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文檔簡介
專題43二次函數(shù)中的相似三角形問題【題型演練】一、解答題1.(2022·山東濟南·統(tǒng)考模擬預(yù)測)如圖,直線與x軸交于點,與y軸交于點B,拋物線經(jīng)過點A,B.(1)求點B的坐標(biāo)和拋物線的解析式;(2)M為線段上一動點,過點M且垂直于x軸的直線與直線及拋物線分別交于點P,N.若以B,P,N為頂點的三角形與相似,求點M的坐標(biāo);(3)將拋物線在之間的部分記為圖象L,將圖象L在直線上方部分沿直線翻折,其余部分保持不動,得到一個新的函數(shù)圖象,記這個函數(shù)的最大值為a,最小值為b,若,請直接寫出t的取值范圍.【答案】(1);(2)或(3)【詳解】(1)解:將代入得,解得,∴直線的解析式為,將代入得,∴點B坐標(biāo)為.
將代入得:,解得,∴拋物線的解析式為.(2)解:∵,∴當(dāng)時,,此時;當(dāng)時,,如圖,當(dāng)時,,∴點B,N關(guān)于拋物線對稱軸對稱,∵,∴拋物線對稱軸為直線,∵點B坐標(biāo)為,∴點N坐標(biāo)為,∴點M坐標(biāo)為;如圖,當(dāng)時,,作軸于點C,
設(shè),則,∵,∴,∴,∴,即,解得或0(舍去),∴點M坐標(biāo)為;綜上所述,點M坐標(biāo)為或;(3)解:∵,∴拋物線頂點坐標(biāo)為,∴翻折后頂點坐標(biāo)為,當(dāng)點A為最低點時,,解得,令,解得,∴.【點睛】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,解題關(guān)鍵是掌握待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,掌握相似三角形的性質(zhì),通過分類討論求解.2.(2022·河南鄭州·統(tǒng)考一模)已知,二次函數(shù)的圖象與軸交于A,兩點(點A在點
的左邊),與軸交于點,點A的坐標(biāo)為,且.(1)求二次函數(shù)的解析式;(2)當(dāng)時,求二次函數(shù)的最大值和最小值分別為多少?(3)設(shè)點與點關(guān)于該拋物線的對稱軸對稱.在軸上是否存在點,使與相似,且與是對應(yīng)邊?若存在,求出點的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)(2)函數(shù)的最大值為5,最小值為(3)存在,或【分析】(1)先求出點C的坐標(biāo),得到點B的坐標(biāo),再將點A、B的坐標(biāo)代入解析式計算即可;(2)將函數(shù)解析式化為頂點式,根據(jù)函數(shù)的性質(zhì)解答即可;(3)存在點,設(shè),根據(jù)相似三角形對應(yīng)邊成比例列得,代入數(shù)值求出m即可.【詳解】(1)二次函數(shù)的圖象與軸交于點,.,點在點的左邊,.又點A的坐標(biāo)為,由題意可得:,解得:.二次函數(shù)的解析式為.(2),二次函數(shù)頂點坐標(biāo)為,當(dāng)時,,
當(dāng)時,隨著的增大而減小,當(dāng)時,,當(dāng)時,隨著的增大而增大,當(dāng)時,.當(dāng)時,函數(shù)的最大值為5,最小值為.(3)存在點,如圖,設(shè),,且與是相似三角形的對應(yīng)邊,,即:,解得:或,或.【點睛】此題考查了二次函數(shù)與圖形問題,待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式,二次函數(shù)的對稱性,相似三角形的性質(zhì),二次函數(shù)的最值,正確掌握二次函數(shù)的綜合知識是解題的關(guān)鍵.3.(2022·山東德州·統(tǒng)考二模)如圖,拋物線經(jīng)過,,三點.(1)求出拋物線的解析式;
(2)P是拋物線在第一象限上的一動點,過P作PM⊥x軸,垂足為M,是否存在P點,使得以A,P,M為頂點的三角形與△OAC相似?若存在,請求出符合條件的點P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由;(3)若拋物線上有一點D(點D位于直線AC的上方且不與點B重合)使得,直接寫出點D坐標(biāo).【答案】(1)(2)存在,(2,1)(3)點的坐標(biāo)為(3,1)【分析】(1)把A、B、C坐標(biāo)代入解析式即可確定出解析式;(2)存在P點,使得以A,P,M為頂點的三角形與△OAC相似,首先根據(jù)點P的位置求得點m的取值范圍,然后由相似三角形的兩種情況進行分類討論;(3)過D作y軸的平行線交AC于E.利用待定系數(shù)法求得直線的解析式為.再利用三角形面積公式列式求解即可.【詳解】(1)解:∵該拋物線過點A(4,0),B(1,0),C(0,-2),∴將A(4,0),B(1,0),C(0,-2)代入解析式,得,解得,∴此拋物線的解析式為;(2)解:存在.如圖,設(shè)點的橫坐標(biāo)為,
∵是拋物線段上一動點,∴,則點的縱坐標(biāo)為,當(dāng)時,,.又∵,∴①當(dāng)時,,即.解得,(舍去),∴P(2,1);②當(dāng)時,,即.解得,(均不合題意,舍去)∴當(dāng)時,P(2,1).綜上所述,符合條件的點P的坐標(biāo)為(2,1);(3)解:如圖,設(shè)點的橫坐標(biāo)為,則點的縱坐標(biāo)為.
