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专题05 二次函数中特殊三角形存在性问题
类型一、等腰三角形存在性问题
例.如图,抛物线
交
轴于点
、
(点
在点
的左侧),与
轴交于点
,点
、
的坐
标分别为
,
,对称轴
交
轴于
,点
为抛物线顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点
是直线
下方的抛物线上一点,且
.求
的坐标;
(3)
为抛物线对称轴上一点,是否存在以
、
、
为顶点的三角形是等腰三角形,若存在,请求出点
的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
,
(3)
或
或
或
【分析】(1)由点
、点
的坐标和对称轴的值列出方程组,即可求出抛物线解析式.
(2)由抛物线解析式可求出顶点
的坐标,进而求出
和
的面积,由面积可推出
的
边上的高,求出到
距离等于的直线解析式,联立直线解析式和抛物线解析式,即可求出点
的
坐标.
(3)若
是等腰三角形,通过作图画两圆一线来确定点
的位置,再根据半径的长度及勾股定
理求出点
的坐标.
【详解】(1)解:将点
,点
代入抛物线解析式,由对称轴
,
得
,解得,
,
抛物线解析式为:
.
(2)将
代入抛物线解析式得:
,
顶点
,
,
设直线
解析式为:
,
将点
,点
代入,得
,解得,
直线
的解析式为:
如图,设直线
与对称轴的交点为
,将
代入
点
,
,
,
设
中
边上的高为,则
,
如图,设在直线
下方的
轴上有一点
到
的距离为
,且
,
,
,
是等腰直角三角形,
,
点
在过点
与直线
平行的直线上,
即将直线
向下平移个单位长度即可得到直线
,
直线
的解析式为:
联立
,解得:
或
点
的坐标为
,
.
(3)
点
与点
关于对称轴
对称,点
,
点
,
①如图,连接
,以点
为圆心,
的长为半径画圆,与对称轴的交点即为所求点
,此时
,
为等腰三角形.
由图知:点
位于点
上方时,
、
、
三点共线,所以此点舍去;
点
位于点
下方时,点
与点
重合,此时点
的坐标为
.
②如图,以点
为圆心,
的长为半径画圆,与对称轴的交点即为所求点
,此时
,
为等腰三角形.
在
中,
,
,
此时点
的坐标为
或
.
③如图,作线段
的垂直平分线,与
交于点
,与
轴交于点
,与对称轴的交点即为所求点
,
此时
,
为等腰三角形.
连接
,
为线段
的垂直平分线,
,点
为
中点,
,
,
由中点坐标公式得点
设
,则
,
在
中,由勾股定理得:
,解得:
,
点
设直线
的解析式为:
,将
,
代入解析式,得
,解得
,
直线
解析式为:
,将
代入直线
解析式得:
,
此时点
.
综上所述:点M的坐标为
或
或
或
.
【点睛】本题主要考查求二次函数解析式、二次函数因动点产生的三角形面积问题、因动点产生的等腰三
角形问题,求出到底边的距离等于高的直线解析式,利用画“两圆一线”构造等腰三角形是解题的关键.
【变式训练1】.如图,已知直线
与
轴交于点
,与
轴交于点
,抛物线
经
过
两点,且与
轴的另一个交点为
,对称轴为直线
.
(1)求抛物线的表达式;
(2)
是第二象限内抛物线上的动点,设点
的横坐标为
,求四边形
面积S 的最大值及此时D 点
的坐标;
(3)若点P 在抛物线对称轴上,是否存在点P,使以点B,C,P 为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请
直接写出P 点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)四边形
面积S 的最大值是
,此时点
的坐标是
;
(3)存在,点
的坐标为
或
或
或
【分析】(1)由抛物线的对称轴可得
,即
,由直线
得出
,将
代入抛物线可得
,解方程组即可得到答案;
(2)作
轴于点
,交
于点
,则
,进而得到
,则当
时,
,此时
;
(3)先求得
,设点
的坐标为
,分五种情况讨论:设直线
与
轴交于点
,则
,此题
是等腰三角形
;延长
交直线
于点
,此时
,但
三点在同一条直线上,因此不存在以
三点为顶点的等腰三角形;
,且点
在
轴上方,由
,列方程得
,求得
;
,且点
在
轴下方,设
直线
与
轴交于点
,则
,得到
;
,则
,列得方
程
,可得
.
