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二次函數(shù)與幾何綜合型問題二次函數(shù)與幾何綜合型問題類型:(1)與點(diǎn)有關(guān)的問題.(2)與線段有關(guān)的問題.(3)與角度有關(guān)的問題.(4)與圖形面積問題.(5)與特殊三角形存在性問題.(6)與特殊四邊形存在性問題.(7)與相似三角形存在性問題.(8)與圓的結(jié)合問題.解題策略:充分運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想,把“數(shù)”與“形”結(jié)合,互相滲透,
把數(shù)量關(guān)系與空間形式巧妙地結(jié)合起來尋找解題思路.類型之一二次函數(shù)與點(diǎn)有關(guān)的問題1.
[2024?威海]已知拋物線y=x2+bx+c(b<0)與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)分
別為(x1,0),(x2,0),且x1<x2.(1)若拋物線y1=x2+bx+c+1(b<0)與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)分別為
(x3,0),(x4,0),且x3<x4,試判斷下列每組數(shù)據(jù)的大?。ㄌ顚?/p>
“>”“<”或“=”):①x1+x2
x3+x4;②x1-x3
x2-x4;③x2+x3
x1+x4.=
<
>
(2)若x1=1,2<x2<3,求b的取值范圍.解:(2)∵x1=1,2<x2<3,∴3<x2+x1<4,∴3<-b<4,∴-4<b<-3.解:(2)∵x1=1,2<x2<3,∴3<x2+x1<4,∴3<-b<4,∴-4<b<-3.
當(dāng)x=0時(shí),y=c;當(dāng)x=1時(shí),y=1+b+c.
<b≤-1,
<b<0,
則有
2.
[2025?錦江區(qū)校級(jí)模擬]如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,二次函數(shù)y
=ax2+bx-5(a≠0)的圖象與x軸、y軸分別交于A,B與C點(diǎn),連接
AC,P為直線AC下方拋物線上一點(diǎn).(1)若點(diǎn)A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(-5,0)(1,0).
(1)解:①把(-5,0)(1,0)代入二次函數(shù)y=ax2+bx-5中,
故二次函數(shù)的關(guān)系式為y=x2+4x-5.②當(dāng)△ACP與△ABC的面積相等時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo).②∵A(-5,0),C(0,-5),∴由待定系數(shù)法可知直線AC的表達(dá)式為y=-x-5,過點(diǎn)B作直線AC的平行線l,則直線l的表達(dá)式為y=-x+b,如答圖,②∵A(-5,0),C(0,-5),∴由待定系數(shù)法可知直線AC的表達(dá)式為y=-x-5,過點(diǎn)B作直線AC的平行線l,則直線l的表達(dá)式為y=-x+b,如答圖,答圖代入點(diǎn)B(1,0),得b=1.將直線AC向下平移1-(-5)=6個(gè)單位長(zhǎng)度得到直線m,則直線m的表達(dá)式為y=-x-11,聯(lián)立y=-x-11與y=x2+4x-5,整理可得x2+5x+6=0,解得x=-2或-3,故點(diǎn)P的坐標(biāo)為(-2,-9)或(-3,-8).(2)設(shè)點(diǎn)A,C,P的橫坐標(biāo)分別為xA,xC,xP,當(dāng)△ACP的面積最大
時(shí),求證:xA+xC=2xP.
(2)證明:設(shè)A(m,am2+bm-5),C(0,-5),
當(dāng)過點(diǎn)P的直線p與AC平行且與拋物線有且只有一個(gè)交點(diǎn)時(shí),此時(shí)△ACP的面積最大.則設(shè)直線p的表達(dá)式為y=(am+b)x+b′,
令Δ=0,則a2m2-4a(-5-b′)=0,
進(jìn)一步整理得4a2x2-4a2mx+a2m2=0,由于a≠0,則4x2-4mx+m2=0,即(2x-m)2=0,
類型之二二次函數(shù)與線段有關(guān)的問題3.
[2025?西昌模擬]如圖,拋物線y=x2+bx+c與x軸交于A,B兩
點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,OA=OC=3,頂點(diǎn)為D.
(1)求此拋物線的表達(dá)式及點(diǎn)D的坐標(biāo);
解:(1)已知拋物線y=x2+bx+c與x軸交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)
C,OA=OC=3,頂點(diǎn)為D,∴A(-3,0),C(0,-3),
∴y=x2+2x-3=(x+1)2-4,∴D(-1,-4).(2)如圖1,若點(diǎn)P在拋物線的對(duì)稱軸上,當(dāng)△BCP的周長(zhǎng)最小時(shí),求出
點(diǎn)P的坐標(biāo)及△BPC的周長(zhǎng);圖1
解:(2)∵y=x2+2x-3=(x+3)(x-1),∴點(diǎn)B(1,0),∴OB=1.
