1、 二次函数综合一、二次函数与相似三角形例;如图,在平面直角坐标系xOy中,直线y1/2x2与x轴交于点A,与y轴交于点C.抛物线yax2bxc的对称轴是直线x3/2,且经过A,C两点,与x轴的另一交点为点B.(1)直接写出点B的坐标;求抛物线的解析式(2)抛物线上是否存在点M,过点M作MN垂直x轴于点N,使得以点A,M,N为顶点的三角形与ABC相似?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由 练习;1.如图,直线yx+分别交x轴、y轴于点A,B,过点A的抛物线yx2+bx+c与x轴的另一交点为C,与y轴交于点D(0,3),抛物线的对称轴l交AD于点E,连接OE交AB于点F(1)求抛物线的解析
2、式;(2)求证:OEAB;(3)P为抛物线上的一动点,直线PO交AD于点M,是否存在这样的点P,使以A,O,M为顶点的三角形与ACD相似?若存在,求点P的横坐标;若不存在,请说明理由2.如图,已知抛物线y=- x2+bx+c与x轴交于点A(-1,0)和B,与y轴交于点C(0,3)(1)求此抛物线的解析式及点B的坐标;(2)设抛物线的顶点为D,连接CD、DB、CB、AC求证:AOCDCB;在坐标轴上是否存在与原点O不重合的点P,使以P、A、C为顶点的三角形与DCB相似?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由; 3如图,二次函数y=ax2+bx+c的图象交x轴于A(2,0),B(1,0
3、),交y轴于C(0,2)(1)求二次函数的解析式;(2)连接AC,在直线AC上方的抛物线上是否存在点N,使NAC的面积最大,若存在,求出这个最大值及此时点N的坐标,若不存在,说明理由;(3)若点M在x轴上,是否存在点M,使以B、C、M为顶点的三角形是等腰三角形,若存在,直接写出点M的坐标;若不存在,说明理由;(4)若P为抛物线上一点,过P作PQBC于Q,在y轴左侧的抛物线是否存在点P使CPQBCO(点C与点B对应),若存在,求出点P的坐标,若不存在,说明理由 二、二次函数与角有关的存在性问题主要包括相等角的存在性、二倍角或半角的存在性,其他倍数关系角的存在性等,角相等求动点的方法主要有两种:一
4、是解直角三角形法,二是交点法例1;如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线yx2bxc与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,对称轴为直线x2,点A的坐标为(1,0)(1)求该抛物线的表达式及顶点坐标;(2)点P为抛物线上一点(不与点A重合),连接PC当PCBACB时,求点P的坐标;练习;已知:如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图像与轴分别交于、两点,与轴交于点,点是抛物线的顶点,(1)求的值;(2)点在抛物线的对称轴上,且,求点的坐标;角2倍求动点可以转化为角相等解决,常用方法是:(1)利用角平分线转化;(2)利用等腰三角形定焦的外角转化;(3)利用直角三角形斜边中线的等腰三角形转化。例2;如
5、图1,抛物线与x轴交于A(-2,0)、B(4,0)两点,与y轴交于点C,直线l与抛物线交于A、D两点,其中D点的横坐标为2(1)求抛物线的解析式以及直线AD的解析式;(2)点P是抛物线上位于直线AD下方的动点,过点P作x轴,y轴的平行线,交AD于点E、F,当PE+PF取最大值时,求点P的坐标;(3)如图2,连接AC,点Q在抛物线上,且满足QAB=2ACO,求点Q的坐标练习;1二次函数yax2+bx+4(a0)的图象经过点A(4,0),B(1,0),与y轴交于点C,点P为第二象限内抛物线上一点,连接BP、AC,交于点Q,过点P作PDx轴于点D(1)求二次函数的表达式;(2)连接BC,当DPB2B
