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专题40
存在性问题-2年中考1年模拟备战2018年中考数学精品系列解析版
专题
40
存在
问题
年中
模拟
备战
2018
数学
精品
系列
解析
备战2018中考系列:数学2年中考1年模拟
第七篇 专题复习篇
专题40 存在性问题
☞解读考点
知 识 点
名师点晴
抛物线的存 在性
等腰、直角三角形[来源:学科网ZXXK][来源:学科网ZXXK][来源:学科网ZXXK]
掌握等腰三角形与直角三角形的性质,并能求出相关的点的存在性问题[来源:Z§xx§k.Com][来源:学*科*网]
平行四边形问题
理解并掌握抛物线与特殊的平行四边形的求法
相似三角形
理解并掌握抛物线与相似三角形问题的解法
等腰梯形、直角梯形
理解并掌握抛物线与梯形的存在性问题的求法
线段最值
掌握线段最大值或线段和的最小值的求法
面积最值问题
解决相关的三角形或四边形的面积最大(小)值问题
☞2年中考
【2017年题组】
一、选择题
二、填空题
三、解答题
1.(2017四川省内江市)如图,在平面直角坐标系中,抛物线(a≠0)与y轴交与点C(0,3),与x轴交于A、B两点,点B坐标为(4,0),抛物线的对称轴方程为x=1.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点M从A点出发,在线段AB上以每秒3个单位长度的速度向B点运动,同时点N从B点出发,在线段BC上以每秒1个单位长度的速度向C点运动,其中一个点到达终点时,另一个点也停止运动,设△MBN的面积为S,点M运动时间为t,试求S与t的函数关系,并求S的最大值;
(3)在点M运动过程中,是否存在某一时刻t,使△MBN为直角三角形?若存在,求出t值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)S=,运动1秒使△PBQ的面积最大,最大面积是;(3)t=或t=.
【解析】
(3)根据余弦函数,可得关于t的方程,解方程,可得答案.
试题解析:(1)∵点B坐标为(4,0),抛物线的对称轴方程为x=1,∴A(﹣2,0),把点A(﹣2,0)、B(4,0)、点C(0,3),分别代入(a≠0),得:,解得:,所以该抛物线的解析式为:;
(2)设运动时间为t秒,则AM=3t,BN=t,∴MB=6﹣3t.由题意得,点C的坐标为(0,3).在Rt△BOC中,BC==5.如图1,过点N作NH⊥AB于点H,∴NH∥CO,∴△BHN∽△BOC,∴,即,∴HN=t,∴S△MBN=MB•HN=(6﹣3t)•t,即S= =,当△PBQ存在时,0<t<2,∴当t=1时,S△PBQ最大=.
答:运动1秒使△PBQ的面积最大,最大面积是;
(3)如图2,在Rt△OBC中,cos∠B=.
设运动时间为t秒,则AM=3t,BN=t,∴MB=6﹣3t.
①当∠MNB=90°时,cos∠B=,即,化简,得17t=24,解得t=;
②当∠BMN=90°时,cos∠B=,化简,得19t=30,解得t=.
综上所述:t=或t=时,△MBN为直角三角形.
考点:1.二次函数综合题;2.最值问题;3.二次函数的最值;4.动点型;5.存在型;6.分类讨论;7.压轴题.学科~网
2.(2017四川省凉山州)如图,在平面直角坐标系中,抛物线(a≠0)与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,且OA=2,OB=8,OC=6.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点M从A点出发,在线段AB上以每秒3个单位长度的速度向B点运动,同时,点N从B出发,在线段BC上以每秒1个单位长度的速度向C点运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也停止运动,当△MBN存在时,求运动多少秒使△MBN的面积最大,最大面积是多少?
(3)在(2)的条件下,△MBN面积最大时,在BC上方的抛物线上是否存在点P,使△BPC的面积是△MBN面积的9倍?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)运动秒使△MBN的面积最大,最大面积是;(3)P(3,)或(5,).
【解析】
(3)利用待定系数法求得直线BC的解析式为.由二次函数图象上点的坐标特征可设点P的坐标为(m,).过点P作PE∥y轴,交BC于点E.结合已知条件和(2)中的结果求得S△PBC=.则根据图形得到S△PBC=S△CEP+S△BEP=EP•m+•EP•(8﹣m),把相关线段的长度代入推知:=.
试题解析:(1)∵OA=2,OB=8,OC=6,∴根据函数图象得A(﹣2,0),B(8,0),C(0,6),根据题意得:,解得:,∴抛物线的解析式为;
(2)设运动时间为t秒,则AM=3t,BN=t,∴MB=10﹣3t.由题意得,点C的坐标为(0,6).在Rt△BOC中,BC==10.如图,过点N作NH⊥AB于点H,∴NH∥CO,∴△BHN∽△BOC,∴,即,∴HN=t,∴S△MBN=MB•HN=(10﹣3t)•t==﹣(t﹣)2+,当△MBN存在时,0<t<2,∴当t=时,S△MBN最大=.