∵A,B是對(duì)稱點(diǎn),如答圖1,連接AC,交對(duì)稱軸于點(diǎn)F,當(dāng)點(diǎn)P與點(diǎn)F重合時(shí),PB+PC取
得最小值,且PB+PC=FB+FC=AC.
答圖1圖1
設(shè)直線AC的表達(dá)式為y=kx+p,將點(diǎn)A,C的坐標(biāo)分別代入,得
∴直線AC的表達(dá)式為y=-x-3,當(dāng)x=-1時(shí),y=-2,故F(-1,-2),∴△BCP的周長(zhǎng)最小時(shí),P(-1,-2),△BPC的周長(zhǎng)為AC+BC=
圖1
圖2解:(3)如答圖2,過點(diǎn)E作EG⊥x軸于點(diǎn)G,答圖2解:(3)如答圖2,過點(diǎn)E作EG⊥x軸于點(diǎn)G,答圖2根據(jù)OA=OC=3,∴∠OAC=∠OCA=45°,
根據(jù)OA=OC=3,∴∠OAC=∠OCA=45°,
∴DE+EG≥DG,∴當(dāng)D,E,G三點(diǎn)共線時(shí),DE+EG取得最小值,根據(jù)垂線段最短,
DE+EG最小值為DG=4,∴2(DE+EG)=8,
(1)∵拋物線y=ax2+bx+c的圖象過點(diǎn)O(0,0),∴c=0.
答圖答圖
答圖
類型之三二次函數(shù)與角度有關(guān)的問題5.
[2024?連云港]在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線y=ax2+bx-1
(a,b為常數(shù),a>0).(1)若拋物線與x軸交于A(-1,0),B(4,0)兩點(diǎn),求拋物線對(duì)應(yīng)
的函數(shù)表達(dá)式.
(1)解:∵拋物線與x軸交于A(-1,0),B(4,0)兩點(diǎn),∴分別將A(-1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx-1中,
(2)證明:連接CN,如答圖1.答圖1∵b=1,∴y=ax2+x-1.當(dāng)x=-1時(shí),y=a-2,∴M(-1,a-2).當(dāng)x=1時(shí),y=a,∴N(1,a).∵C(-1,a),N(1,a),∴CN=2,CM=a-(a-2)=2,CM⊥CN.
在Rt△CMN中,CM=2,CN=2,
∴DN=MN,∴∠NDM=∠NMD.
∵DN∥CM,∴∠NDM=∠CMD,∴∠NMD=∠CMD,∴MD平分∠CMN.
∴DN=MN,∴∠NDM=∠NMD.
∵DN∥CM,∴∠NDM=∠CMD,∴∠NMD=∠CMD,∴MD平分∠CMN.
(3)當(dāng)a=1,b≤-2時(shí),過直線y=x-1(1≤x≤3)上一點(diǎn)G作y軸的
平行線,交拋物線于點(diǎn)H.
若GH的最大值為4,求b的值.(3)解:設(shè)G(m,m-1),則H(m,m2+bm-1)(1≤m≤3).當(dāng)a=1時(shí),y=x2+bx-1.∵過直線y=x-1(1≤x≤3)上一點(diǎn)G作y軸的平行線,令x2+bx-1=x-1,解得x1=0,x2=1-b.∵b≤-2,∴x2=1-b≥3,點(diǎn)G在點(diǎn)H的上方,如答圖2.(3)解:設(shè)G(m,m-1),則H(m,m2+bm-1)(1≤m≤3).當(dāng)a=1時(shí),y=x2+bx-1.∵過直線y=x-1(1≤x≤3)上一點(diǎn)G作y軸的平行線,令x2+bx-1=x-1,解得x1=0,x2=1-b.∵b≤-2,∴x2=1-b≥3,點(diǎn)G在點(diǎn)H的上方,如答圖2.答圖2答圖2設(shè)GH=t,則t=-m2+(1-b)m,
由答圖3可知,
解得b=-3或b=5(舍去),答圖3
由答圖4可知,當(dāng)m=3時(shí),t取得最大值-9+3-3b=4,答圖4
綜上所述,b的值為-3.6.