過D作y軸的平行線交AC于E.設(shè)直線AC解析式為,將A與C坐標(biāo)代入得:,解得:,∴直線的解析式為.∴點的坐標(biāo)為.∴,∴,∴又∵∴解得,,當(dāng)時,點與點重合,不符合題意,當(dāng)t=3時,y=1,∴點的坐標(biāo)為(3,1).【點睛】此題屬于二次函數(shù)綜合題,涉及的知識有:二次函數(shù)圖象與性質(zhì),待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,相似三角形的判定與性質(zhì),熟練掌握各自的性質(zhì)是解本題的關(guān)鍵.4.(2022·山東聊城·統(tǒng)考三模)如圖,拋物線y=x2+bx+c的頂點D坐標(biāo)為(1,4),且與軸相交于A,B兩點點A在點B的左側(cè),與y軸相交于點C,點E在x軸上方且在對稱軸左側(cè)的拋物線上運動,點F在拋物線上并且和點E關(guān)于拋物線的對稱軸對稱,作矩形EFGH,其中點G,H都在x軸上.
(1)求拋物線解析式;(2)設(shè)點F橫坐標(biāo)為m,①用含有m的代數(shù)式表示點E的橫坐標(biāo)為________(直接填空);②當(dāng)矩形EFGH為正方形時,求點G的坐標(biāo);③連接AD,當(dāng)EG與AD垂直時,求點G的坐標(biāo);(3)過頂點D作DM⊥x軸于點M,過點F作FP⊥AD于點P,直接寫出△DFP與△DAM相似時,點F的坐標(biāo).【答案】(1)(2)①;②點坐標(biāo)為;③點坐標(biāo)為(,0)(3)點坐標(biāo)為(,)【分析】(1)根據(jù)題意設(shè)頂點式即可拋物線解析式;(2)①根據(jù)點F在拋物線上,設(shè)F(m,)(),則E(,),②由矩形為正方形,可得,列方程即可求解;③連接AD,當(dāng)EG與AD垂直時,證明Rt△GEH∽Rt△DAM,得出,列方程即可求解;(3)設(shè)AD交于,根據(jù)題意可得△DFQ為等腰三角形,則,求得直線的解析式為,繼而求得(,),根據(jù),列方程即可求解.(1)解:由題意得:拋物線解析式為,即(2)
①設(shè)F(m,)(),則E(,),故答案為:;②矩形為正方形,,即,整理得(舍去),點坐標(biāo)為;③且軸,,∴Rt△GEH∽Rt△DAM,
即,,即,整理得,解得(舍去),點坐標(biāo)為(,0);(3)F點坐標(biāo)為(,).設(shè)AD交于,如圖,,.
∵△DFP與相似,∴∠1=∠3,∵∠1=∠2,∴∠2=∠3,而,∴△DFQ為等腰三角形,.設(shè)直線的解析式為,把,代入得,解得,直線的解析式為,當(dāng)時,,解得,則(,),,而,,而,,整理得,解得(舍去),點坐標(biāo)為(,).【點睛】本題考查了二次函數(shù)綜合運用,正方形的性質(zhì),相似三角形的性質(zhì)與判定,熟練運用已學(xué)知識是解題的關(guān)鍵.5.(2022·遼寧丹東·校考一模)已知拋物線經(jīng)過點,,與x軸交于另一點C,連接.
(1)求拋物線的解析式;(2)如圖,P是第一象限內(nèi)拋物線上一點,且,求直線的表達式;(3)在拋物線上是否存在點D,直線交x軸于點E,使與以A,B,C,E中的三點為頂點的三角形相似(不重合)?若存在,請直接寫出點D的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)(2)(3)或【分析】(1)利用待定系數(shù)法求拋物線的解析式;(2)令求拋物線與x軸的交點C的坐標(biāo),作和的高線,根據(jù)面積相等可得,證明,則,根據(jù)三角函數(shù)列式可得P的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法求一次函數(shù)的解析式;(3)先利用概率的知識分析A,B,C,E中的三點為頂點的三角形,有兩個三角形與有可能相似,即和,①當(dāng)與以A,B,C中的三點為頂點的三角形相似,如圖2,根據(jù)存在公共角,可得,列比例式可得E的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法求直線BE的解析式,與拋物線列方程組可得交點D的坐標(biāo);②當(dāng)與以B,C、E中的三點為頂點的三角形相似,如圖3,同理可得結(jié)論.【詳解】(1)解:把點代入,得,解得:,∴拋物線的解析式為:;
(2)解:當(dāng)時,,解得:或4,∴,如圖1,過O作于E,過C作于F,設(shè)交x軸于G,∵,∴,∴,∵,∴,∴,設(shè),過P作軸于M,,∴,∴,∴,∴(舍),,∴,∴,設(shè)直線AP的解析式為,
∴,∴∴;(3)解:以A,B,C,E中的三點為頂點的三角形有共4個,其中重合,不符合條件,不能構(gòu)成三角形,∴當(dāng)與以A,B,C,E中的三點為頂點的三角形相似,存在兩個三角形:和,①當(dāng)與以A,B,C中的三點為頂點的三角形相似,如圖2,∵,∴,∴,∴,∴,∴∴,∵,∴由待定系數(shù)法可求的解析式為:,則,(舍),,
∴;②當(dāng)與以B,C、E中的三點為頂點的三角形相似,如圖3,此時E在C的左邊,∵,∴當(dāng)時,,∴,設(shè),中,由勾股定理得:,∴,,,∴或,∵,或是鈍角,此時與以B,C、E中的三點為頂點的三角形不相似,如圖4,
∴;由待定系數(shù)法可求的解析式為:,,或0(舍)∴;同理可得E在C的右邊時,,∴,設(shè),中,由勾股定理得:,∴,,,∴(舍)或,∵,∠BEC是鈍角,此時△ABE與以B,C、E中的三點為頂點的三角形不相似,綜上,點D的坐標(biāo)為或.【點睛】本題考查的是二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,解答本題主要應(yīng)用了待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式,一次函數(shù)的解析式,相似三角形的性質(zhì)和判定,一元二次方程的解法,三角形面積以及勾股定理,分類討論是解(3)的關(guān)鍵.