答:运动秒使△MBN的面积最大,最大面积是;
(3)设直线BC的解析式为y=kx+c(k≠0).
把B(8,0),C(0,6)代入,得:,解得:,∴直线BC的解析式为 .
∵点P在抛物线上,∴设点P的坐标为(m,),如图,过点P作PE∥y轴,交BC于点E,则E点的坐标为(m,).
∴EP=﹣()=,当△MBN的面积最大时,S△PBC=9 S△MBN=,∴S△PBC=S△CEP+S△BEP=EP•m+•EP•(8﹣m)=×8EP=4×()=,即=.解得m1=3,m2=5,∴P(3,)或(5,).
考点:1.二次函数综合题;2.二次函数的最值;3.最值问题;4.动点型;5.存在型;6.压轴题.
3.(2017四川省宜宾市)如图,抛物线与x轴分别交于A(﹣1,0),B(5,0)两点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在第二象限内取一点C,作CD垂直X轴于点D,链接AC,且AD=5,CD=8,将Rt△ACD沿x轴向右平移m个单位,当点C落在抛物线上时,求m的值;
(3)在(2)的条件下,当点C第一次落在抛物线上记为点E,点P是抛物线对称轴上一点.试探究:在抛物线上是否存在点Q,使以点B、E、P、Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)m的值为7或9;(3)Q点的坐标为(﹣2,﹣7)或(6,﹣7)或(4,5).
【解析】
(3)由(2)可求得E点坐标,连接BE交对称轴于点M,过E作EF⊥x轴于点F,当BE为平行四边形的边时,过Q作对称轴的垂线,垂足为N,则可证得△PQN≌△EFB,可求得QN,即可求得Q到对称轴的距离,则可求得Q点的横坐标,代入抛物线解析式可求得Q点坐标;当BE为对角线时,由B、E的坐标可求得线段BE的中点坐标,设Q(x,y),由P点的横坐标则可求得Q点的横坐标,代入抛物线解析式可求得Q点的坐标.
试题解析:
(1)∵抛物线与x轴分别交于A(﹣1,0),B(5,0)两点,∴,解得:,∴抛物线解析式为;
(2)∵AD=5,且OA=1,∴OD=6,且CD=8,∴C(﹣6,8),设平移后的点C的对应点为C′,则C′点的纵坐标为8,代入抛物线解析式可得8=,解得x=1或x=3,∴C′点的坐标为(1,8)或(3,8),∵C(﹣6,8),∴当点C落在抛物线上时,向右平移了7或9个单位,∴m的值为7或9;
(3)∵= ,∴抛物线对称轴为x=2,∴可设P(2,t),由(2)可知E点坐标为(1,8),分两种情况讨论:
①当BE为平行四边形的边时,连接BE交对称轴于点M,过E作EF⊥x轴于点F,当BE为平行四边形的边时,过Q作对称轴的垂线,垂足为N,如图,则∠BEF=∠BMP=∠QPN,在△PQN和△EFB中,∵∠QPN=∠BEF,∠PNQ=∠EFB,PQ=BE,∴△PQN≌△EFB(AAS),∴NQ=BF=OB﹣OF=5﹣1=4,设Q(x,y),则QN=|x﹣2|,∴|x﹣2|=4,解得x=﹣2或x=6,当x=﹣2或x=6时,代入抛物线解析式可求得y=﹣7,∴Q点坐标为(﹣2,﹣7)或(6,﹣7);
②当BE为对角线时,∵B(5,0),E(1,8),∴线段BE的中点坐标为(3,4),则线段PQ的中点坐标为(3,4),设Q(x,y),且P(2,t),∴x+2=3×2,解得x=4,把x=4代入抛物线解析式可求得y=5,∴Q(4,5);
综上可知Q点的坐标为(﹣2,﹣7)或(6,﹣7)或(4,5).
考点:1.二次函数综合题;2.平移的性质;3.分类讨论;4.存在型;5.压轴题.
4.(2017四川省绵阳市)如图,已知△ABC中,∠C=90°,点M从点C出发沿CB方向以1cm/s的速度匀速运动,到达点B停止运动,在点M的运动过程中,过点M作直线MN交AC于点N,且保持∠NMC=45°,再过点N作AC的垂线交AB于点F,连接MF,将△MNF关于直线NF对称后得到△ENF,已知AC=8cm,BC=4cm,设点M运动时间为t(s),△ENF与△ANF重叠部分的面积为y(cm2).