[2024?蘇州]如圖1,二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象C1與開口向下的
二次函數(shù)圖象C2均過點(diǎn)A(-1,0),B(3,0).(1)求圖象C1對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式.圖1
解:(1)將A(-1,0),B(3,0)代入y=x2+bx+c中,得
∴圖象C1對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為y=x2-2x-3.(2)若圖象C2過點(diǎn)C(0,6),點(diǎn)P位于第一象限,且在圖象C2上,直
線l過點(diǎn)P且與x軸平行,與圖象C2的另一個(gè)交點(diǎn)為Q(Q在P左側(cè)),直
線l與圖象C1的交點(diǎn)為M,N(N在M左側(cè)).當(dāng)PQ=MP+QN時(shí),求點(diǎn)
P的坐標(biāo).解:(2)設(shè)圖象C2對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為y=a(x+1)(x-3)(a<
0).將點(diǎn)C(0,6)代入,得a=-2.∴圖象C2對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為y=-2(x+1)(x-3),其對(duì)稱軸為直
線x=1.又圖象C1的對(duì)稱軸也為直線x=1.作直線x=1,交直線l于點(diǎn)H(如答圖1).解:(2)設(shè)圖象C2對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為y=a(x+1)(x-3)(a<
0).將點(diǎn)C(0,6)代入,得a=-2.∴圖象C2對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為y=-2(x+1)(x-3),其對(duì)稱軸為直線x=1.又圖象C1的對(duì)稱軸也為直線x=1.作直線x=1,交直線l于點(diǎn)H(如答圖1).答圖1答圖1由二次函數(shù)的對(duì)稱性,得QH=PH,PM=NQ.
又PQ=MP+QN,∴PH=PM.
設(shè)PH=t(0<t<2),則點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為t+1,點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為2t+1.由二次函數(shù)的對(duì)稱性,得QH=PH,PM=NQ.
又PQ=MP+QN,∴PH=PM.
設(shè)PH=t(0<t<2),則點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為t+1,點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為2t+1.將x=t+1代入y=-2(x+1)(x-3),得yP=-2(t+2)(t-
2),將x=2t+1代入y=(x+1)(x-3),得yM=(2t+2)(2t-2).∵yP=y(tǒng)M,∴-2(t+2)(t-2)=(2t+2)(2t-2),
將x=t+1代入y=-2(x+1)(x-3),得yP=-2(t+2)(t-
2),將x=2t+1代入y=(x+1)(x-3),得yM=(2t+2)(2t-2).∵yP=y(tǒng)M,∴-2(t+2)(t-2)=(2t+2)(2t-2),
(3)如圖2,D,E分別為二次函數(shù)圖象C1,C2的頂點(diǎn),連接AD,過點(diǎn)
A作AF⊥AD,交圖象C2于點(diǎn)F,連接EF,當(dāng)EF∥AD時(shí),求圖象C2對(duì)
應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式.圖2解:(3)如答圖2,連接DE,交x軸于點(diǎn)G,過點(diǎn)F作FI⊥ED于點(diǎn)I,
過點(diǎn)F作FJ⊥x軸于點(diǎn)J.
答圖2∵FI⊥ED,F(xiàn)J⊥x軸,∴四邊形IGJF為矩形,∴IF=GJ,IG=FJ.
設(shè)圖象C2對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為y=a(x+1)?(x-3)(a<0).∵點(diǎn)D,E分別為二次函數(shù)圖象C1,C2的頂點(diǎn),∴D(1,-4),E(1,-4a).∴DG=4,AG=2,EG=-4a.
∵AF⊥AD,∴∠FAB+∠DAB=90°.又∠DAG+∠ADG=90°,∴∠ADG=∠FAB,∴IF=GJ,IG=FJ.
設(shè)圖象C2對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為y=a(x+1)?(x-3)(a<0).∵點(diǎn)D,E分別為二次函數(shù)圖象C1,C2的頂點(diǎn),∴D(1,-4),E(1,-4a).∴DG=4,AG=2,EG=-4a.
∵AF⊥AD,∴∠FAB+∠DAB=90°.又∠DAG+∠ADG=90°,∴∠ADG=∠FAB,圖2
設(shè)GJ=m(0<m<2),則AJ=2+m,
∵EF∥AD,∴∠FEI=∠ADG,
∴EI=2m.∵EG=EI+I(xiàn)G,圖2
∵點(diǎn)F在C2上,
∵m+2≠0,
圖2
圖2類型之四二次函數(shù)與圖形面積問題7.
[2024?成都]如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線L:y=ax2-2ax-
3a(a>0)與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),其頂點(diǎn)為C,
D是拋物線第四象限上一點(diǎn).(1)求線段AB的長(zhǎng).(1)解:∵拋物線L:y=ax2-2ax-3a(a>0)與x軸交于A,B兩
點(diǎn),∴ax2-2ax-3a=0,整理得x2-2x-3=0,解得x1=-1,x2=3,∴A(-1,0),B(3,0),則AB=3-(-1)=4.(1)解:∵拋物線L:y=ax2-2ax-3a(a>0)與x軸交于A,B兩
點(diǎn),∴ax2-2ax-3a=0,整理得x2-2x-3=0,解得x1=-1,x2=3,∴A(-1,0),B(3,0),則AB=3-(-1)=4.