6.(2022·山東濟南·統(tǒng)考一模)如圖,拋物線與x軸交于點A,B,與y軸交于點C,已知A,B兩點坐標(biāo)分別是,,連接.(1)求拋物線的表達式;(2)將沿所在直線折疊,得到,點A的對應(yīng)點D是否落在拋物線的對稱軸上?若點D在對稱軸上,請求出點D的坐標(biāo);若點D不在對稱軸上,請說明理由;(3)若點P是拋物線位于第二象限圖象上的一動點,連接交于點Q,連接BP,的面積記為,的面積記為,求的值最大時點P的坐標(biāo).【答案】(1)(2)點不在拋物線的對稱軸上,理由見解析(3)【分析】(1)利用待定系數(shù)法可求得函數(shù)的表達式;(2)拋物線的表達式為,可證明,繼而可證,則將沿所在直線折疊,點D一定落在直線上,延長至D,使,過點D作軸交y軸于點E,可證,可得點D橫坐標(biāo).則可判斷D點是否在拋物線對稱軸上;(3)先求出過點、的直線解析式,分別過A、P作x軸的垂線,利用解析式,用同一個字母m表示出P,N的坐標(biāo),再證明,進而用m表示出的值,根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)可以確定出的最大值,進而可確定出此時的P點坐標(biāo).【詳解】(1)解:∵拋物線過點,,∴,
解得:,∴拋物線的表達式為.(2)解:點不在拋物線的對稱軸上,理由是:∵拋物線的表達式為,∴點坐標(biāo)為.∵,,∴.又∵,∴,∴,∴,∴.∴將沿所在直線折疊,點一定落在直線上,延長至,使,過點作軸交軸于點.又∵,∴,∴,則點橫坐標(biāo)為,∵拋物線的對稱軸為直線,∴點不在拋物線的對稱軸上.(3)解:設(shè)過點、的直線表達式為,
∵,,∴,解得:,∴過點、的直線解析式為.過點作軸的垂線交的延長線于點,∵當(dāng)時,,∴點坐標(biāo)為,∴.過點作軸的垂線交于點,設(shè)點坐標(biāo)為,則點坐標(biāo)為,∴,∵,∴,∴.若分別以、為底計算和的面積(同高不等底),則與的面積比為,即,∴.
∵,∴當(dāng)時,的最大值為,此時點坐標(biāo)為.【點睛】本題考查了待定系數(shù)法求解析式,相似三角形的判定與性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),三角形面積的計算,二次函數(shù)中常見輔助線的作法,利用點的坐標(biāo)表示線段的長度,確定函數(shù)最值,關(guān)鍵在于作出垂線段利于用點的坐標(biāo)表示相關(guān)線段的長度.7.(2022·山東濟南·模擬預(yù)測)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,點O為坐標(biāo)原點,直線l與拋物線相交于兩點.(1)求出拋物線的解析式;(2)在坐標(biāo)軸上是否存在點D,使得是以線段為斜邊的直角三角形?若存在,求出點D的坐標(biāo);若不存在,說明理由;(3)點P是線段上一動點,(點P不與點A、B重合),過點P作,交第一象限內(nèi)的拋物線于點M,過點M作軸于點C,交于點N,若的面積滿足,求出的值,并求出此時點M的坐標(biāo).【答案】(1)(2)存在,D點坐標(biāo)為或或(3),M點坐標(biāo)為【分析】(1)利用待定系數(shù)法來求解;(2)分兩種情況來求解:點D在x軸上和點D在y軸上.當(dāng)點D在x軸上時,過點A作軸于點D,易求D點的坐標(biāo);當(dāng)點D在y軸上時,設(shè),在中利用勾股定理可求得d
的值,可的答案;(3)過P作于點F,易證,從而得到,在中和在中利用三角函數(shù)得出,設(shè),則,利用和之間的面積關(guān)系,進而表示出M的坐標(biāo),再根據(jù)M點在拋物線上求出a的值,進而得到答案.【詳解】(1)解:∵兩點在拋物線的圖像上,∴,解得,∴拋物線解析式為;(2)解:存在三個點滿足題意,理由如下:當(dāng)點D在x軸上時,如圖1,過點A作AD⊥x軸于點D,∵,∴D坐標(biāo)為;當(dāng)點D在y軸上時,設(shè),則,且,∵是以為斜邊的直角三角形,∴,即,解得,或∴D點坐標(biāo)為或;綜上可知存在滿足條件的D點,其坐標(biāo)為或或;(3)解:如圖2,過P作于點F,