【详解】(1)解:
抛物线
的对称轴为直线
,
,
,
直线
,当
时,
,
当
时,
,
解得
,
,
抛物线
经过点
,
,
解得:
,
抛物线的解析式为:
;
(2)解:对于
,
当
时,
,解得:
,
∴点B 的坐标为
,
又∵
,
∴
,
∴
,
如图2,作
轴于点
,交
于点
,
点
的横坐标为
,
,
,
,
,
当
时,
,即
,此时
,
∴四边形
面积S 的最大值是
,此时点
的坐标是
;
(3)解:存在,
设点
的坐标为
,
则
,
解得
,
,
,
设点
的坐标为
,
如图3,设直线
与
轴交于点
,
点
点
关于
轴对称,
,
此题
是等腰三角形,
,
延长
交直线
于点
,
,
,
,
,
,
,
三点在同一条直线上,
不存在以
三点为顶点的等腰三角形,
如图4,
,且点
在
轴上方,
,
,
解得:
,
,
,
如图4,
,且点
在
轴下方,
设直线
与
轴交于点
,
,
,
,
如图4,
,
,
,解得:
,
,
综上所述,点
的坐标为
或
或
或
.
【点睛】本题主要考查一次函数的图象与性质、二次函数的图象与性质、用待定系数法求函数解析式、两
点之间线段最短、勾股定理、等腰三角形的判定、数形结合与分类讨论数学思想的运用等知识与方法,此
题综合性强,难度较大,属于考试压轴题.
【变式训练2】.如图,已知二次函数
的图象交
轴于点
,交y 轴于
点C.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)点
是直线
下方抛物线上的一动点,求
面积的最大值;
(3)直线
(不经过点
)分别交直线
和抛物线于点
,当
是等腰三角形时,直接写出
的值.
【答案】(1)
(2)
的面积最大值为8
(3)
的值为2 或1 或
或
【分析】(1)利用待定系数法即可求解;
(2)由题意得
,设直线
的解析式为
,求出直线
的解析式,过点
作
轴交
直线
于点
、交
于点
,设
,则
,得到
,利用
,建立关于t 的关系
式,根据二次函数的性质即可求解;
(3)依题意
,
,利用勾股定理得到
,
,
,分情况讨论,当
时,
,当
时,
,当
时,
,分别求解即可.
【详解】(1)解:将点
代入
,
,
解得
,
;,
(2)解:令
,则
,
,
设直线
的解析式为
,
,
解得
,
,
过点
作
轴交直线
于点
、交
于点
,
设
,则
,
,
,
,
当
时,
的面积最大值为8;
(3)解:依题意
,
,
,
,
,
当
时,
,
解得
(舍)或
;
当
时,
,
解得
;
当
时,
,
解得
;
综上所述:
的值为2 或1 或
或
.
【点睛】本题是二次函数综合题,主要考查了求函数的解析式,二次函数的性质、轴对称的性质、勾股定
理的运用,等腰三角形的性质等知识,解(1)的关键是待定系数法;解(2)的关键是利用面积的和差得
出二次函数,又利用了二次函数的性质,解(3)的关键是利用等腰三角形的定义得出关于m 的方程,要
分类讨论,以防遗漏.
【变式训练3】.如图,已知二次函数图象的顶点坐标为
,直线
与该二次函数的图象交
于
两点,与二次函数图象的对称轴交于点
,其中
点的坐标为
,
点在
轴上.
(1)求
的值及这个二次函数的关系式:
(2)求
的面积;
(3)在该二次函数的对称轴上是否存在点
,使得以
为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请直接
写出符合条件的
点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
,
(2)3
(3)存在,点
的坐标为
或
或
或
或
【分析】
将点
坐标代入解析式可求
的值,利用待定系数法可求抛物线解析式;
先求出
,然后根据三角形的面积公式即可得到结论;
分三种情况讨论,由等腰三角形的性质和两点距离公式可求解.
