别为M(﹣2,4),N(0,4)或M(3,4),N(5,4).
18.(2022•碑林区校级模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线 W:y=x2﹣2x与x轴正半轴交于点
A.直线y= x﹣2与x轴交于点B,与y轴交于点C.
(1)求线段AB的长度;
(2)将抛物线W平移,使平移后的抛物线交y轴于点D,与直线BC的一个交点为P,若以A、B、D、
P为顶点的四边形是以AB为边的平行四边形,求平移后的抛物线表达式.【分析】(1)在y=x2﹣2x中,可得A(2,0),在y= x﹣2中,得B(4,0),即得线段AB的长度
是2;
(2)设抛物线W:y=x2﹣2x平移后表达式为y=x2+bx+c,D(0,m),P(n, n﹣2),分两种情况:
①当AP、BD为平行四边形对角线时,AP、BD的中点重合,可得 ,即可解得D(0,
﹣1),P(2,﹣1),用待定系数法即得此时平移后的抛物线表达式为y=x2﹣2x﹣1;②当AD、BP
为对角线时,AD、BP的中点重合,同理可得D(0,﹣3),P(﹣2,﹣3),再用待定系数法得此时
平移后的抛物线表达式为y=x2+2x﹣3.
【解析】(1)在y=x2﹣2x中,令y=0得x2﹣2x=0,
解得x=0或x=2,
∴A(2,0),在y= x﹣2中,令y=0得 x﹣2=0,
解得x=4,
∴B(4,0),
∴AB=4﹣2=2;
答:线段AB的长度是2;
(2)设抛物线W:y=x2﹣2x平移后表达式为y=x2+bx+c,由题意知抛物线y=x2+bx+c过D、P,
设D(0,m),P(n, n﹣2),
又A(2,0),B(4,0),
①当AP、BD为平行四边形对角线时,AP、BD的中点重合,如图:
∴ ,
解得 ,
∴D(0,﹣1),P(2,﹣1),
将D(0,﹣1),P(2,﹣1)代入y=x2+bx+c得:
,
解得 ,
∴此时平移后的抛物线表达式为y=x2﹣2x﹣1;
②当AD、BP为对角线时,AD、BP的中点重合,如图:∴ ,
解得 ,
∴D(0,﹣3),P(﹣2,﹣3),
将D(0,﹣3),P(﹣2,﹣3)代入y=x2+bx+c得:
,
解得 ,
∴此时平移后的抛物线表达式为y=x2+2x﹣3;
综上所述,平移后的抛物线表达式为y=x2﹣2x﹣1或y=x2+2x﹣3.
19.(2020秋•文昌期末)如图,抛物线y=ax2+bx﹣3与x轴交于A(﹣1,0)、B两点,交直线l于点
A、C(2,﹣3).
(1)求该抛物线的解析式;
(2)在y轴上是否存在点D,使S△ABD =S△ABC ?若存在,请求出所有符合条件的点D的坐标;若不存
在,请说明理由;
(3)P是线段AC上的一个动点,过点P做PE∥y轴交抛物线于点E,求线段PE长度的最大值;
(4)点F是抛物线上的动点,在x轴上是否存在点G,使得以点A,C,G,F为顶点的四边形是平行
四边形?如果存在,请直接写出所有满足条件的点G的坐标;如果不存在,请说明理由.【分析】(1)利用待定系数法确定函数关系式;
(2)利用同底等高三角形的面积相等解答;
(3)设点P的坐标为(m,﹣m﹣1)(﹣1≤m≤2),则点E的坐标为(m,m2﹣2m﹣3),进而可得
出PE=﹣m2+m+2=﹣(m﹣ )2+ ,再利用二次函数的性质即可解决最值问题;
(4)存在.如图,设抛物线与y的交点为K,由题意K(0,﹣3),可知CK∥x轴,分图中四种情形,
利用平行四边形的性质以及平移变换的性质求解即可.
【解析】(1)把A(﹣1,0)、C(2,﹣3)分别代入y=ax2+bx﹣3,得 .
解得 .