(2)當(dāng)a=1時(shí),拋物線L:y=x2-2x-3=(x-1)2-4,則C(1,-4).
×4×(n2-2n-3)=-2n2+4n+6.設(shè)直線AD表達(dá)式為y=k(x+1),∵點(diǎn)D在直線AD上,∴n2-2n-3=k(n+1),解得k=n-3,則直線AD表達(dá)式為y=(n-3)(x+1).如答圖1,設(shè)直線AD與拋物線對(duì)稱軸交于點(diǎn)E,則E(1,2n-6),答圖1
∵△ACD的面積與△ABD的面積相等,如答圖1,設(shè)直線AD與拋物線對(duì)稱軸交于點(diǎn)E,則E(1,2n-6),答圖1
-1.∵△ACD的面積與△ABD的面積相等,
(3)延長(zhǎng)CD交x軸于點(diǎn)E,當(dāng)AD=DE時(shí),將△ADB沿DE方向平移得
到△A′EB′,將拋物線L平移得到拋物線L′,使得點(diǎn)A′,B′都落在拋物線
L′上.試判斷拋物線L′與L是否交于某個(gè)定點(diǎn),若是,求出該定點(diǎn)坐標(biāo);若
不是,請(qǐng)說明理由.備用圖(3)設(shè)D(n,an2-2an-3a),直線AD的表達(dá)式為y=k1(x+1),則an2-2an-3a=k1(n+1),解得k1=an-3a,
∴直線AD的表達(dá)式為y=a(n-3)(x+1).過點(diǎn)D作DM⊥AB,如答圖2,答圖2過點(diǎn)D作DM⊥AB,如答圖2,答圖2則AM=n+1,DM=-an2+2an+3a.∵AD=DE,∴EM=n+1.∵將△ADB沿DE方向平移得到△A′EB′,A(-1,0),B(3,0),
∴A′(n,-an2+2an+3a),B′(n+4,-an2+2an+3a).由題意知拋物線L平移得到拋物線L′,設(shè)拋物線L′的表達(dá)式為y=ax2+bx
+c(a>0),∵點(diǎn)A′,B′都落在拋物線L′上,
備用圖
則拋物線L′的表達(dá)式為y=ax2+(-2an-4a)x+6an+3a.
令ax2-2ax-3a=ax2+(-2an-4a)x+6an+3a,整理得(n+1)x=3n+3,解得x=3,∴拋物線L′與L交于定點(diǎn)(3,0).備用圖8.
[2024?濟(jì)寧]已知二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖象經(jīng)過(0,-3),
(-b,c)兩點(diǎn),其中a,b,c為常數(shù),且ab>0.(1)求a,c的值.解:(1)∵函數(shù)過(0,-3),(-b,c),∴c=-3,ab2-b2+c=c,∴(a-1)b2=0.∵ab>0,∴a≠0,b≠0,∴a-1=0,∴a=1.解:(1)∵函數(shù)過(0,-3),(-b,c),∴c=-3,ab2-b2+c=c,∴(a-1)b2=0.∵ab>0,∴a≠0,b≠0,∴a-1=0,∴a=1.(2)若該二次函數(shù)的最小值是-4,且它的圖象與x軸交于點(diǎn)A,B(點(diǎn)A
在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C.
①求該二次函數(shù)的表達(dá)式,并直接寫出點(diǎn)A,B的坐標(biāo).
∵a=1>0,
∵二次函數(shù)最小值為-4,
解得b=±2.∵ab>0,∴b=2,∴二次函數(shù)的表達(dá)式為y=x2+2x-3.令y=0,則x2+2x-3=0,解得x1=-3,x2=1,∴點(diǎn)A(-3,0),點(diǎn)B(1,0).解得b=±2.∵ab>0,∴b=2,∴二次函數(shù)的表達(dá)式為y=x2+2x-3.令y=0,則x2+2x-3=0,解得x1=-3,x2=1,∴點(diǎn)A(-3,0),點(diǎn)B(1,0).
備用圖②情況一:當(dāng)點(diǎn)P在點(diǎn)A右側(cè)時(shí),如答圖1,過點(diǎn)B作BF⊥AC于點(diǎn)F,過
點(diǎn)P作PG⊥AC于點(diǎn)G.