【详解】(1)
直线
过点
,
,
,
,
设二次函数解析式为
,
得:
解得:
,
抛物线的解析式为
;
(2)由(1)知,直线
的解析式为
,
直线
与二次函数图象的对称轴交于点
,
顶点标为
∴对称轴为
,
设点
,
,
∴
;
(3)存在,
∵顶点坐标为
∴对称轴为
,
∴设点
又∵
, 点
,
,
,
当
时,则
,
∴点
坐标为(
或
当
时, 则
,
∴点
坐标为(
或
当
时, 则
,
∴点
坐标为
,
综上所述:点
的坐标为
或
或
或
或
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法,等腰三角形的性质,两点距离公式等知识,利用分
类讨论思想解决问题是解题的关键.
【变式训练4】.如图,已知抛物线
的对称轴为直线
,且经过
,
两点,与x 轴的另一个交点为B.
(1)若直线
经过B,C 两点,求直线
和抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴
上找一点M 使三角形
的周长最小,求点M 的坐标;
(3)设点P 为抛物线的对称轴
上的一个动点,求使
为等腰三角形的点P 的坐标.
【答案】(1)
,
(2)
(3)
,
,
【分析】(1)将已知点坐标代入解析式,结合已知对称轴构建三元一次方程组求解;将点B,C 坐标代入
直线解析求解得参数值,进而得解析式;
(2)由对称轴知,
,得
;当
取最小值时,
周长
最小.
,当
三点共线时,
取最小值
,相应的
周长最小.进而求
得
;
(3)设点P 的坐标为
,则
,
,分情况讨论①若
,
②若
,③若
,分别构建方程求解.
【详解】(1)解:根据题意,得,
,解得
∴抛物线解析式为
令
,解得
,∴
.
由直线
经过
两点,得
,解得
∴直线解析式为
.
(2)解:如图,
∵
是抛物线的对称轴,
∴点
关于直线
对称.
∴
.
∴
.
当
取最小值时,
周长最小.
如图,
,
当
三点共线时,
取最小值
,相应的
周长最小.
时,
.
∴
(3)解:设点P 的坐标为
,则
,
,
①若
,则
,解得
,∴
点的坐标为
.
②若
,则
,解得
或
.∴
点的坐标为
.
③若
,则
,解得
或
∴
点的坐标为
综上,
点的坐标为
,
,
.
【点睛】本题考查待定系数法求解函数解析式,二次函数的性质,两点之间线段最短,等腰三角形的性质;
根据几何图形的性质构建方程是解题的关键.
类型二、直角三角形存在性问题
例.如图,已知抛物线
经过点
,
,其对称轴为直线
,
为y 轴
上一点,直线
与抛物线交于另一点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)直接写出直线
的解析式和点D 坐标;
(3)在线段
下方的抛物线上求一点E,使得
的面积最大,并求出最大面积;
(4)在抛物线的对称轴上是否存在点F,使得
是直角三角形?如果存在,直接写出点F 的坐标;如果
不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
,
(3)
,
(4)存在,
或
或
或
【分析】(1)利用待定系数法,构建方程组解决问题;
(2)设直线
的解析式为
,把
和
代入解得,然后与抛物线的解析式组成新的方
程,即可作答;
(3)过点E 作
轴交
于点P,连接
.构建二次函数,利用二次函数的性质解决问题;
(4)利用勾股定理分三种情形,分别构建方程解决问题.
【详解】(1)解:把点
,
,对称轴为直线
分别代入
,
得
,
解得
,
所以抛物线的解析式
;
(2)解:设直线
的解析式为
,把
和
代入
得
,
解得
,
直线
的解析式为
,
因为直线
:
与抛物线:
于另一点D,
所以
,去分母得
,
解得
或
,
因为点
,
把
代入
,
解得
,
所以
;
(3)解:过点E 作
轴交
于点P,连接
,如图所示:
设
,其中
,则
,
所以
,
所以
,
因为
,开口向下,
所以
有最大值,最大值为
,
把
代入
中,得
,
此时
;
(4)解:存在,如图
设
,
因为
,
,
所以
,
,
,
则当
,
,
则
,
解得
,此时
,
则当
,
,
,
解得
,此时
,
则当
,
,
,
解得
,此时
或
,
综上所述:满足条件的点F 坐标有
或
或
或
【点睛】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,待定系数法,一次函数的性质,勾股定理等
知识,解题的关键是学会构建二次函数解决最值问题,学会有分类讨论的射线思考问题.