6、CO时,求直线BP的表达式;(3)请判断:是否有最大值,如有请求出有最大值时点P的坐标,如没有请说明理由2如图,抛物线交x轴于两点,交y轴于点C直线经过点(1)求抛物线的解析式;(2)抛物线的对称轴l与直线相交于点P,连接,判定的形状,并说明理由;(3)在直线上是否存在点M,使与直线的夹角等于的2倍?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由三、其他角的存在性问题1如图,在直角坐标系中,四边形OABC是平行四边形,经过A(2,0),B,C三点的抛物线yax2+bx+(a0)与x轴的另一个交点为D,其顶点为M,对称轴与x轴交于点E(1)求这条抛物线对应的函数表达式;(2)已知P是抛物线对称轴
7、上的点,满足在直线MD上存在唯一的点Q,使得PQE45,求点P的坐标2如图,抛物线()过点和,点是抛物线的顶点,点是轴下方抛物线上的一点,连接,(1)求抛物线的解析式;(2)如图,当时,求点的坐标;3如图,在平面直角坐标系中,直线yx+3与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线yx2+bx+c经过坐标原点和点A,顶点为点M(1)求抛物线的关系式及点M的坐标;(2)点E是直线AB下方的抛物线上一动点,连接EB,EA,当EAB的面积等于时,求E点的坐标;(3)将直线AB向下平移,得到过点M的直线ymx+n,且与x轴负半轴交于点C,取点D(2,0),连接DM,求证:ADMACM454(2022呼和浩特
8、)如图,抛物线yx2+bx+c经过点B(4,0)和点C(0,2),与x轴的另一个交点为A,连接AC、BC(1)求抛物线的解析式及点A的坐标;(2)如图1,若点D是线段AC的中点,连接BD,在y轴上是否存在点E,使得BDE是以BD为斜边的直角三角形?若存在,请求出点E的坐标;若不存在,请说明理由(3)如图2,点P是第一象限内抛物线上的动点,过点P作PQy轴,分别交BC、x轴于点M、N,当PMC中有某个角的度数等于OBC度数的2倍时,请求出满足条件的点P的横坐标答案一、二次函数与相似三角形例;【答案】(1)点B的坐标为(1,0);y1/2x23/2x2;(2)存在点M1(0,2),M2(3,2),
9、M3(2,3),M4(5,18),使得以点A,M,N为顶点的三角形与ABC相似.解;(1)对于直线y1/2x2,当x0时,y2;当y0时,x4,C(0,2),A(4,0),由抛物线的对称性可知:点A与点B关于直线x3/2对称,点B的坐标为(1,0);抛物线yax2bxc过A(4,0),B(1,0),可设抛物线解析式为ya(x4)(x1),又抛物线过点C(0,2),24a,a1/2,y1/2x23/2x2 (2)在RtAOC中,易知ABCACOCBO,如图,当M点与C点重合,即M(0,2)时,MANBAC;根据抛物线的对称性,当M(3,2)时,MANABC;当点M在第四象限时,设M(n,1/2
10、n23/2n2),则N(n,0),MN1/2n23/2n2,ANn4,当时,MNAN,即n2n2 (n4),整理得n22n80,解得n14(舍),n22,M(2,3);当时,MN2AN,即n2n22(n4),整理得n2n200解得n14(舍),n25,M(5,18)综上所述,存在点M1(0,2),M2(3,2),M3(2,3),M4(5,18),使得以点A,M,N为顶点的三角形与ABC相似.练习;1.解:(1)直线yx+分别交x轴、y轴于点A,B,A(3,0),B(0,),抛物线yx2+bx+c经过A(3,0),D(0,3),解得:,该抛物线的解析式为yx2+2x+3;(2)yx2+2x+3(
11、x1)2+4,抛物线的对称轴为直线x1,设直线AD的解析式为ykx+a,将A(3,0),D(0,3)代入,得:,解得:,直线AD的解析式为yx+3,E(1,2),G(1,0),EGO90,tanOEG,OA3,OB,AOB90,tanOAB,tanOABtanOEG,OABOEG,OEG+EOG90,OAB+EOG90,AFO90,OEAB;(3)存在A(3,0),抛物线的对称轴为直线x1,C(1,0),AC3(1)4,OAOD3,AOD90,ADOA3,设直线CD解析式为ymx+n,C(1,0),D(0,3), 解得:,直线CD解析式为y3x+3,当AOMACD时,AOMACD,如图2,OM