②情況一:當(dāng)點(diǎn)P在點(diǎn)A右側(cè)時(shí),如答圖1,過點(diǎn)B作BF⊥AC于點(diǎn)F,過
點(diǎn)P作PG⊥AC于點(diǎn)G.
答圖1∵A(-3,0),C(0,-3),B(1,0),∴OA=OC=3,OB=1,
∵△PCE和△BCE都是以CE為底的三角形,
∵△PCE和△BCE都是以CE為底的三角形,
如答圖2,過點(diǎn)P作PH∥AC交y軸于點(diǎn)H,過C作CK⊥PH于點(diǎn)K,則
備用圖答圖2答圖2∵OA=OC,∴∠OCA=45°,∴∠CHK=45°,
∵OA=OC,∴∠OCA=45°,∴∠CHK=45°,
備用圖
備用圖
情況二:當(dāng)點(diǎn)P在點(diǎn)A左側(cè)時(shí),過P作PH∥AC交y軸于點(diǎn)H.
備用圖
備用圖類型之五二次函數(shù)與特殊三角形存在性問題9.
[2024?達(dá)州]如圖1,拋物線y=ax2+kx-3與x軸交于點(diǎn)A(-3,
0)和點(diǎn)B(1,0),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)D是拋物線的頂點(diǎn).(1)求拋物線的表達(dá)式.(1)解:∵拋物線y=ax2+kx-3與x軸交于點(diǎn)A(-3,0)和點(diǎn)B(1,
0),
∴拋物線的表達(dá)式為y=x2+2x-3.(2)連接AC,DC,直線AC交拋物線的對(duì)稱軸于點(diǎn)M,若點(diǎn)P是直線
AC上方拋物線上一點(diǎn),且S△PMC=2S△DMC,求點(diǎn)P的坐標(biāo).(2)由y=x2+2x-3,當(dāng)x=0時(shí),y=-3,則C(0,-3).∵y=x2+2x-3=(x+1)2-4,∴D(-1,-4),對(duì)稱軸為直線x=-1.設(shè)直線AC的表達(dá)式為y=k1x+b1,∴A(-3,0),C(0,-3),
∴直線AC的表達(dá)式為y=-x-3,(2)由y=x2+2x-3,當(dāng)x=0時(shí),y=-3,則C(0,-3).∵y=x2+2x-3=(x+1)2-4,∴D(-1,-4),對(duì)稱軸為直線x=-1.設(shè)直線AC的表達(dá)式為y=k1x+b1,∴A(-3,0),C(0,-3),
∴直線AC的表達(dá)式為y=-x-3,當(dāng)x=-1時(shí),y=-2,則M(-1,-2),
∴MD2=MC2+CD2,∴△MCD是等腰直角三角形,
如答圖,連接MB,設(shè)MD交x軸于點(diǎn)E,則ME=EB=2.∴△MBE是等腰直角三角形,
又∠DMC=45°,當(dāng)x=-1時(shí),y=-2,則M(-1,-2),
∴MD2=MC2+CD2,∴△MCD是等腰直角三角形,
如答圖,連接MB,設(shè)MD交x軸于點(diǎn)E,則ME=EB=2.∴△MBE是等腰直角三角形,
又∠DMC=45°,∴BM⊥AC,
∴點(diǎn)P與點(diǎn)B重合時(shí)符合題意,∴P(1,0).如答圖所示,過點(diǎn)B作BP∥AC交拋物線于點(diǎn)P,答圖∴BM⊥AC,
∴點(diǎn)P與點(diǎn)B重合時(shí)符合題意,∴P(1,0).如答圖所示,過點(diǎn)B作BP∥AC交拋物線于點(diǎn)P,答圖
設(shè)直線BP的表達(dá)式為y=-x+m,將B(1,0)代入,得0=-1+m,解得m=1,∴直線BP的表達(dá)式為y=-x+1.
∴P(-4,5).綜上所述,P(1,0)或P(-4,5).(3)若點(diǎn)N是拋物線對(duì)稱軸上位于點(diǎn)D上方的一動(dòng)點(diǎn),是否存在以點(diǎn)
N,A,C為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形?若存在,請(qǐng)直接寫出滿足條件
的點(diǎn)N的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.備用圖
(3)解:∵A(-3,0),C(0,-3),∴AC2=32+32=18.∵點(diǎn)N是拋物線對(duì)稱軸上位于點(diǎn)D上方的一動(dòng)點(diǎn),設(shè)N(-1,n)其中n>-4,∴AN2=(-3+1)2+n2=4+n2,CN2=12+(n+3)2=n2+6n+10.