∵,∴,∴,∴,在中,,∴,∴,設(shè),則,在中,,∴,∴,∴,∵,∴,∴,∴,∴,∴,∴,∴M點坐標(biāo)為,又M點在拋物線上,代入可得,
解得或(舍去),,,∴點M的坐標(biāo)為.【點睛】本題主要考查二次函數(shù)圖像綜合問題,涉及三角函數(shù)的計算及相似三角形的判定及性質(zhì)的運用,能夠熟練運用數(shù)形結(jié)合思想是解題關(guān)鍵.8.(2022·江蘇無錫·無錫市天一實驗學(xué)校??寄M預(yù)測)如圖,拋物線與軸的一個交點為,與軸的交點為,對稱軸與軸交于點.(1)求拋物線的解析式;(2)點為軸正半軸上的一個動點,連接,過點作的垂線,與拋物線的對稱軸交于點,連接.①若與相似,求點的坐標(biāo);②若點在軸正半軸上運動到某一位置時,有一邊與線段相等,并且此時有一邊與線段具有對稱性,我們把這樣的點稱為“對稱點”,請直接寫出“對稱點”的坐標(biāo).【答案】(1)(2)①M點的坐標(biāo)為或;②M點的坐標(biāo)為或或【分析】(1)利用待定系數(shù)法去求拋物線解析式;(2)①先求出拋物線的對稱軸為,作直線于點D,作于E,根據(jù)相似三角形的判定和性質(zhì)進行如下的分類討論即可:(1)當(dāng)時,(2)當(dāng)時進行求解即可;②先確定進行如下的分類討論即可:(1)當(dāng)時,(2)當(dāng)時,(3)當(dāng)時進行求解即可.【詳解】(1)將點,分別代入得,
解得,∴拋物線的解析式為;(2)①拋物線的對稱軸為直線,作直線于點D,作于E,∵,∴當(dāng),即,∴,如圖1,∵,∴,∵,∴,∴,而,∴,此時M點的坐標(biāo)為,∴當(dāng),即,∴,如圖2,同理可得,∴,而,∴,此時M點的坐標(biāo)為,綜上所述,M點的坐標(biāo)為或;
②∵,∴,當(dāng)時,,此時點M的坐標(biāo)為;當(dāng)時,點N與點P重合,則,∴,此時M點的坐標(biāo)為;當(dāng)時,在中,,∵,∴,即,解得,此時點M的坐標(biāo)為,綜上所述,M點的坐標(biāo)為或或.【點睛】本題考查了二次函數(shù)的綜合題,熟練掌握二次函數(shù)圖象上點的坐標(biāo)特征和二次函數(shù)的性質(zhì);會利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式;會靈活應(yīng)用相似三角形的判定和性質(zhì)進行幾何計算;理解坐標(biāo)與圖形的性質(zhì);會利用分類討論的思想解決數(shù)學(xué)問題.9.(2022·四川成都·成都市樹德實驗中學(xué)??寄M預(yù)測)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與兩坐標(biāo)軸分別相交于三點.(1)求證:;
(2)點是第一象限內(nèi)拋物線上的動點,過點作軸的垂線交于點,交軸于點.①求的最大值;②點是的中點,若以點為頂點的三角形與相似,求點的坐標(biāo).【答案】(1)見解析(2)①;②或.【分析】(1)分別計算三點的坐標(biāo),再利用勾股定理求得的長,最后利用勾股定理逆定理解題;(2)①先解出直線的解析式,設(shè),得出,由,得出利用二次函數(shù)的配方法求最值;②根據(jù)直角三角形斜邊的中線性質(zhì),解得的長,再證明,再分兩種情況討論以點為頂點的三角形與相似,結(jié)合相似三角形對應(yīng)邊成比例性質(zhì)解題即可.【詳解】(1)解:令,得,,令得,,,,,,,,,(2)①設(shè)直線的解析式為:,代入,得,,
,設(shè),,,∴,∴,,,,,,,即的最大值為9;②點是的中點,在中,,即為等腰三角形,,,
,,,若以點為頂點的三角形與相似,則①,,又,,,,,,,,或,經(jīng)檢驗:不符合題意,舍去,②,又,,,,整理得,,,,或,同理:不合題意,舍去,