【变式训练1】.如图,直线
与抛物线
相交于
和
,点
是线
段
上异于
的动点,过点
作
于点
,交抛物线于点
.
(1)求抛物线的解析式;
(2)是否存在这样的点
,使线段
的长有最大值?求这个最大值;
(3)是否存在这样的点
,使
为直角三形,若存在,求出点
的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线的解析式为
.
(2)线段
最大且为
,
.
(3)
为直角三角形时,点P 得坐标为
或
.
【分析】(1)已知
在直线
上,求得c 的值,抛物线图象上的A、B 两点坐标,通过待定系
数法即可求得解析式;
(2)设出P 点横坐标,根据直线
和抛物线的解析式表示出P、C 的纵坐标,可得到关于
的长度与P
点横坐标的函数关系式,再化成顶点式即可;
(3)当
为直角三角形时,根据直角顶点的不同,有三种情形,需要分类讨论,分别求解即可.
【详解】(1)解:∵
在直线
上,
∴
,
∴
,
∵
、
在抛物线
上,
∴
,解得
,
∴抛物线的解析式为
.
(2)设动点P 得坐标为
,则C 点得坐标为
,
∴
,
∵
,
∴当
时,即
,线段
最大且为
.
(3)∵
为直角三角形,
①若点P 为直角顶点,
.由题意易知,
轴,
,因为此种情形不存在;
②若点A 为直角顶点,则
.
如图1,过点
作
于点N,则
,
.过点A 作
,交x 轴于点
M,则由题意易知,
为等腰直角三角形,
∴
,
∴
,
∴
.
设直线
得解析式为
,则:
,解得
,
∴直线
得解析式为:
①
又抛物线得解析式为:
②
联立①②式,解得:
或
(与点A 重合,舍去)
∴
,即点C、M 点重合.当
时,
,
∴
;
③若点C 为直角顶点,则
.
∵
,
∴抛物线的对称轴为直线
.
如图2,作点
关于对称轴
得对称点C,则点C 在抛物线上,且
,当
时,
.
∵点
、
均在线段
上,
∴综上所述,
为直角三角形时,点P 得坐标为
或
.
【点睛】考查了二次函数解析式的确定、二次函数最值的应用以及直角三角形的判定、函数图象交点坐标
的求法等知识,解题关键是学会用分类讨论的思想思考问题.
【变式训练2】.如图,在平面直角坐标系中,抛物线
与x 轴交于点
,
,与
y 轴交于点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)如图1,点D 与点C 关于抛物线的对称轴对称,连接BD 交y 轴于点G,作直线OD,点P 为线段BD 上
方的抛物线上任意一点,过点P 作
轴交BD 于点E,过点P 作
直线OD 于点F.当
为最大时,求这个最大值及此时点P 的坐标;
(3)如图2,连接BC、BD,将
绕点O 顺时针旋转
得到
,使得
,将
线段
沿射线
平移得到
,连接
,
,请问在平移过程中,是否存在
是以
为直角边的直角三角形,若存在,请直接写出
的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
;
(2)
,最大值为
;
(3)
或
【分析】(1)将
两点的坐标代入二次函数解析式求解即可;
(2)求出
的坐标,进而求得
、
直线解析式,设
,过点
作
轴,可
求得
,
,用
表示出线段
、
,利用二次函数的性质求解即可;
(3)根据题意可得当
时,
,过点
作
,交
、
于点
、
,求得
坐标,可得
的直线为
,设
,分
和
两种情况讨论求解.