②當(dāng)NA=NC時(shí),4+n2=n2+6n+10,解得n=-1;
(舍去).
備用圖
(1)求拋物線C1的表達(dá)式.
(2)將拋物線C1向右平移1個(gè)單位長(zhǎng)度,再向上平移3個(gè)單位長(zhǎng)度得到拋
物線C2,求拋物線C2的表達(dá)式,并判斷點(diǎn)D是否在拋物線C2上.
故點(diǎn)D在拋物線C2上.(3)在x軸上方的拋物線C2上,是否存在點(diǎn)P,使△PBD是等腰直角三
角形?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.備用圖解:(3)存在.理由如下.當(dāng)∠BDP為直角時(shí),如答圖1,過點(diǎn)D作DE⊥BD且DE=BD,則△BDE為等腰直角三角形.
過點(diǎn)D作GH∥y軸,過點(diǎn)B作BG⊥GH,過點(diǎn)E作EH⊥GH.
答圖1解:(3)存在.理由如下.當(dāng)∠BDP為直角時(shí),如答圖1,過點(diǎn)D作DE⊥BD且DE=BD,則△BDE為等腰直角三角形.
過點(diǎn)D作GH∥y軸,過點(diǎn)B作BG⊥GH,過點(diǎn)E作EH⊥GH.
答圖1備用圖∵∠BDG+∠EDH=90°,∠EDH+∠DEH=90°,∴∠BDG=
∠DEH.
∵∠DGB=∠EHD=90°,∴△DGB≌△EHD(AAS),則DH=BG=1,EH=GD=1+2=3,則點(diǎn)E(2,2).
即點(diǎn)E在拋物線C2上,即點(diǎn)P即為點(diǎn)E(2,2);∵∠BDG+∠EDH=90°,∠EDH+∠DEH=90°,∴∠BDG=
∠DEH.
∵∠DGB=∠EHD=90°,∴△DGB≌△EHD(AAS),則DH=BG=1,EH=GD=1+2=3,則點(diǎn)E(2,2).
即點(diǎn)E在拋物線C2上,即點(diǎn)P即為點(diǎn)E(2,2);備用圖當(dāng)∠DBP為直角時(shí),如答圖2,當(dāng)∠DBP為直角時(shí),如答圖2,答圖2同理可得△BGE≌△DBH(AAS),則DH=3=BG,BH=1=GE,則點(diǎn)E(-1,3).
即點(diǎn)E在拋物線C2上,此時(shí)點(diǎn)P即為點(diǎn)E(-1,3);當(dāng)∠BPD為直角時(shí),如答圖3,當(dāng)∠BPD為直角時(shí),如答圖3,答圖3設(shè)點(diǎn)E(x,y),同理可得△EHB≌△DGE(AAS),則EH=x+2=GD=y(tǒng)+1且BH=y(tǒng)=GE=1-x,解得x=0且y=1,即點(diǎn)E(0,1),
即點(diǎn)E不在拋物線C2上.綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,2)或(-1,3).類型之六二次函數(shù)與特殊四邊形存在性問題11.
[2023?雅安]在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線y=x2+bx+c過點(diǎn)
A(0,2),對(duì)稱軸是直線x=2.(1)求此拋物線的函數(shù)表達(dá)式及頂點(diǎn)M的坐標(biāo).