綜上所述,或.【點睛】本題考查二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)、平行線分線段成比例,相似三角形的判定與性質(zhì)、直角三角形斜邊中線的性質(zhì)、勾股定理及其逆定理、二次函數(shù)的最值、解一元二次方程等知識,掌握相關(guān)知識是解題關(guān)鍵.10.(2022·湖南株洲·統(tǒng)考模擬預(yù)測)已知拋物線與軸有兩個交點.(1)求實數(shù)的取值范圍;(2)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與軸交于兩點(點在原點的左邊,點在原點的右邊),與軸的負半軸交于點,連接,且滿足,求拋物線的解析式;(3)如圖2,在(2)的條件下,直線,直線交拋物線于兩點(點在點的左邊),直線交軸于點,直線交軸于點,設(shè)的縱坐標(biāo)分別為、,試問是否為定值?若是定值,求出其定值,若不是定值,請說明理由.【答案】(1);(2);(3)是定值,.【分析】(1)根據(jù)拋物線與軸有兩個交點可知,求解即可;(2)根據(jù)題意可知,,得出,從而得出,求解根據(jù)得出的值,則解析式可得;(3)先根據(jù)二次函數(shù)解析式求出點的坐標(biāo),根據(jù)待定系數(shù)法求出直線的解析式,設(shè)直線
的解析式,,,連立二次函數(shù)與一次函數(shù)可得,根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系可得,過點D作軸于點,過點作軸于點,則可證明,則,即,解出的值,同理得出的值,相加即可.【詳解】(1)解:拋物線與軸有兩個交點,,解得,實數(shù)的取值范圍為;(2),,,,則,即,,,解得,,,則拋物線的解析式為;(3)是定值,理由如下:當(dāng)時,有,解得,,,設(shè)直線的解析式為:,則,解得:,直線的解析式為:,,
設(shè)直線的解析式,,,聯(lián)立得,則,過點D作軸于點,過點作軸于點,,∴,則,,解得,同理,則,.【點睛】本題考查了二次函數(shù)綜合題,二次函數(shù)與坐標(biāo)軸的交點問題,相似三角形的判定與性質(zhì),一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系,解直角三角形,熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)以及相似三角形的判定與性質(zhì)是解本題的關(guān)鍵.11.(2022·黑龍江綏化·??既#┤鐖D,拋物線經(jīng)過三點.
(1)求出拋物線的解析式;(2)在直線上方的拋物線上有一點D,使得的面積最大,求出點D的坐標(biāo);(3)P是直線x=1右側(cè)的拋物線上一動點,過P作軸,垂足為M,是否存在P點,使得以為頂點的三角形與相似?若存在,請求出符合條件的點P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)拋物線的解析式為(2)(3)符合條件的點P為或.【分析】(1)本題需先根據(jù)已知條件,過C點,設(shè)出該拋物線的解析式為,再根據(jù)過兩點,即可得出結(jié)果.(2)先根據(jù)題意設(shè)出D點的橫坐標(biāo)和D點的縱坐標(biāo),再過D作y軸的平行線交于E,再由題意可求得直線的解析式為,即可求出E點的坐標(biāo),再利用面積公式列函數(shù)關(guān)系式,利用二次函數(shù)的性質(zhì)得出結(jié)果即可.(3)首先判斷出存在,首先設(shè)出的坐標(biāo),,再分兩種情況進行討論,當(dāng)時,當(dāng)時,再根據(jù)兩邊對應(yīng)成比例且夾角相等的兩個三角形相似列方程求解即可.【詳解】(1)解:∵該拋物線過點,∴可設(shè)該拋物線的解析式為.將代入,得
解得
∴此拋物線的解析式為
(2)如圖,設(shè)D點的橫坐標(biāo)為,則D點的縱坐標(biāo)為,過D作y軸的平行線交于E,而設(shè)直線為:∴解得:∴直線的解析式為.∴E點的坐標(biāo)為∴∴∴當(dāng)時,面積最大,此時
∴(3)存在.如圖,設(shè)P點的橫坐標(biāo)為m,則P點的縱坐標(biāo)為,當(dāng)時,,又∵,∴①當(dāng),
∵C在拋物線上,∴∴,即解得(舍去),∴②當(dāng)時,△APM∽△CAO,即.解得(均不合題意,舍去)∴當(dāng)時,,如圖,當(dāng)時,,①或②,當(dāng)時,則,解得:(都不符合題意,舍去)當(dāng)時,則,解得:(不符合題意舍去)此時則,綜上所述,符合條件的點P為或.