故该抛物线解析式是y=x2﹣2x﹣3;
(2)存在,理由如下:∵S△ABD =S△ABC ,C(2,﹣3),
∴ AB•|y |= AB•|y |,即|y |=|y |,
C D C D
∴|y |=3,
D
∴y =3或y =﹣3.
D D
∴D(0,3)或(0,﹣3);
(3)由A(﹣1,0)、C(2,﹣3)得到直线AC解析式为y=﹣x﹣1.
设点P的坐标为(m,﹣m﹣1)(﹣1≤m≤2),则点E的坐标为(m,m2﹣2m﹣3),
∴PE=﹣m﹣1﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+m+2=﹣(m﹣ )2+ ,
∵﹣1<0,
∴当m= 时,PE取最大值,最大值为 ;
(4)存在.
理由:如图,设抛物线与y的交点为K,由题意K(0,﹣3),
∵C(2,﹣3),
∴CK∥x轴,CK=2,
当AC是平行四边形ACF G 的边时,可得G (﹣3,0).
1 1 1
当AC是平行四边形AF CG 的对角线时,AG =CK,可得G (1,0),
1 2 2 2
当点F在x轴的上方时,令y=3,3=x2﹣2x﹣3,解得x=1± ,
∴F (1﹣ ,3),F (1+ ,3),
3 4
由平移的性质可知G (4﹣ ,0),G (4+ ,0).
3 4
综上所述,满足条件的点G的坐标为(﹣3,0)或(1,0)或(4﹣ ,0)或(4+ ,0).
20.(2022•眉山)在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2﹣4x+c与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),
与y轴交于点C,且点A的坐标为(﹣5,0).
(1)求点C的坐标;
(2)如图1,若点P是第二象限内抛物线上一动点,求点P到直线AC距离的最大值;
(3)如图2,若点M是抛物线上一点,点N是抛物线对称轴上一点,是否存在点M使以A,C,M,N
为顶点的四边形是平行四边形?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)把点A的坐标代入y=﹣x2﹣4x+c,求出c的值即可;
(2)过P作PE⊥AC于点E,过点P作PF⊥x轴交AC于点H,证明△PHE是等腰直角三角形,得
,当PH最大时,PE最大,运用待定系数法求直线 AC解析式为y=x+5,设P(m,﹣m2﹣
4m+5),(﹣5<m<0),则H(m,m+5),求得PH,再根据二次函数的性质求解即可;
(3)分三种情况讨论:①当AC为平行四边形的对角线时,②当AM为平行四边形的对角线时,③当AN为平行四边形的对角线时分别求解即可.
【解析】(1)∵点A(﹣5,0)在抛物线y=﹣x2﹣4x+c的图象上,
∴0=﹣52﹣4×5+c
∴c=5,
∴点C的坐标为(0,5);
(2)过P作PE⊥AC于点E,过点P作PF⊥x轴交AC于点H,如图1:
∵A(﹣5,0),C(0,5)
∴OA=OC,
∴△AOC是等腰直角三角形,
∴∠CAO=45°,
∵PF⊥x轴,
∴∠AHF=45°=∠PHE,
∴△PHE是等腰直角三角形,
∴ ,
∴当PH最大时,PE最大,
设直线AC解析式为y=kx+5,
将A(﹣5,0)代入得0=﹣5k+5,
∴k=1,
∴直线AC解析式为y=x+5,
设P(m,﹣m2﹣4m+5),(﹣5<m<0),则H(m,m+5),
∴ ,
∵a=﹣1<0,
∴当 时,PH最大为 ,
∴此时PE最大为 ,即点P到直线AC的距离值最大;
(3)存在,理由如下:
∵y=﹣x2﹣4x+5=﹣(x+2)2+9,
∴抛物线的对称轴为直线x=﹣2,
设点N的坐标为(﹣2,m),点M的坐标为(x,﹣x2﹣4x+5),分三种情况:①当AC为平行四边形对角线时,
,
解得 ,
∴点M的坐标为(﹣3,8);
②当AM为平行四边形对角线时,
,
解得 ,
∴点M的坐标为(3,﹣16);
③当AN为平行四边形对角线时,
,
解得 ,
∴点M的坐标为(﹣7,﹣16);
综上,点M的坐标为:(﹣3,8)或(3,﹣16)或(﹣7,﹣16).