(1)
解:将
两点代入二次函数解析式可得:
,解得
,
所以,解析式为
,
(2)
连接
,过点
作
轴,如下图:
则:
∴
在
中,由勾股定理可得:
,
∴
在
中,
,∴
由
可得,对称轴为
,
,则
设直线
为:
,则
,解得
,直线解析式为
,
直线
为:
,
设
,则
,
点的纵坐标为
,
∴
则
,
当
时,
最大,此时
即
,最大值为
(3)
由
,
可得
,过点
作
,交
、
于点
、
,如下图:
由题意可得
,
∴
,
∴
,
∴
,
由勾股定理可得,
,
解得
,
∴
,
直线
为
,直线
为
设
,由平移的性质可得:
,
当
时,
,即
,解得
,
则
;
当
时,
,即
,解得
则
;
或
【点睛】此题考查了二次函数的综合应用,涉及了待定系数法求解析式,二次函数的性质,三角函数的定
义,直线的有关性质等,解题的关键是熟练掌握并综合应用有关性质进行求解.
【变式训练3】.如图,抛物线
与
轴交于
,
两点,与
轴交于点
,抛物
线的对称轴与
轴交于点
,顶点坐标为
.
(1)求抛物线的表达式和顶点
的坐标;
(2)如图1,点
为抛物线上一点,点
不与点
重合,当
时,过点
作
轴,交
抛物线的对称轴于点
,作
轴于点H,得到矩形
,求矩形
的周长的最大值;
(3)如图2,点
为抛物线对称轴上一点,是否存在点
,使以点
、
、
为顶点的三角形是直角三角
形?若存在,求出点
的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
,顶点坐标
;(2)周长的最大值为
;(3)存在,P 的坐标为
,
,
,
.
【分析】(1)把A、B 坐标代入y=-x2+bx+c,解方程组求出b、c 的值即可得答案;(2)设矩形
的
周长为,
,分别讨论-7<x<-3 时和-3<x<-2 时两种情况,用x 表示出矩形的周长,根据二
次函数的性质求出最大值即可得答案;(3)设
分
时,
时,
时,三种情况讨论,利用勾股定理求出m 的值即可得答案.
【详解】(1)把
两点坐标代入
得
,
解得:
,
∴抛物线方程为:
,顶点坐标
,
(2)
如图1,设矩形
的周长为,
,
∴
,
A
∵(-7,0),B(1,0),
∴抛物线对称轴为直线x=-3,
①当
时,
,
,
=
=
=
=
∵
,
∴
时,矩形周长最大,最大值为
.
②当
时
EF=x-(-3)=x+3,
l=
=
.
∴当
时,矩形周长最大,最大值为
∴综上所述,周长的最大值为
(3)存在.如下图
设
(i)当
时,
16+
16
2
m2
解得:
P
∴
1
,P2
(ii)当
时,
49+49+9+(7-m)2=16+m2
∴
140=14m,
m=10,
P
∴
3
,
(iii)当
时,
98+16+m2=9+(7-m)2
49+49+16+m2=9+49-14m+m2
56=-14m
解得:
,
P
∴
4
综上所述:满足条件的点P 的坐标为
,
,
,
【点睛】本题主要考查了二次函数的综合应用,熟练掌握待定系数法求二次函数解析式,根据二次函数得
出相关点的坐标和对称轴的解析式是解题的关键.也考查了分类思想的应用.
【变式训练4】.如图,在平面直角坐标系中,抛物线
与x 轴相交于A,B 两点,与y
轴相交于点C,直线
经过B,C 两点,已知
,
,且
.
(1)求点B 的坐标;
(2)分别求出直线BC 的解析式和抛物线的解析式;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得
是以
为一条直角边的直角三角形?若存在,请直接
写出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(4,0)
(2)
,
(3)存在,(
)或(
)
【分析】(1)由
,
根据勾股定理求得
,即可得出答案;
(2)根据待定系数法即可求出直线和抛物线解析式;
(3)设点P 坐标为(
),当
时,当
时,根据勾股定理求出
的值,即可得
出答案.
【详解】(1)∵点
,即
,
∵
,
在
中,根据勾股定理得
,
即点B 坐标为(4,0).
(2)把
、
分别代入
中,
得
,解得
.
∴直线
解析式为
;
把
、
、
分别代入
得
,解得
.
∴抛物线的解析式是
.