【點睛】本題主要考查了二次函數(shù)解析式的確定、二次函數(shù)的性質(zhì),相似三角形的判定與性質(zhì),函數(shù)圖象交點的求法等知識點,主要考查學(xué)生數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想方法.12.(2022·廣東深圳·深圳市寶安第一外國語學(xué)校??既#┮阎獟佄锞€:與軸交于點,過點與點的直線與交于點.(1)求直線的函數(shù)表達式;(2)如圖,若點為直線下方的上一點,求點到直線的距離的最大值;(3)如圖,將直線繞點順時針旋轉(zhuǎn)后恰好經(jīng)過的頂點,沿射線的方向平移拋物線得到拋物線,的頂點為,兩拋物線相交于點設(shè)交點的橫坐標(biāo)為若,求的值.【答案】(1)y=x+2(2)(3)【分析】(1)先根據(jù)拋物線的函數(shù)表達式求出點A的坐標(biāo),再將點A的坐標(biāo)和(1,3)代入y=kx+b,即可求出直線AB的函數(shù)表達式;(2)過點P作交直線AB于點Q,過點P作PM⊥AB,垂足為點M,易證△MPQ為等腰直角三角形,分別表示出點P和點Q的坐標(biāo),求出PQ的最大值,當(dāng)PQ取最大值時PM也取最大值,(3)過點E作,交x軸于點P,過點D作DQ⊥PQ,垂足為Q,易證△APE~△DEQ,將點D的坐標(biāo)用m表示出來,根據(jù)即可求出m的值.(1)解:當(dāng)x=0時,,∴A(0,2),設(shè)直線AB的函數(shù)表達式為:y=kx+b,
把A(0,2)和(1,3)代入y=kx+b,,解得:,∴直線AB得函數(shù)表達式為:y=x+2.(2)將拋物線的函數(shù)表達式整理為一般式為:,如圖,過點P作交直線AB于點Q,過點P作PM⊥AB,垂足為點M,設(shè)點P的坐標(biāo)為(a,),∵,∴點Q的橫坐標(biāo)為a,∵點Q在直線AB上,∴點Q的坐標(biāo)為(a,a+2),∴,整理得:,當(dāng)a=時,PQ有最大值,最大值為,∵直線AB與豎直方向得夾角為45°,∴∠MQP=45°,∴△MPQ為等腰直角三角形,∴PM=,當(dāng)PQ取最大值時,PM也取最大值,∴PM的最大值為:,(3)∵拋物線的函數(shù)表達式為:,∴頂點C(1,1),
設(shè)直線AC的函數(shù)表達式為:y=kx+b,將點C和點A的坐標(biāo)代入得:,解得:,∴直線AC的函數(shù)表達式為:y=-x+2,設(shè)點D的橫坐標(biāo)為b,∵點D在直線AC上,∴點D的縱坐標(biāo)為-b+2,即D(b,-b+2),∴的函數(shù)表達式為:,E的橫坐標(biāo)為m,∵點E在拋物線上,∴點E的縱坐標(biāo)為:,∵點E也在拋物線上,∴點E的縱坐標(biāo)為:,∴=,整理得:解得:b=2m或b=1(舍),∴D(2m,-2m+2),過點E作,交x軸于點P,過點D作DQ⊥PQ,垂足為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).【點睛】本題主要考查了二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,相似三角形的性質(zhì)于判定,熟練掌握相關(guān)內(nèi)容,根據(jù)函數(shù)的表達式將點的坐標(biāo)用同一個參數(shù)表示以及構(gòu)造相似三角形是解題的關(guān)鍵.13.(2022·河北唐山·統(tǒng)考二模)如圖①、②,在平面直角坐標(biāo)系中,一邊長為2的等邊三角板CDE恰好與坐標(biāo)系中的△OAB重合,現(xiàn)將三角板CDE繞邊AB的中點G(G點也是DE的中點),按順時針方向旋轉(zhuǎn)180°到△C′ED的位置.(1)直接寫出C′的坐標(biāo),并求經(jīng)過O、A、C′三點的拋物線的解析式;(2)點P在第四象限的拋物線上,求△C′OP的最大面積;(3)如圖③,⊙G是以AB為直徑的圓,過B點作⊙G的切線與x軸相交于點F,拋物線上是否存在一點M,使得△BOF與△AOM相似?若存在,請求出點M的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1),(2)(3)存在,M的坐標(biāo)為:,,【分析】(1)根據(jù)等邊三角形的性質(zhì)求出點的坐標(biāo),根據(jù)二次函數(shù)經(jīng)過,,設(shè)出二次函數(shù)的交點式,將代入,求出二次函數(shù)解析式;
(2)過P作軸,交于Q,連接,求出的表達式,將P點的橫坐標(biāo)為m,則有:,,表示出△的面積,求出最大值即可;(3)根據(jù)三角形相似的判定,找出點M的位置,求出坐標(biāo)即可.(1)解:過點作⊥x軸,垂足為M,∵由題意可知△OAB和△C′DE是等邊三角形,∴,,∴,∴,,∴∴,∵,在拋物線上,故設(shè)拋物線的解析式,∴將代入:3a=,即a=,∴.(2)解:過P作軸,交于Q,連接,
∵設(shè)的表達式為:,且經(jīng)過點,∴,即∴的表達式為:,設(shè)P點的橫坐標(biāo)為m,則有:,,∴,∴∴△的最大面積為.(3)解:存在.∵BF與⊙G相切∴∠ABF=90°∵∠BAF=60°,AB=OA=2∴AF=4,OF=2,∵∠BOF=180°-∠BOA=120°,∴△BOF為頂角為120°的等腰三角形①AO=AM=2時,點M與點重合,此時∠OAC’=120°,滿足相似
∴M②OA=OM=2時,點M與點關(guān)于直線x=1對稱,此時∠AOM=120°,滿足相似∴M③MO=MA時,點M為拋物線頂點(1,),此時tan∠AOM=,∴∠AOM=30°,滿足相似
∴M綜上∶M的坐標(biāo)為:,,.【點睛】本題考查待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式,二次函數(shù)與面積的綜合計算,二次函數(shù)與相似三角形的綜合問題,掌握二次函數(shù)的計算與幾何圖形的性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵.14.(2022·內(nèi)蒙古包頭·包鋼第三中學(xué)校考三模)如圖,拋物線與軸交于點、,與軸交于點,聯(lián)結(jié)、.(1)求該拋物線的表達式及頂點的坐標(biāo);(2)如果點在拋物線上,平分,求點的坐標(biāo):(3)如果點在拋物線的對稱軸上,與相似.求點的坐標(biāo).【答案】(1),(2)