(1)在点M的运动过程中,能否使得四边形MNEF为正方形?如果能,求出相应的t值;如果不能,说明理由;
(2)求y关于t的函数解析式及相应t的取值范围;
(3)当y取最大值时,求sin∠NEF的值.
【答案】(1);(2);(3).
【解析】
(2)分两种情况:①当0<t≤2时,由三角形面积得出 ;
②当2<t≤4时,作GH⊥NF于H,由(1)得:NF=(8﹣t),GH=NH,GH=2FH,得出GH=NF=(8﹣t),由三角形面积得出(2<t≤4);
(3)当点E在AB边上时,y取最大值,连接EM,则EF=BF,EM=2CN=2CM=2t,EM=2BM,得出方程,解方程求出CN=CM=2,AN=6,得出BM=2,NF=AN=3,因此EM=2BM=4,作FD⊥NE于D,由勾股定理求出EB= =,求出EF=EB=,由等腰直角三角形的性质和勾股定理得出DF= HF=,在Rt△DEF中,由三角函数定义即可求出sin∠NEF的值.
试题解析:(1)能使得四边形MNEF为正方形;理由如下:
连接ME交NF于O,如图1所示:
∵∠C=90°,∠NMC=45°,NF⊥AC,∴CN=CM=t,FN∥BC,∴AN=8﹣t,△ANF∽△ACB,∴ =2,∴NF=AN=(8﹣t),由对称的性质得:∠ENF=∠MNF=∠NMC=45°,MN=NE,OE=OM=CN=t,∵四边形MNEF是正方形,∴OE=ON=FN,∴t=×(8﹣t),解得:t=;
即在点M的运动过程中,能使得四边形MNEF为正方形,t的值为;
(2)分两种情况:
①当0<t≤2时,y=×(8﹣t)×t=,即(0<t≤2);
②当2<t≤4时,如图2所示:作GH⊥NF于H,由(1)得:NF=(8﹣t),GH=NH,GH=2FH,∴GH=NF=(8﹣t),∴y=NF′GH=×(8﹣t)×(8﹣t)=,即(2<t≤4);
综上所述: .
(3)当点E在AB边上时,y取最大值,连接EM,如图3所示:
则EF=BF,EM=2CN=2CM=2t,EM=2BM,∵BM=4﹣t,∴2t=2(4﹣t),解得:t=2,∴CN=CM=2,AN=6,∴BM=4﹣2=2,NF=AN=3,∴EM=2BM=4,作FD⊥NE于D,则EB= = =,△DNF是等腰直角三角形,∴EF=EB=,DF= HF=,在Rt△DEF中,sin∠NEF= = =.
考点:1.四边形综合题;2.最值问题;3.动点型;4.存在型;5.分类讨论;6.压轴题.
5.(2017四川省达州市)如图1,点A坐标为(2,0),以OA为边在第一象限内作等边△OAB,点C为x轴上一动点,且在点A右侧,连接BC,以BC为边在第一象限内作等边△BCD,连接AD交BC于E.
(1)①直接回答:△OBC与△ABD全等吗?
②试说明:无论点C如何移动,AD始终与OB平行;
(2)当点C运动到使AC2=AE•AD时,如图2,经过O、B、C三点的抛物线为y1.试问:y1上是否存在动点P,使△BEP为直角三角形且BE为直角边?若存在,求出点P坐标;若不存在,说明理由;
(3)在(2)的条件下,将y1沿x轴翻折得y2,设y1与y2组成的图形为M,函数的图象l与M有公共点.试写出:l与M的公共点为3个时,m的取值.
【答案】(1)①△OBC与△ABD全等;②证明见解析;(2)P(3,)或(﹣2,);(3)﹣≤m<0.
【解析】
(2)首先证明DE⊥BC,再求直线AE与抛物线的交点就是点P,所以分别求直线AE和抛物线y1的解析式组成方程组,求解即可;
(3)先画出如图3,根据图形画出直线与图形M有个公共点时,两个边界的直线,上方到,将向下平移即可满足l与图形M有3个公共点,一直到直线l与y2相切为止,主要计算相切时,列方程组,确定△≥0时,m的值即可.