(3)在抛物线的对称轴上存在点P,使得△BCP 是以BC 为一条直角边的三角形是直角三角形,理由如下:
∵抛物线的解析式是
,
∴抛物线对称轴为直线
.
设点P 坐标为
.
①当
时,有
.
∵
,
,
.
即
,
解得:
.
故点
;
②当
时,有
.
∵
,
,
.
即
,
解得:
.
故点
;
综上所述,使得△BCP 为直角三角形的点P 的坐标为
或
【点睛】本题考查了二次函数的性质、求函数解析式、勾股定理,熟练掌握二次函数的相关性质是解题的
关键.
类型三、等腰直角三角形存在性问题
例.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,已知点
C 关于抛物线对称轴的对称点为P,连接
,
.
(1)点P 的坐标为 .
(2)若点M 在PC 的垂直平分线上,且在第一象限内,当
是等腰直角三角形时,点M 的坐标为
.
【答案】
【分析】(1)由题意可得点A、B、C 的坐标,然后根据二次函数的对称性可进行求解;
(2)设抛物线的对称轴与
,x 轴分别交于点E,D,由题意易得点M 的横坐标为1,然后可证
,进而问题可求解.
【详解】解:(1)∵抛物线的函数解析式为
,
令
,解得
,
;令
,
,
∴点A 的坐标为
,点B 的坐标为
,点C 的坐标为
.
∵抛物线
的对称轴为直线
,点C 的坐标为
,
∴点P 的坐标为
,
故答案为
;
(2)∵
的垂直平分线为抛物线的对称轴,
∴点M 的横坐标为1.
如图,设抛物线的对称轴与
,x 轴分别交于点E,D,
∴
.
当
是等腰直角三角形时,且只有以点M 为直角顶点时,
∴
,
∵
,
∴
,
∵
,
∴
,
∴
,
∴点M 的坐标为
,
故答案为
.
【点睛】本题主要考查二次函数的综合,熟练掌握二次函数的图象与性质、全等三角形的判定与性质是解
题的关键.
【变式训练1】.如图①,已知抛物线L:
经过点
,
,过点A 作
轴交抛
物线于点C,
的平分线交线段
于点E,点P 是抛物线上的一个动点.
(1)求抛物线的关系式;
(2)若动点P 在直线
下方的抛物线上,连接
、
,当
面积最大时,求出P 点坐标;
(3)如图②,F 是抛物线的对称轴上的一点,在抛物线上是否存在点P,使
成为以点P 为直角顶点的
等腰直角三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点P 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)点
的坐标为
(3)存在,点
的坐标为
或
或
或
【分析】(1)将
,
的坐标代入解析式,利用待定系数法解答即可;
(2)过点
作
轴,交
于点
,设
,利用
的代数式表示出线段
,再利用
得到关于
的二次函数解析式,利用二次函数的性质即可求得
值,则结论可求;
(3)由
可知点
的横坐标为2,设
,抛物线的对称轴交
轴于
点
,则
,分四种情况:①当点
在对称轴左侧的抛物线上且在
轴的下方时,②当点
在对称轴
左侧的抛物线上且在
轴的上方时,③当点
在对称轴右侧的抛物线上且在
轴的下方时,④当点
在对
称轴右侧的抛物线上且在
轴的上方时,利用等腰直角三角形的性质结合全等三角形分别进行讨论求解即
可.
【详解】(1)解:∵已知抛物线
经过点
,
,
∴
,解得:
,
∴抛物线的解析式为
;
(2)∵
,
,
∴
,
.
过点
作
轴,交
于点
,如图,
设
,
∵
平分
,
,
∴
,
∴
是等腰直角三角形,
∴
,
∴
,
∴直线
的解析式为
,
∴
,
∴
,
∴
,
∵
,
∴当
时,
的面积最大,此时
,
∴点
的坐标为
;
(3)存在,点
的坐标为
或
或
或
,理由
如下:
∵
,
∴抛物线
的对称轴为直线:
,
∵
是抛物线的对称轴上的一点,
∴点
的横坐标为2.
设
,抛物线的对称轴交
轴于点
,则
.