(3)(2,?2)或【分析】(1)用待定系數(shù)法求解即可;(2)作線段AB關(guān)于CB的對稱線段EB,連接CE,則可證得△ABC≌△EBC,則可得CB是∠ACE的平分線;則易得點E的坐標(biāo),可求得直線CE的解析式,并與二次函數(shù)解析式聯(lián)立即可求得點P的坐標(biāo);(3)分兩種情況考慮:∽;∽,利用相似三角形的性質(zhì)即可求得點Q的坐標(biāo).(1)解:把、代入中,得:,解得:,所求拋物線的解析式為,∵,∴頂點D的坐標(biāo)為(2,1);(2)解:作線段AB關(guān)于CB的對稱線段EB,其中點E與點A是對稱點,連接CE,如圖.則∠EBC=∠ABC,EB=AB.在中,令x=0,則y=?3,即C(0,?3),∴OC=3,∵,,∴OB=OC=3,OA=1,∴EB=AB=OB?OA=3?1=2.∵∠BOC=90°,∴∠ABC=45°,∴∠EBC=∠ABC=45°,∵AB=EB,BC=BC,∴△ABC≌△EBC,∴∠ACB=∠ECB,∴CB是∠ACE的平分線;∵∠ABE=∠ABC+∠EBC=90°,
即EB⊥AB,且EB=2,∴E的坐標(biāo)為(3,?2);設(shè)直線CE的解析式為,把C、E兩點坐標(biāo)分別代入得:,解得:,即直線CE解析式為;由消去y并整理得:,解得:或x=0(舍去),當(dāng)時,,即點P的坐標(biāo)為;(3)設(shè)拋物線對稱軸交x軸于點F,如圖,則F(2,0).∴BF=1,由頂點D的坐標(biāo)得DF=1,即DF=BF∴∠BDF=∠ABC=45°.由勾股定理得DB=,.設(shè)點Q的坐標(biāo)為,則.①當(dāng)∽時,則,即,
∴,解得:,即點Q坐標(biāo)為(2,?2);②當(dāng)∽時,則,即,∴,解得:即點Q坐標(biāo)為;綜上滿足條件的點Q的坐標(biāo)為(2,?2)或.【點睛】本題是二次函數(shù)的綜合問題,考查了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,軸對稱的性質(zhì),相似三角形的性質(zhì),等腰直角三角形的判定與性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),勾股定理等知識,涉及分類討論思想,綜合性較強,有一定的運算量,熟練運用這些知識是解題的關(guān)鍵.15.(2022·湖北襄陽·模擬預(yù)測)如圖,拋物線交軸于,兩點,與軸交于點連接,.
(1)求拋物線的解析式;(2)如圖,點為拋物線在第三象限的一個動點,軸于點,交于點,于點,當(dāng)?shù)拿娣e為時,求點的坐標(biāo);(3)如圖,若為拋物線上一點,直線與線段交于點,是否存在這樣的點,使得以,,為頂點的三角形與相似.若存在,請求出此時點的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1)(2)或(3)存在,坐標(biāo)為或或或【分析】(1)把和的坐標(biāo)代入拋物線解析求出a和b即可求解;(2)求出直線的解析式為,設(shè),則,由三角形面積可得出或,則可得出答案;(3)分兩種情況,①若,②若,由相似三角形的性質(zhì)可求出的長,求出點坐標(biāo),聯(lián)立直線和拋物線的解析式可求出答案.【詳解】(1)解:∵拋物線y=a+bx-3交x軸于,兩點,∴,解得,∴該拋物線的解析式為;
(2)解:∵拋物線的解析式為,∴時,,∴,∴.∵,∴.∵,,∴,設(shè)直線AC的解析式為,∴,∴,∴直線AC的解析式為,設(shè),則,∴,∴,∴,∴,∴或,∴或;(3)解:∵,,,∴,,,若以A,O,N為頂點的三角形與相似,可分兩種情況:①若,
∴,∴,∴,過點N作于點K,∴,∴,∴,∴直線ON的解析式為,∴,∴,∴或(;②若,∴,∴,∴,∴,同理ON的解析式為,
∴,∴,∴或.綜上所述,點Q的坐標(biāo)為或或或.【點睛】本題是二次函數(shù)壓軸題,考查了二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)、待定系數(shù)法、圖形面積計算、相似三角形的判定與性質(zhì)等知識點,熟練掌握二次函數(shù)圖象和性質(zhì),相似三角形的性質(zhì)等相關(guān)知識是解題關(guān)鍵.16.(2022·山西晉中·統(tǒng)考二模)已知拋物線與軸交于點、(點在點的左側(cè)),與軸交于點.(1)求點、的坐標(biāo);(2)連接,若的中點為點,請你求經(jīng)過點和點的直線表達式;(3)設(shè)點與點關(guān)于該拋物線的對稱軸對稱.在軸上是否存在點,使與相似,若存在,求出所有點坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【答案】(1);(2)(3)存在,或或或或或【分析】(1)直接根據(jù)解析式即可求出B,C的坐標(biāo);(2)先根據(jù)中點坐標(biāo)公式求出,再利用待定系數(shù)法,即可求解;
(3)根據(jù)點與點關(guān)于該拋物線的對稱軸對稱.,可得,,設(shè),再根據(jù)相似三角形的性質(zhì)列出方程,解出方程即可得到點P的坐標(biāo).(1)解:∵,令,得,∴,令,得,解得:,,∴;(2)解∶由(1)得,∵的中點為點,,∴點坐標(biāo)為,即,設(shè)直線的表達式為,由,得:,解得,∴直線的表達式為;(3)解:存在點,∵,∴拋物線的對稱軸為直線x=1,∵點與點關(guān)于該拋物線的對稱軸對稱.,∴,,∵,∴,
根據(jù)題意得:,設(shè),∴當(dāng)時,,∴,∴,即,解得:,,∴或.∴當(dāng)時,,∴,∴,即:,解得:,,,∴或或或.∴存在點坐標(biāo)為或或或或或【點睛】本題主要考查二次函數(shù)的性質(zhì),相似三角形的性質(zhì),熟練掌握二次函數(shù)的圖象和性質(zhì),相似三角形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.17.(2022·重慶沙坪壩·重慶一中校考二模)在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與軸交于點、點(點在點的左側(cè)),與軸交于點,且過點.