试题解析:(1)①△OBC与△ABD全等,理由是:如图1,∵△OAB和△BCD是等边三角形,∴∠OBA=∠CBD=60°,OB=AB,BC=BD,∴∠OBA+∠ABC=∠CBD+∠ABC,即∠OBC=∠ABD,∴△OBC≌△ABD(SAS);
②∵△OBC≌△ABD,∴∠BAD=∠BOC=60°,∴∠OBA=∠BAD,∴OB∥AD,∴无论点C如何移动,AD始终与OB平行;
(2)如图2,∵AC2=AE•AD,∴,∵∠EAC=∠DAC,∴△AEC∽△ACD,∴∠ECA=∠ADC,∵∠BAD=∠BAO=60°,∴∠DAC=60°,∵∠BED=∠AEC,∴∠ACB=∠ADB,∴∠ADB=∠ADC,∵BD=CD,∴DE⊥BC,Rt△ABE中,∠BAE=60°,∴∠ABE=30°,∴AE=AB=×2=1,Rt△AEC中,∠EAC=60°,∴∠ECA=30°,∴AC=2AE=2,∴C(4,0),等边△OAB中,过B作BH⊥x轴于H,∴BH= =,∴B(1,),设y1的解析式为:y=ax(x﹣4),把B(1,)代入得: =a(1﹣4),a=﹣,∴设y1的解析式为:y1=﹣x(x﹣4)=,过E作EG⊥x轴于G,Rt△AGE中,AE=1,∴AG=AE=,EG==,∴E(,),设直线AE的解析式为:y=kx+b,把A(2,0)和E(,)代入得:,解得:,∴直线AE的解析式为:,则,解得:,,∴P(3,)或(﹣2,);
(3)如图3,y1==,顶点(2,),∴抛物线y2的顶点为(2,﹣),∴y2=,当m=0时,与图形M两公共点,当y2与l相切时,即有一个公共点,l与图形M有3个公共点,则:,,x2﹣7x﹣3m=0,△=(﹣7)2﹣4×1×(﹣3m)≥0,m≥﹣,∴当l与M的公共点为3个时,m的取值是:﹣≤m<0.
考点:1.二次函数综合题;2.翻折变换(折叠问题);3.动点型;4.存在型;5.分类讨论;6.压轴题.
6.(2017临沂)如图,抛物线经过点A(2,﹣3),与x轴负半轴交于点B,与y轴交于点C,且OC=3OB.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点D在y轴上,且∠BDO=∠BAC,求点D的坐标;
(3)点M在抛物线上,点N在抛物线的对称轴上,是否存在以点A,B,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)D1(0,1),D2(0,﹣1);(3)存在以点A,B,M,N为顶点的四边形是平行四边形,M(4,5)或(﹣2,5)或(0,﹣3).
【解析】
(3)设M(a,),N(1,n),①以AB为边,则AB∥MN,AB=MN,如图2,过M作ME⊥对称轴y于E,AF⊥x轴于F,于是得到△ABF≌△NME,证得NE=AF=3,ME=BF=3,得到M(4,5)或(﹣2,11);②以AB为对角线,BN=AM,BN∥AM,如图3,则N在x轴上,M与C重合,于是得到结论.
试题解析:(1)由得C(0.﹣3),∴OC=3,∵OC=3OB,∴OB=1,∴B(﹣1,0),把A(2,﹣3),B(﹣1,0)代入得:,∴,∴抛物线的解析式为;
(2)设连接AC,作BF⊥AC交AC的延长线于F,∵A(2,﹣3),C(0,﹣3),∴AF∥x轴,∴F(﹣1,﹣3),∴BF=3,AF=3,∴∠BAC=45°,设D(0,m),则OD=|m|,∵∠BDO=∠BAC,∴∠BDO=45°,∴OD=OB=1,∴|m|=1,∴m=±1,∴D1(0,1),D2(0,﹣1);
(3)设M(a,),N(1,n),①以AB为边,则AB∥MN,AB=MN,如图2,过M作ME⊥对称轴y于E,AF⊥x轴于F,则△ABF≌△NME,∴NE=AF=3,ME=BF=3,∴|a﹣1|=3,∴a=3或a=﹣2,∴M(4,5)或(﹣2,5);
②以AB为对角线,BN=AM,BN∥AM,如图3,则N在x轴上,M与C重合,∴M(0,﹣3),综上所述,存在以点A,B,M,N为顶点的四边形是平行四边形,M(4,5)或(﹣2,5)或(0,﹣3).
考点:1.二次函数综合题;2.存在型;3.分类讨论;4.压轴题.
7.(2017济宁)定义:点P是△ABC内部或边上的点(顶点除外),在△PAB,△PBC,△PCA中,若至少有一个三角形与△ABC相似,则称点P是△ABC的自相似点.
例如:如图1,点P在△ABC的内部,∠PBC=∠A,∠PCB=∠ABC,则△BCP∽△ABC,故点P是△ABC的自相似点.
请你运用所学知识,结合上述材料,解决下列问题:
在平面直角坐标系中,点M是曲线(x>0)上的任意一点,点N是x轴正半轴上的任意一点.
(1)如图2,点P是OM上一点,∠ONP=∠M,试说明点P是△MON的自相似点;当点M的坐标是(,3),点N的坐标是(,0)时,求点P的坐标;
(2)如图3,当点M的坐标是(3,),点N的坐标是(2,0)时,求△MON的自相似点的坐标;
(3)是否存在点M和点N,使△MON无自相似点?若存在,请直接写出这两点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)P(,);(2)(1,)或(2,);(3)存在, M(,3),N(,0).