①当点
在对称轴左侧的抛物线上且在
轴的下方时,如图,
过点
作
轴于点
,延长
交抛物线的对称轴于点,则
,
,
∴四边形
为矩形,
∴
,
,
∵
,
∴
,
∵
为等腰直角三角形,则
,
,
∴
,
∵
,
∴
.
∴
,
∴
,
∴
,
解得:
(不合题意,舍去)或
,
当
时,
,
∴点
的坐标为
;
②当点
在对称轴左侧的抛物线上且在
轴的上方时,如图,
过点
作
轴于点
,延长
交抛物线的对称轴于点,则
,
,
∴四边形
为矩形,
∴
,
,
∵
,
∴
,
同上可得
,
∴
,
∴
,
解得:
(不合题意,舍去)或
,
当
时,
,
∴点
的坐标为
;
③当点
在对称轴右侧的抛物线上且在
轴的下方时,如图,
过点
作
轴于点
,过点
作
,交
的延长线于点
,则
,
∴四边形
为矩形,
∴
,
,
∵
为等腰直角三角形,则
,
,
∴
,
∵
,∴
.
∴
,∴
,
∴
,解得:
或
(不合题意,舍去),
当
时,
,
∴点
的坐标为
;
④当点
在对称轴右侧的抛物线上且在
轴的上方时,如图,
过点
作
轴于点
,过点
作
,交
的延长线于点
,则
,
∴四边形
为矩形,
∴
,
,
同上可得
,
∴
,
∴
,
解得:
或
(不合题意,舍去),
当
时,
,
∴点
的坐标为
;
综上,存在,点
的坐标为
或
或
或
.
【点睛】本题主要考查了二次函数的图象与性质,待定系数法,二次函数图象上点的坐标的特征,等腰直
角三角形的性质,直角三角形的性质,配方法,全等三角形的判定与性质,配方法,利用点的坐标表示出
相应线段的长度是解题的关键.
【变式训练2】.将抛物线
:
向下平移6 个单位长度得到抛物线
,再将抛物线
向左平移2
个单位长度得到抛物线
.
(1)直接写出抛物线
,
的解析式;
(2)如图,点
在抛物线
上(对称轴右侧),点
在对称轴上,
是以
为斜边的等腰直角三角
形,求点
的坐标.
【答案】(1)
,
(2)点
的坐标为
或
【分析】(1)根据二次函数
的平移规律,上加下减(
值),左加右减(
值),
直接写出平移后的解析式;
(2)过点
作
轴于点
,过点
作
的延长线于点
,设点
的横坐标为
,则纵坐标为
,
,
,再证明
,可得
,进而得到关于
的
方程,求解即可.
【详解】(1)解:
抛物线
:
向下平移6 个单位长度得到抛物线
,
,
将抛物线
向左平移2 个单位长度得到抛物线
,
;
(2)解:如图,过点
作
轴于点
,过点
作
的延长线于点
,
设点
,则
,
,
是以
为斜边的等腰直角三角形,
,
,
,
,
解得:
或
或
或
,
由图象可知,
,
或
不符合题意,
点
的坐标为
或
.
【点睛】本题考查了二次函数的性质,全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的性质,熟练掌握知识
点并灵活运用是解题的关键.
【变式训练3】.如图1,抛物线与
轴交于
、
两点,与
轴交于点
,且
、直线
与抛物线交于
、
两点,与
轴交于点
,点
是抛物线的顶点.
(1)求该抛物线的解析式及顶点
的坐标.
(2)连结
,判断线段
与线段
有何关系,请说明理由.
(3)如图2.若点
是直线
上方的抛物线上的一动点,设点
的横坐标为
.
①连结
、
,当
为何值时,
.
②在直线
上是否存在一点
使
为等腰直角三角形,若存在请求出
的值,不存在请说明理由.