解:(1)由題意可得
∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y=x2-4x+2=(x-2)2-2,∴頂點(diǎn)M的坐標(biāo)為(2,-2).(2)若點(diǎn)B在拋物線上,過點(diǎn)B作x軸的平行線交拋物線于點(diǎn)C,當(dāng)
△BCM是等邊三角形時(shí),求此三角形的邊長(zhǎng).解:(2)如答圖1,過點(diǎn)M作MD⊥BC于點(diǎn)D,設(shè)點(diǎn)B(b,b2-4b+2)(b<2),則D(2,b2-4b+2),解:(2)如答圖1,過點(diǎn)M作MD⊥BC于點(diǎn)D,設(shè)點(diǎn)B(b,b2-4b+2)(b<2),則D(2,b2-4b+2),答圖1答圖1∴BD=2-b,DM=b2-4b+4.∵△BCM是等邊三角形,∴∠CBM=60°,BC=2BD,∴BD=2-b,DM=b2-4b+4.∵△BCM是等邊三角形,∴∠CBM=60°,BC=2BD,
(3)已知點(diǎn)E在拋物線的對(duì)稱軸上,點(diǎn)D的坐標(biāo)為(1,-1),是否存在
點(diǎn)F,使以點(diǎn)A,D,E,F(xiàn)為頂點(diǎn)的四邊形為菱形?若存在,請(qǐng)直接寫
出點(diǎn)F的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.(3)解:存在點(diǎn)F,使以點(diǎn)A,D,E,F(xiàn)為頂點(diǎn)的四邊形為菱形①如答圖2,線段AD作為菱形的邊,(3)解:存在點(diǎn)F,使以點(diǎn)A,D,E,F(xiàn)為頂點(diǎn)的四邊形為菱形①如答圖2,線段AD作為菱形的邊,答圖2答圖2當(dāng)AE為菱形的對(duì)角線時(shí),作AD關(guān)于直線x=1的對(duì)稱線段交x=2于E,連
接AE,作點(diǎn)D關(guān)于AE的對(duì)稱點(diǎn)F,即ADEF為菱形,由對(duì)稱性可得F的
坐標(biāo)為(1,5),故存在點(diǎn)F,使以點(diǎn)A,D,E,F(xiàn)為頂點(diǎn)的四邊形為
菱形,此時(shí)F(1,5).當(dāng)AE為菱形的對(duì)角線時(shí),作AD關(guān)于直線x=1的對(duì)稱線段交x=2于E,連
接AE,作點(diǎn)D關(guān)于AE的對(duì)稱點(diǎn)F,即ADEF為菱形,由對(duì)稱性可得F的
坐標(biāo)為(1,5),故存在點(diǎn)F,使以點(diǎn)A,D,E,F(xiàn)為頂點(diǎn)的四邊形為
菱形,此時(shí)F(1,5).
②當(dāng)AF為菱形對(duì)角線時(shí),AE=AD,設(shè)E(2,e),F(xiàn)(x,y),
③線段AD作為菱形的對(duì)角線時(shí),如答圖3,設(shè)E(2,e),答圖3
③線段AD作為菱形的對(duì)角線時(shí),如答圖3,設(shè)E(2,e),答圖3
∴E(2,1).設(shè)F(m,n),
∴F(-1,0).
(2)若點(diǎn)C(m+1,y1),D(m+2,y2)都在該二次函數(shù)的圖象上,
試比較y1和y2的大小,并說明理由.
解:(2)∵C(m+1,y1),D(m+2,y2)都在該二次函數(shù)的圖象上,
解:(3)設(shè)直線AB的函數(shù)表達(dá)式為y=kx+e.
當(dāng)PQ為正方形的邊時(shí),
答圖1∵PQ∥MN,MG∥x軸,∴∠BOC=∠NMG,
設(shè)NG=t,則MG=2t,∴M(-2t,-2t2-2t+1),答圖1∵PQ∥MN,MG∥x軸,∴∠BOC=∠NMG,
設(shè)NG=t,則MG=2t,∴M(-2t,-2t2-2t+1),過點(diǎn)M作y軸的垂線,垂足為點(diǎn)G,過點(diǎn)P作MG的垂線,垂足為點(diǎn)H,
如答圖1.∴點(diǎn)N的縱坐標(biāo)為-2t2-2t+1+t=-2t2-t+1,即N(0,-2t2-t+1).∵以P,Q,M,N為頂點(diǎn)的四邊形是正方形,∴∠PMN=90°,PM=MN,∴∠PMH+∠NMG=90°.∵∠PMH+∠MPH=90°,∴∠NMG=∠MPH.
∵∠NMG=∠MPH,∠H=∠MGN,PM=MN,∴△PHM≌△MGN(AAS),∴PH=MG=2t,HM=NG=t,∴P(-3t,-2t2+1).∴點(diǎn)N的縱坐標(biāo)為-2t2-2t+1+t=-2t2-t+1,即N(0,-2t2-t+1).∵以P,Q,M,N為頂點(diǎn)的四邊形是正方形,∴∠PMN=90°,PM=MN,∴∠PMH+∠NMG=90°.∵∠PMH+∠MPH=90°,∴∠NMG=∠MPH.
∵∠NMG=∠MPH,∠H=∠MGN,PM=MN,∴△PHM≌△MGN(AAS),∴PH=MG=2t,HM=NG=t,∴P(-3t,-2t2+1).
情況二,如答圖2,構(gòu)造Rt△MQG,Rt△NMH,答圖2和情況一同理可得△MQG≌△NMH,
設(shè)NH=GM=2t,則QG=MH=t,情況二,如答圖2,構(gòu)造Rt△MQG,Rt△NMH,答圖2和情況一同理可得△MQG≌△NMH,
設(shè)NH=GM=2t,則QG=MH=t,∴M(2t,-2t2+2t+1),N(0,-2t2+t+1),Q(t,-2t2+4t
+1).