【解析】
(2)作ME⊥x轴于H,由勾股定理求出OM=,直线OM的解析式为y=x,ON=2,∠MOH=30°,分两种情况:①作PQ⊥x轴于Q,由相似点的性质得出PO=PN,OQ=ON=1,求出P的纵坐标即可;
②求出MN==2,由相似三角形的性质得出,求出PN=,在求出P的横坐标即可;
(3)证出OM=2=ON,∠MON=60°,得出△MON是等边三角形,由点P在△ABC的内部,得出∠PBC≠∠A,∠PCB≠∠ABC,即可得出结论.
试题解析:(1)∵∠ONP=∠M,∠NOP=∠MON,∴△NOP∽△MON,∴点P是△MON的自相似点;
过P作PD⊥x轴于D,则tan∠POD= =,∴∠AON=60°,∵当点M的坐标是(,3),点N的坐标是(,0),∴∠MNO=90°,∵△NOP∽△MON,∴∠NPO=∠MNO=90°,在Rt△OPN中,OP=ONcos60°=,∴OD=OPcos60°=×=,PD=OP•sin60°=×=,∴P(,);
(2)作ME⊥x轴于H,如图3所示:
∵点M的坐标是(3,),点N的坐标是(2,0),∴OM= =,直线OM的解析式为y=x,ON=2,∠MOH=30°,分两种情况:学科#网
①如图3所示:∵P是△MON的相似点,∴△PON∽△NOM,作PQ⊥x轴于Q,∴PO=PN,OQ=ON=1,∵P的横坐标为1,∴y=×1=,∴P(1,);
②如图4所示:
由勾股定理得:MN==2,∵P是△MON的相似点,∴△PNM∽△NOM,∴,即,解得:PN=,即P的纵坐标为,代入y=x得: =x ,解得:x=2,∴P(2,);
综上所述:△MON的自相似点的坐标为(1,)或(2,);
(3)存在点M和点N,使△MON无自相似点,M(,3),N(,0);理由如下:
∵M(,3),N(,0),∴OM==ON,∠MON=60°,∴△MON是等边三角形,∵点P在△ABC的内部,∴∠PBC≠∠A,∠PCB≠∠ABC,∴存在点M和点N,使△MON无自相似点.
考点:1.反比例函数综合题;2.阅读型;3.新定义;4.存在型;5.分类讨论;6.压轴题.
8.(2017山东省潍坊市)如图1,抛物线经过平行四边形ABCD的顶点A(0,3)、B(﹣1,0)、D(2,3),抛物线与x轴的另一交点为E.经过点E的直线l将平行四边形ABCD分割为面积相等两部分,与抛物线交于另一点F.点P在直线l上方抛物线上一动点,设点P的横坐标为t.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当t何值时,△PFE的面积最大?并求最大值的立方根;
(3)是否存在点P使△PAE为直角三角形?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1);(2)t=时,△PEF的面积最大,最大值的立方根为;(3)t的值为1或.
【解析】
(3)由题意可知有∠PAE=90°或∠APE=90°两种情况,当∠PAE=90°时,作PG⊥y轴,利用等腰直角三角形的性质可得到关于t的方程,可求得t的值;当∠APE=90°时,作PK⊥x轴,AQ⊥PK,则可证得△PKE∽△AQP,利用相似三角形的性质可得到关于t的方程,可求得t的值.
试题解析:
(1)由题意可得:,解得:,∴抛物线解析式为;
(2)∵A(0,3),D(2,3),∴BC=AD=2,∵B(﹣1,0),∴C(1,0),∴线段AC的中点为(,),∵直线l将平行四边形ABCD分割为面积相等两部分,∴直线l过平行四边形的对称中心,∵A、D关于对称轴对称,∴抛物线对称轴为x=1,∴E(3,0),设直线l的解析式为y=kx+m,把E点和对称中心坐标代入可得:,解得:,∴直线l的解析式为,联立直线l和抛物线解析式可得:,解得:或,∴F(,),如图1,作PH⊥x轴,交l于点M,作FN⊥PH,∵P点横坐标为t,∴P(t,),M(t,),∴PM=﹣()=,∴S△PEF=S△PFM+S△PEM=PM•FN+PM•EH=PM•(FN+EH)=()(3+)=,∴当t=时,△PEF的面积最大,其最大值为,∴最大值的立方根为 =;
(3)由图可知∠PEA≠90°,∴只能有∠PAE=90°或∠APE=90°:
①当∠PAE=90°时,如图2,作PG⊥y轴,∵OA=OE,∴∠OAE=∠OEA=45°,∴∠PAG=∠APG=45°,∴PG=AG,∴t=﹣t2+2t+3﹣3,即﹣t2+t=0,解得t=1或t=0(舍去);
②当∠APE=90°时,如图3,作PK⊥x轴,AQ⊥PK,则PK=﹣t2+2t+3,AQ=t,KE=3﹣t,PQ=﹣t2+2t+3﹣3=﹣t2+2t,∵∠APQ+∠KPE=∠APQ+∠PAQ=90°,∴∠PAQ=∠KPE,且∠PKE=∠PQA,∴△PKE∽△AQP,∴,即,即t2﹣t﹣1=0,解得t=或t=<﹣(舍去).