【答案】(1)
,
(2)
,理由见解析
(3)①0 或1;②0
【分析】(1)利用待定系数法将A,B,C 三点的坐标代入即可求解;
(2)过点Q 作
与点G,过点C 作
于点M,利用点的坐标以及等腰等腰三角形的性质可
求
,即可得出结论;
(3)①直线
与抛物线解析式联立即可求出D 的坐标,则可求
的面积,过P 作
于点R,
交直线
于点K,过点D 作
于点F,设
,则
,利用已知条件列出
方程,解方程即可求得结论;
②利用分类讨论的思想分三种情况解答,设点
,点
,当
时,过点P
作
轴,分别交过点Q、H 的平行于x 轴的直线于点G,M,通过证明
得
,
,即可求得m;当
时,利用已知条件可得
轴,同理可得m 的值;当
时,点P 在
的下方,与题意不符.
【详解】(1)解:∵
,
∴
,
∵
,
∴
,
,
∴
,
,
设抛物线解析式为
,
∴
,
解得
,
∴抛物线解析式为
,
∵
,
∴顶点
;
(2)解:过点Q 作
与点G,过点C 作
于点M,交
于点N,
则
,
,
∵
,
∴
,
∴
,
又
,
∴
,
对于
,令
,则
,
∴
,
又
,
∴
,
∴
,
∵
,
,
∴
,
∴
,
∴
;
(3)解:①联立方程组
,
解得
或
,
∴
,
过P 作
于点R,交直线
于点K,过点D 作
于点F
则
,
设
,则
,
∴
,
当
时,
则
,
解得
或1;
②存在,理由如下:
设点
,点
,
Ⅰ、当
时,
过点P 作
轴,分别交过点Q 和H 的平行于x 的直线于点G,M,
∵
,
,
∴
,
又
,
,
∴
,
∴
,
,
∴
,
,
解得
或
(舍去);
Ⅱ、当
时,如图,
当
时,则点P、H 关于抛物线的对称轴对称,
即
垂直于抛物线的对称轴,
∴
轴,
∴
,
同Ⅰ可得
或
(舍去);
Ⅲ、当
时,点P 在
的下方,与题意不符.
综上,m 的值为0.
【点睛】本题考查了待定系数法确定函数的解析式,抛物线上点的坐标的特征,一次函数图象上点的坐标
特征,平行线的判定与性质,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定与性质,利用点的坐标表示出相
应线段的长度是解题的关键.
【变式训练4】.如图,抛物线
的图象与
轴交于点
、
(
在
左侧),与
轴交于
点
,
,点
为抛物线的顶点.
(1)求抛物线解析式;
(2)点
是抛物线上一动点,且满足
,求
点坐标;
(3)
是对称轴左侧抛物线上一动点,以
为斜边作等腰直角三角形,直角顶点
正好落在对称轴上,画
出图形并求出
点坐标.
【答案】(1)
;
(2)点
的坐标为
或
或
或
;
(3)
或
.
【分析】(1)由题意求出点C 的坐标,把点C 坐标代入抛物线解析式即可得出答案;
(2)设点Q 的纵坐标为n,根据面积关系得出
,求出n 值,则可求出答案;
(3)①点P 在第三象限时,证明
,由全等三角形的性质得出
,设
,求出
,代入抛物线的解析式
求出m 的值即可得出答案;②当点P 在第二象限时,同①的方法得,
.
【详解】(1)解:∵抛物线
的图象与
轴交于点
,
,
,
∵
,
,
,
代入抛物线的解析式
得,
,
,
抛物线解析式为
;
(2)解:∵抛物线
的图象与
轴交于点
、
在
左侧,
时,
,
解得
或
,
,
,
设点
的纵坐标为
,
∵
,
∴
,
,
,
当
时,
,解得
,
∴
或
;
当
时,
,解得
,
∴
或
;
综上所述,点
的坐标为
或
或
或
;
(3)解:如图,
点
在第三象限时,
抛物线
的对称轴为直线
,
∴
,
过点
作
于
,
∴
,
,
∵
,
∴
,∴
,
在
和
中,
,
∴
,∴
,
,
设
,∴
,
∴
,
,∴
,
点
在抛物线
上,∴
,
或
舍,
.
当点
在第二象限时,同
的方法得,
;
综上所述,点
的坐标为
或
.
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了二次函数图象上点的坐标特征,待定系数法求二次函数解析式,
三角形的面积公式,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定与性质,会利用数形结合的思想及方程的
思想方法解决数学问题是关键.