12、CD,直线OM的解析式为y3x,结合抛物线的解析式为yx2+2x+3,得:3xx2+2x+3,解得:x1,x2,当AMOACD时,如图3,AM2,过点M作MGx轴于点G,则AGM90,OAD45,AGMGAMsin4522,OGOAAG321,M(1,2),设直线OM解析式为ym1x,将M(1,2)代入,得:m12,直线OM解析式为y2x,结合抛物线的解析式为yx2+2x+3,得:2xx2+2x+3,解得:x,综上所述,点P的横坐标为或2. 【答案】(1)(3,0);(2)见解析, P1(9,0)或P2(0, -1/3)解:(1)C(0,3),抛物线解析式为y=x2+bx+3,A(1,0),1
13、b+3=0,解得b=2.抛物线的解析式为:y=x2+2x+3,令y=0,则x2+2x+3=0,解得:x1=1,x2=3,点B的坐标是(3,0);(2)证明:作DEy轴交于点E, 可求得顶点D(1,4),OA=1,OC=OB=3,OCB=45,DE=1,EO=4,EC=1,DCE=45,故DCB=90=AOC,由勾股定理求得:CD=,BC=3,AOCDCB 存在符合条件的点P有两个:P1(9,0)或P2(0, -1/3).1.以C为顶点的角是90时, ACO+CAO=90,CPO+OCP=90,CPO=ACO,CPO=DBC,DCB=ACP=90,PCABCD,DBC=APC,tanDBC=ta
14、nAPC,即1/3=,OP=9,P(9,0);2.以A为顶点的角是90时, 同理可证AOPBCD,DBC=PAO,tanDBC=tanPAO,即1/3=,OP=1/3,P(0, -1/3).综上可得:存在符合条件的点P有两个:P1(9,0)或P2(0, -1/3).3(1)y=x2x+2;(2)N(1,2),ANC的面积有最大值为1;(3)M的坐标为(1,0)或(,0)或(-3/2,0);(4)点P的坐标为:(1,2)或(-7/3, -10/9)(2)如图1,过N作NDy轴,交AC于D,设N(n,n2n+2),设直线AC的解析式为:y=kx+b,把A(2,0)、C(0,2)代入得: ,解得:
15、,直线AC的解析式为:y=x+2,D(n,n+2),ND=(n2n+2)(n+2)=n22n,SANC=1/22n22n=n22n=(n+1)2+1,如图3,作BC的中垂线,交x轴于M4,连接CM4,则CM4=BM4,设OM4=x,则CM4=BM4=x+1,由勾股定理得:22+x2=(1+x)2,解得:x=3/2,M4在x轴的负半轴上,M4(3/2,0),综上所述,当B、C、M为顶点的三角形是等腰三角形时,M的坐标为(1,0)或(1,0)或(3/2,0).(4)存在两种情况:如图4,过C作x轴的平行线交抛物线于P1,过P1作P1QBC,此时,CP1QBCO,点P1与点C关于抛物线的对称轴对称,
16、P1(1,2),如图5,由(3)知:当M(3/2,0)时,MB=MC,设CM与抛物线交于点P2,过P2作P2QBC,此时,CP2QBCO,易得直线CM的解析式为:y=4/3x+2,则,解得:P2(7/3,10/9),综上所述,点P的坐标为:(1,2)或(7/3,10/9) 二、二次函数与角有关的存在性问题例1;【答案】(1)y=x2-4x+3,顶点(2,-1);(2)(,);(3)(2,)或(2,)解:(1)对称轴为直线,点的坐标为,当时,顶点,(2)作于,交于,直线的关系式为:,(舍,(3)点旋转后的对应点为,作对称轴于,对称轴于,当在上方时,则,设,将线段绕点顺时针旋转得线段,PQP=90
17、,则PQD+PQE=90,又PQD+DPQ=90,PQE=DPQ,又PQ=PQ,PDQ=QEP=90,(AAS),恰好落在抛物线上,解得,(舍),点Q的纵坐标为;,当在上方时,作对称轴于,可知:PQP为等腰直角三角形,点Q的纵坐标为,综上:或练习;1.【答案】(1)1;(2);解;(1),即(2)由知其对称轴为x=-1,如图,设抛物线对称轴与x轴的交点为N,则;由(1)的抛物线:,得:在中,若,则;当M在x轴上方时,在中, MN=6;同理可得,当点M在x轴下方时可得,M;故例2;【答案】(1),;(2)P(0,-4);(3)点Q的坐标为,【详解】(1)将A(-2,0),B(4,0)代入,得,解