综上可知存在满足条件的点P,t的值为1或.
考点:1.二次函数综合题;2.动点型;3.最值问题;4.存在型;5.分类讨论;6.压轴题.
9.(2017山东省烟台市)如图1,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,AB=4,矩形OBDC的边CD=1,延长DC交抛物线于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,点P是直线EO上方抛物线上的一个动点,过点P作y轴的平行线交直线EO于点G,作PH⊥EO,垂足为H.设PH的长为l,点P的横坐标为m,求l与m的函数关系式(不必写出m的取值范围),并求出l的最大值;
(3)如果点N是抛物线对称轴上的一点,抛物线上是否存在点M,使得以M,A,C,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出所有满足条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)l=,l的最大值为;(3)M的坐标为(2,﹣)或(﹣4,﹣)或(﹣2,2).
【解析】
(3)分AC为边和AC为对角线,当AC为边时,过M作对称轴的垂线,垂足为F,则可证得△MFN≌△AOC,可求得M到对称轴的距离,从而可求得M点的横坐标,可求得M点的坐标;当AC为对角线时,设AC的中点为K,可求得K的横坐标,从而可求得M的横坐标,代入抛物线解析式可求得M点坐标.
试题解析:(1)∵矩形OBDC的边CD=1,∴OB=1,∵AB=4,∴OA=3,∴A(﹣3,0),B(1,0),把A、B两点坐标代入抛物线解析式可得:,解得:,∴抛物线解析式为;
(2)在中,令y=2可得2=,解得x=0或x=﹣2,∴E(﹣2,2),∴直线OE解析式为y=﹣x,由题意可得P(m,),∵PG∥y轴,∴G(m,﹣m),∵P在直线OE的上方,∴PG=﹣(﹣m)==,∵直线OE解析式为y=﹣x,∴∠PGH=∠COE=45°,∴l=PG= []=,∴当m=时,l有最大值,最大值为;
(3)①当AC为平行四边形的边时,则有MN∥AC,且MN=AC,如图,过M作对称轴的垂线,垂足为F,设AC交对称轴于点L,则∠ALF=∠ACO=∠FNM,在△MFN和△AOC中,∵∠MFN=∠AOC,∠FNM=∠ACO,MN=AC,∴△MFN≌△AOC(AAS),∴MF=AO=3,∴点M到对称轴的距离为3,又,∴抛物线对称轴为x=﹣1,设M点坐标为(x,y),则|x+1|=3,解得x=2或x=﹣4,当x=2时,y=﹣,当x=﹣4时,y=,∴M点坐标为(2,﹣)或(﹣4,﹣);
②当AC为对角线时,设AC的中点为K,∵A(﹣3,0),C(0,2),∴K(﹣,1),∵点N在对称轴上,∴点N的横坐标为﹣1,设M点横坐标为x,∴x+(﹣1)=2×(﹣)=﹣3,解得x=﹣2,此时y=2,∴M(﹣2,2);
综上可知点M的坐标为(2,﹣)或(﹣4,﹣)或(﹣2,2).
考点:1.二次函数综合题;2.二次函数的最值;3.最值问题;4.存在型;5.分类讨论;6.动点型;7.压轴题.
10.(2017山东省青岛市)已知:Rt△EFP和矩形ABCD如图①摆放(点P与点B重合),点F,B(P),C在同一直线上,AB=EF=6cm,BC=FP=8cm,∠EFP=90°,如图②,△EFP从图①的位置出发,沿BC方向匀速运动,速度为1cm/s,EP与AB交于点G;同时,点Q从点C出发,沿CD方向匀速运动,速度为1cm/s.过点Q作QM⊥BD,垂足为H,交AD于点M,连接AF,FQ,当点Q停止运动时,△EFQ也停止运动.设运动时间为t(s)(0<t<6),解答下列问题:
(1)当t为何值时,PQ∥BD?
(2)设五边形AFPQM的面积为y(cm2),求y与t之间的函数关系式;
(3)在运动过程中,是否存在某一时刻t,使?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
(4)在运动过程中,是否存在某一时刻t,使点M在线段PG的垂直平分线上?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)y(0<t<6);(3)t=2s;(4)t=s.