(1)求拋物線的表達式:(2)如圖1,點為直線上方拋物線上(不與重合)一動點,過點作軸,交于,過點作軸,交直線于,求的最大值及此時點的坐標(biāo);(3)如圖2,將原拋物線沿軸向左平移1個單位得到新拋物線,點為新拋物線上一點,點為原拋物線對稱軸上一點,當(dāng)以點為頂點的四邊形為平行四邊形時,求點的坐標(biāo),并寫出求其中一個點坐標(biāo)的解答過程.【答案】(1)(2)最大值為,(3)(1,3)或(1,-3).【分析】(1)直接運用待定系數(shù)法求解即可;(2)利用待定系數(shù)法求出直線BC的解析式,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)可表達PE+BD的值,再利用二次函數(shù)的性質(zhì)求出最值;(3)分兩種情況:當(dāng)AC為平行四邊形ACNM的邊時,當(dāng)AC為平行四邊形ACNM的對角線時,分別利用點的平移和中點坐標(biāo)公式進行求解即可.(1)把代入得,解得,
∴拋物線的解析式為(2)對于令則,∴令則解得,∴∴設(shè)直線的解析式為把代入得,解得,,∴設(shè)直線的解析式為延長PD交x軸相交于點F,設(shè)∴∴∴,∵軸,軸,∴∠
∴∴,∴∴∵∴∴∴當(dāng)時,的最大值為,此時(3)∵∴該拋物線的對稱軸為直線將拋物線向左平移1個單位后的解析式為:若以為頂點的四邊形是平行四邊形有兩種情況;①以AC為邊,如圖,根據(jù)平行四邊形的性質(zhì)可知:由圖可知,點A向右平移3個單位,再向下平移若干個單位,即可得到點N,∴將點C(0,3)向右平移3個單位,再向下平移若干個單位,可得到點M,
∴點M的橫坐標(biāo)為:0+3=3,當(dāng)時,∴設(shè)點,∵,∴,解得,∴點N的坐標(biāo)為或;②當(dāng)AC為平行四邊形的線時,∵∴AC的中點坐標(biāo)為:,即設(shè),由中點坐標(biāo)公式得,∴,當(dāng)時,,∴∴∴∴點N(1,3),綜上,點N的坐標(biāo)為(1,3)或(1,-3).
【點睛】本題主要考查了待定系數(shù)法示函數(shù)解析式,二次函數(shù)最值問題,中點坐標(biāo)公式,平行四邊形存在性等知識,包括分類討論思想等,(3)關(guān)鍵是進行正確的分類討論.18.(2022·四川綿陽·統(tǒng)考三模)如圖1,拋物線與坐標(biāo)軸分別交于A(-1,0),B(3,0),C(0,3).(1)求拋物線解析式;(2)拋物線上是否存在點P,使得∠CBP=∠ACO,若存在,求出點P的坐標(biāo),若不存在,說明理由;(3)如圖2,Q是△ABC內(nèi)任意一點,求的值.【答案】(1)(2)存在,(3)的值為1【分析】(1)設(shè)拋物線解析式為,代入A(-1,0),B(3,0),C(0,3)求解即可;(2)作,交于點,分兩種情況,在上方或下方,利用相似三角形的性質(zhì),求得的坐標(biāo),得到的解析式,聯(lián)立拋物線,即可求解;(3)作,則,得到,由題意可得:,同理可得,,即可求解.(1)解:設(shè)拋物線解析式為,代入A(-1,0),B(3,0),C(0,3),可得,解得
故拋物線解析式為;(2)解:存在,理由如下:作,交于點當(dāng)在上方時,作軸,連接并延長交拋物線于點,如下圖:由題意可得:,,,,則,∴為等腰直角三角形,∵∴∴,即解得∴,故設(shè)解析式為,則,解得即,聯(lián)立拋物線可得,,即解得,(舍去)則,當(dāng)在下方時,作軸,連接交拋物線于點,如下圖:
可得,此時設(shè)解析式為,則,解得即,聯(lián)立拋物線可得,,即解得,(舍去)則綜上所述,(3)解:,理由如下:作,如下圖:則,得到,
由題意可得:,同理可得,,∴.【點睛】此題考查了二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,涉及了待定系數(shù)法求解析式,相似三角形的判定與性質(zhì),勾股定理,平行
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