18、得,抛物线解析式为,当x=2时,D(2,-4)设直线AD的解析式为,将A(-2,0)D(2,-4)代入,得,解得直线AD的解析式为 (2)根据题意作图,如图,在上,当x=0时, ,AD与y轴的交点M的坐标为(0,-2),OA=OM,AOM=90,OAB=45,PEx轴,PFy轴,PEF=OAB=45,EPF=90,PF=PE,设,P在AD的下方,-2x2,当x=0时,PF有最大值为2,此时PF+PE最大,P(0,-4);(3)在BO上截取ONOA,连接CN,过点A作AHCN,如图, 点A(-2,0),点C(0,4),OA2,OC4, ONOA,CONCOA90,OCOC,OCNOCA(SAS)
19、,ACONCO,CNAC,NCA2ACO,QAB2ACO,QABNCA,SANCANOCAHCN,AH, 如图,当点Q在AB的下方时,设AQ与y轴交于点I,QABNCA,tanNCAtanQAB,OI,点I(0,),又点A(-2,0),直线AQ解析式为:,联立方程组得:,解得:或(不合题意舍去),点Q坐标为:,当点Q在AB的上方时,同理可求直线AQ解析式为:,联立方程组得:,解得:(不合题意舍去)或,点Q坐标为:,综上所述:点Q的坐标为,练习;1解:(1)二次函数yax2+bx+4(a0)的图象经过点A(4,0),B(1,0),解得:,该二次函数的表达式为yx23x+4;(2)如图,设BP与y
20、轴交于点E,PDy轴,DPBOEB,DPB2BCO,OEB2BCO,ECBEBC,BECE,设OEa,则CE4a,BE4a,在RtBOE中,由勾股定理得:BE2OE2+OB2,(4a)2a2+12,解得:a,E(0,),设BE所在直线表达式为ykx+e(k0),解得:,直线BP的表达式为yx+;(3)有最大值如图,设PD与AC交于点N,过点B作y轴的平行线与AC相交于点M,设直线AC表达式为ymx+n,A(4,0),C(0,4),解得:,直线AC表达式为yx+4,M点的坐标为(1,5),BM5,BMPN,PNQBMQ,设P(a0,a023a0+4)(4a00),则N(a0,a0+4),当a02
21、时,有最大值,此时,点P的坐标为(2,6)2【答案】(1);(2)的为直角三角形,理由见解析;(3)存在使与直线的夹角等于的2倍的点,且坐标为M1(),M2(,)解:(1)直线经过点当x=0时,可得y=5,即C的坐标为(0,5)当y=0时,可得x=5,即B的坐标为(5,0)解得该抛物线的解析式为(2)的为直角三角形,理由如下:解方程=0,则x1=1,x2=5A(1,0),B(5,0)抛物线的对称轴l为x=3APB为等腰三角形C的坐标为(5,0), B的坐标为(5,0)OB=CO=5,即ABP=45ABP=45,APB=180-45-45=90APC=180-90=90的为直角三角形;(3)如图
22、:作ANBC于N,NHx轴于H,作AC的垂直平分线交BC于M1,AC于E,M1A=M1C,ACM1=CAM1AM1B=2ACBANB为等腰直角三角形.AH=BH=NH=2N(3,2)设AC的函数解析式为y=kx+bC(0,5),A(1,0) 解得b=5,k=-5AC的函数解析式为y=-5x+5设EM1的函数解析式为y=x+n点E的坐标为()= +n,解得:n=EM1的函数解析式为y=x+ 解得 M1的坐标为();在直线BC上作点M1关于N点的对称点M2设M2(a,-a+5)则有:3=,解得a= -a+5= M2的坐标为(,)综上,存在使与直线的夹角等于的2倍的点,且坐标为M1(),M2(,)三