【解析】
(4)如图3中,连接MG、MP,作MK⊥BC于K.理由勾股定理,根据MG=MP,列出方程即可解决问题;
试题解析:(1)如图1中,当PQ∥BD时,,∴,∴,∴s时,PQ∥BD.
(2)如图2中,当0<t<6时,y=S五边形AFPQM=S梯形AFCD﹣S△DMQ﹣S△PQC
=(8+8﹣t+8)•6﹣•(6﹣t)•(6﹣t)﹣•(8﹣t)•t
(0<t<6).
(3)如图2中,假设存在,则有():48=9:8,解得t=2或18(舍弃),∴t=2s时,S五边形AFPQM:S矩形ABCD=9:8.
(4)存在.理由:如图3中,连接MG、MP,作MK⊥BC于K.
易知:AG=6﹣t.DQ=6﹣t,DM=KC=(6﹣t),PK=8﹣t﹣(6﹣t),MK=CD=6,∵点M在PG的垂直平分线上,∴MG=MP,∴AG2+AM2=PK2+MK2,∴(6﹣t)2+[8﹣(6﹣t)]2=62+[8﹣t﹣(6﹣t)]2,解得t=或0(舍弃),∴t=s时,点M在线段PG的垂直平分线上.
考点:1.四边形综合题;2.动点型;3.存在型;4.压轴题.
11.(2017广东省深圳市)如图,抛物线经过点A(﹣1,0),B(4,0),交y轴于点C;
(1)求抛物线的解析式(用一般式表示);
(2)点D为y轴右侧抛物线上一点,是否存在点D使?若存在请直接给出点D坐标;若不存在,请说明理由;
(3)将直线BC绕点B顺时针旋转45°,与抛物线交于另一点E,求BE的长.
【答案】(1);(2)D坐标为(1,3)或(2,3)或(5,﹣3);(3).
【解析】
试题解析:
(1)∵抛物线经过点A(﹣1,0),B(4,0),∴,解得:,∴抛物线解析式为;
(2)由题意可知C(0,2),A(﹣1,0),B(4,0),∴AB=5,OC=2,∴S△ABC=AB•OC=×5×2=5,∵,∴S△ABD=×5=,设D(x,y),∴AB•|y|=×5|y|=,解得|y|=3,当y=3时,由=3,解得x=1或x=2,此时D点坐标为(1,3)或(2,3);
当y=﹣3时,由=﹣3,解得x=﹣2(舍去)或x=5,此时D点坐标为(5,﹣3);
综上可知存在满足条件的点D,其坐标为(1,3)或(2,3)或(5,﹣3);
(3)∵AO=1,OC=2,OB=4,AB=5,∴AC= =,BC==,∴AC2+BC2=AB2,∴△ABC为直角三角形,即BC⊥AC,如图,设直线AC与直线BE交于点F,过F作FM⊥x轴于点M,由题意可知∠FBC=45°,∴∠CFB=45°,∴CF=BC=,∴,即,解得OM=2,,即,解得FM=6,∴F(2,6),且B(4,0),设直线BE解析式为y=kx+m,则可得:,解得:,∴直线BE解析式为y=﹣3x+12,联立直线BE和抛物线解析式可得:,解得:或,∴E(5,﹣3),∴BE= =.
考点:1.二次函数综合题;2.存在型;3.分类讨论;4.旋转的性质;5.压轴题.
12.(2017新疆)如图,抛物线与x轴交于点A,B,与y轴交于点C.
(1)试求A,B,C的坐标;
(2)将△ABC绕AB中点M旋转180°,得到△BAD.
①求点D的坐标;
②判断四边形ADBC的形状,并说明理由;
(3)在该抛物线对称轴上是否存在点P,使△BMP与△BAD相似?若存在,请直接写出所有满足条件的P点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)A(﹣1,0),B(4,0),C(0,2);(2)①D(3,﹣2);②矩形;(3)点P的坐标为:(1.5,1.25),(1.5,﹣1.25),(1.5,5),(1.5,﹣5).
【解析】
试题解析:(1)当y=0时,,解得:x1=﹣1,x2=4,则A(﹣1,0),B(4,0),当x=0时,y=2,故C(0,2);
(2)①过点D作DE⊥x轴于点E,∵将△ABC绕AB中点M旋转180°,得到△BAD,∴DE=2,AO=BE=1,OM=ME=1.5,∴D(3,﹣2);
②∵将△ABC绕AB中点M旋转180°,得到△BAD,∴AC=BD,AD=BC,∴四边形ADBC是平行四边形,∵AC= =,BC==,AB=5,∴AC2+BC2=AB2,∴△ACB是直角三角形,∴∠ACB=90°,∴四边形ADBC是矩形;
(3)由题意可得:BD=,AD=,则=,当△BMP∽△ADB时,==,可得:BM=2.5,则PM=1.25,故P(1.5,1.25),当△BMP1∽△ABD时,P1(1.5,﹣1.25),当△BMP2∽△BDA时,可得:P2(1.5,5),当△BMP3∽△BDA时,可得:P3(1.5,﹣5).