∴M(2t,-2t2+2t+1),N(0,-2t2+t+1),Q(t,-2t2+4t
+1).
∴N(0,-5).情況三,如答圖3,構(gòu)造Rt△GMN,Rt△HPM,答圖3和情況一同理可得△GMN≌△HPM,
設(shè)GN=HM=2t,則GM=HP=t,情況三,如答圖3,構(gòu)造Rt△GMN,Rt△HPM,答圖3和情況一同理可得△GMN≌△HPM,
設(shè)GN=HM=2t,則GM=HP=t,∴M(-2t,-2t2-2t+1),N(0,-2t2-t+1),P(-t,-2t2-
4t+1).
∴M(-2t,-2t2-2t+1),N(0,-2t2-t+1),P(-t,-2t2-
4t+1).
情況四,如答圖4,構(gòu)造Rt△GMN,Rt△HNP,答圖4和情況一同理可得△GMN≌△HNP,
設(shè)GM=HN=2t,則GN=HP=t,情況四,如答圖4,構(gòu)造Rt△GMN,Rt△HNP,答圖4和情況一同理可得△GMN≌△HNP,
設(shè)GM=HN=2t,則GN=HP=t,∴M(2t,-2t2+2t+1),N(0,-2t2+t+1),P(t,-2t2-t+
1).
∴M(2t,-2t2+2t+1),N(0,-2t2+t+1),P(t,-2t2-t+
1).
當(dāng)PQ為正方形對(duì)角線時(shí),情況五,如答圖5,構(gòu)造矩形HGJI,過點(diǎn)P作PK⊥IJ于點(diǎn)K,答圖5∴PK∥x軸,∴∠QPK=∠BOC,
情況五,如答圖5,構(gòu)造矩形HGJI,過點(diǎn)P作PK⊥IJ于點(diǎn)K,答圖5∴PK∥x軸,∴∠QPK=∠BOC,
設(shè)QK=x,則PK=2x.和情況一同理可得△PNH≌△MPG≌△QMJ≌△NQI,∴HN=PG=MJ=IQ,PH=GM=QJ=NI,∴四邊形HGJI為正方形,∴PK=IJ=2x,
設(shè)PG=NH=t,則PH=GM=3t,∴M(2t,-2t2+2t+1),N(0,-2t2+6t+1),P(-t,-2t2+
3t+1).
∴N(0,5).情況六,如答圖6,構(gòu)造Rt△PMH,Rt△NPG,答圖6和情況五同理可得△PMH≌△NPG,
設(shè)PG=HN=t,則PH=GN=3t,情況六,如答圖6,構(gòu)造Rt△PMH,Rt△NPG,答圖6和情況五同理可得△PMH≌△NPG,
設(shè)PG=HN=t,則PH=GN=3t,∴M(-2t,-2t2-2t+1),N(0,-2t2-6t+1),P(-3t,-2t2
-5t+1),
∴M(-2t,-2t2-2t+1),N(0,-2t2-6t+1),P(-3t,-2t2
-5t+1),
類型之七二次函數(shù)與相似三角形存在性問題13.
[2024?內(nèi)江]如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,一次函數(shù)y=-2x+6的
圖象與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B,拋物線y=-x2+bx+c經(jīng)過A,
B兩點(diǎn),在第一象限內(nèi)拋物線上取一點(diǎn)D,過點(diǎn)D作DC⊥x軸于點(diǎn)C,交
AB于點(diǎn)E.
(1)求拋物線所對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式.解:(1)令y=0,則-2x+6=0,則x=3;令x=0,則y=6,∴A(3,0),B(0,6).把A(3,0),B(0,6)代入y=-x2+bx+c,
∴拋物線所對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為y=-x2+x+6.(2)是否存在點(diǎn)D,使得△BDE與△ACE相似?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)D的
坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.解:(2)存在點(diǎn)D,使得△BDE和△ACE相似.理由如下.設(shè)點(diǎn)D(t,-t2+t+6),則E(t,-2t+6),C(t,0),∴EC=-2t+6,AC=3-t,DE=-t2+3t,∴△BDE和△ACE相似,∠BED=∠AEC,∴△ACE∽△BDE或△ACE∽△DBE.
解:(2)存在點(diǎn)D,使得△BDE和△ACE相似.理由如下.設(shè)點(diǎn)D(t,-t2+t+6),則E(t,-2t+6),C(t,0),∴EC=-2t+6,AC=3-t,DE=-t2+3t,∴△BDE和△ACE相似,∠BED=∠AEC,∴△ACE∽△BDE或△ACE∽△DBE.
①如答圖1,當(dāng)△ACE∽△B
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