23、、其他角的存在性问题1【答案】(1)yx2+x+;(2)点P的坐标为(1,)或(1,3)或(1,-3)【详解】(1)A(-2,0),四边形OABC是平行四边形,BC/OA,BC=OA=2,抛物线与y轴交于点B,抛物线的对称轴为直线x=1,则x1,将点A的坐标代入抛物线表达式得:04a2b+,联立得,解得,抛物线的表达式为:yx2+x+;(2)作PEQ的外接圆R,过点R作RHME于点H,PQE45,PRE90,RP=RE,PRE为等腰直角三角形,直线MD上存在唯一的点Q,R与直线MD相切,RQMD,抛物线对称轴为直线x=1,当x=1时y=3,点M坐标为(1,3),D(4,0),ME3,ED413
24、,MD=,设点P(1,2m),则PHHEHRm,则圆R的半径为m,则点R(1+m,m),SMEDSMRD+SMRE+SDRE,即MEEDMDRQ+EDyR+MERH,33m+4m+3m,解得m,点P坐标为(1,),ME=MD=3,MDE=45,点P与点M重合时,符合题意,即P(1,3),过点D作DFMD,交对称轴于F,则FDE=45,符合题意,EF=DE=3,点F坐标为(1,-3),点P坐标为(1,-3),综上所述:点P的坐标为(1,)或(1,3)或(1,-3)2【详解】(1)把点和分别代入中,得:,解得,抛物线的解析式为;(2)如图,设抛物线的对称轴与轴相交于点C,与相交于点E,顶点,对称轴
25、与轴的交点C(3,0),OC=3, CB=,在中,在中,点E的坐标为(3,),设直线的解析式是(),把点E (3,)代入,得:解得,直线的解析式是,解得(舍去),当时,点D的坐标为(5,);3解:(1)对于yx+3,令yx+30,解得x6,令x0,则y3,故点A、B的坐标分别为(6,0)、(0,3),抛物线yx2+bx+c经过坐标原点,故c0,将点A的坐标代入抛物线表达式得:036+6b,解得b2,故抛物线的表达式为yx22x;则抛物线的对称轴为x3,当x3时,yx22x3,则点M的坐标为(3,3);(2)如图1,过点E作EHy轴交AB于点H,设点E的坐标为(x,x22x),则点H(x,x+3
26、),则EAB的面积SEHB+SEHAEHOA6(x+3x2+2x),解得x1或,故点E的坐标为(1,)或(,);(3)直线AB向下平移后过点M(3,3),故直线CM的表达式为y(x3)3x,令yx0,解得x3,故点C(3,0);故点D作DHCM于点H,直线CM的表达式为yx,故tanMCD,则sinMCD,则DMCDsinMCD(2+3),由点D、M的坐标得,DM,则sinHMD,故HMD45DCMADMACM45,ADMACM454解:(1)将点B(4,0)和点C(0,2)代入抛物线yx2+bx+c中,则,解得:,抛物线的解析式为yx2+x+2,在yx2+x+2中,令y0得x2+x+20,解
27、得:x11,x24,A(1,0);(2)存在y轴上一点E,使得BDE是以BD为斜边的直角三角形,理由如下:如图:点D是线段AC的中点,A(1,0),C(0,2),D(,1),设E(0,t),又B(4,0),BED90,BE2+DE2BD2,即(40)2+(0t)2+(0)2+(1t)2(4+)2+(01)2,化简得:t2t20,解得:t11,t22,E的坐标为(0,1)或(0,2);(3)B(4,0)、C(0,2),设直线BC的解析式为ykx+2(k0),把点B(4,0)代入解析式得,4k+20,解得:k,直线BC的解析式为yx+2,设点P(m,m2+m+2),则M(m,m+2),当PCM2O
28、BC时,过点C作CFPM于点F,如图,CFPM,PMy轴,CFOB,FCMOBC,F(m,2),又PCM2OBC,PCFFCMOBC,F是线段PM的中点,2,整理得:m22m0,解得:m2或m0,点P是第一象限内抛物线上的动点,m2;CMP2OBC时,CMPBMN,BMN2OBC,即BMN2NBM,PNx轴,BMN+NBM90,即3NBM90,NBM30,OCBC,BC24,此种情况不存在;当CPM2OBC时,CMPNMB90OBC,PCM180CPMCMP1802OBC(90OBC)90OBC,PCMCMP,PCPM,(m0)2+(+m+22)2(+m+2)(m+2)2,整理得:m2+m4m3+m2m42m3+4m2,解得:m;综上所述,满足条件的点P的横坐标为2或23
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