综上所述:点P的坐标为:(1.5,1.25),(1.5,﹣1.25),(1.5,5),(1.5,﹣5).
考点:1.二次函数综合题;2.探究型;3.存在型;4.分类讨论;5.压轴题.
13.(2017江苏省盐城市)如图,在平面直角坐标系中,直线与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线经过A、C两点,与x轴的另一交点为点B.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点D为直线AC上方抛物线上一动点;
①连接BC、CD,设直线BD交线段AC于点E,△CDE的面积为,△BCE的面积为,求的最大值;
②过点D作DF⊥AC,垂足为点F,连接CD,是否存在点D,使得△CDF中的某个角恰好等于∠BAC的2倍?若存在,求点D的横坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)①;②﹣2或.
【解析】
②根据勾股定理的逆定理得到△ABC是以∠ACB为直角的直角三角形,取AB的中点P,求得P(,0),得到PA=PC=PB=,过作x轴的平行线交y轴于R,交AC的延线于G,情况一:如图,∠DCF=2∠BAC=∠DGC+∠CDG,情况二,∠FDC=2∠BAC,解直角三角形即可得到结论.
试题解析:(1)根据题意得A(﹣4,0),C(0,2),∵抛物线经过A、C两点,∴,∴,∴;
(2)①如图,令y=0,∴,∴x1=﹣4,x2=1,∴B(1,0),过D作DM⊥x轴于M,过B作BN⊥x轴交于AC于N,∴DM∥BN,∴△DME∽△BNE,∴ ==,设D(a, ),∴M(a,),∵B(1.0),∴N(1,),∴===;∴当a=-2时,的最大值是;
②∵A(﹣4,0),B(1,0),C(0,2),∴AC=,BC=,AB=5,∴AC2+BC2=AB2,∴△ABC是以∠ACB为直角的直角三角形,取AB的中点P,∴P(,0),∴PA=PC=PB=,∴∠CPO=2∠BAC,∴tan∠CPO=tan(2∠BAC)=,过作x轴的平行线交y轴于R,交AC的延长线于G.分两种情况:
情况一:如图,∴∠DCF=2∠BAC=∠DGC+∠CDG,∴∠CDG=∠BAC,∴tan∠CDG=tan∠BAC=,即,令D(a,),∴DR=﹣a,RC=,∴,∴a1=0(舍去),a2=﹣2,∴xD=﹣2.
情况二,∴∠FDC=2∠BAC,∴tan∠FDC=,设FC=4k,∴DF=3k,DC=5k,∵tan∠DGC==,∴FG=6k,∴CG=2k,DG=k,∴
∴RC=k,RG=k,DR=k﹣k=k,∴,∴a1=0(舍去),a2=.
综上所述:点D的横坐标为﹣2或.
考点:1.二次函数综合题;2.动点型;3.最值问题;4.存在型;5.分类讨论;6.压轴题.
14.(2017江苏省苏州市)如图,二次函数的图象与x轴交于 A.B两点,与y轴交于点C,OB=OC.点D在函数图象上,CD∥x轴,且CD=2,直线l是抛物线的对称轴,E是抛物线的顶点.
(1)求b、c的值;
(2)如图①,连接BE,线段OC上的点F关于直线l的对称点F'恰好在线段BE上,求点F的坐标;
(3)如图②,动点P在线段OB上,过点P作x轴的垂线分别与BC交于点M,与抛物线交于点N.试问:抛物线上是否存在点Q,使得△PQN与△APM的面积相等,且线段NQ的长度最小?如果存在,求出点Q的坐标;如果不存在,说明理由.
【答案】(1)b=-2, c=﹣3;(2)F(0,﹣2);(3)Q(, )或(,).
【解析】
(3)设点P坐标为(n,0),可表示出PA、PB、PN的长,作QR⊥PN,垂足为R,则可求得QR的长,用n可表示出Q、R、N的坐标,在Rt△QRN中,由勾股定理可得到关于n的二次函数,利用二次函数的性质可知其取得最小值时n的值,则可求得Q点的坐标.
试题解析:(1)∵CD∥x轴,CD=2,∴抛物线对称轴为x=1,∴=1,b=-2.
∵OB=OC,C(0,c),∴B点的坐标为(﹣c,0),∴0=c2+2c+c,解得c=﹣3或c=0(舍去),∴c=﹣3;
(2)设点F的坐标为(0,m).∵对称轴为直线x=1,∴点F关于直线l的对称点F的坐标为(2,m).
由(1)可知