1、 类型三类型三 二次函数与图形面积问题二次函数与图形面积问题 例 1、如图,已知抛物线 2 1yx与x轴交于 A、B 两点,与y轴交于点 C (1)求 A、B、C 三点的坐标; (2)过点 A 作 APCB 交抛物线于点 P,求四边形 ACBP 的面积; (3)在x轴上方的抛物线上是否存在一点 M,过 M 作 MGx轴于点 G,使以 A、 M、G 三点为顶点的三角形与PCA 相似若存在,请求出 M 点的坐标;否则,请说 明理由 【解析】解:(1)令0y ,得 2 10x 解得1x 令0x ,得1y A( 1,0) B(1,0) C(0, 1) (2)OA=OB=OC=1 BAC=ACO=BCO
2、=45 APCB, PAB=45 过点 P 作 PEx轴于 E,则APE 为等腰直角三角形 令 OE=a,则 PE=1a P( ,1)a a 点 P 在抛物线 2 1yx上 2 11aa 解得 1 2a , 2 1a (不合题意,舍去) PE=3 四边形 ACBP 的面积S= 1 2 ABOC+ 1 2 ABPE= 11 2 12 34 22 (3) 假设存在 PAB=BAC =45 PAAC G M C B y P A o x MGx轴于点 G, MGA=PAC =90 在 Rt AOC 中,OA=OC=1 AC=2 在 Rt PAE 中,AE=PE=3 AP= 3 2 设 M 点的横坐标为
3、m,则 M 2 ( ,1)m m 点 M 在y轴左侧时,则1m () 当AMG PCA 时,有 AG PA = MG CA AG=1m,MG= 2 1m 即 2 11 3 22 mm 解得 1 1m (舍去) 2 2 3 m (舍去) () 当MAG PCA 时有 AG CA = MG PA 即 2 11 23 2 mm 解得:1m(舍去) 2 2m M( 2,3) 点 M 在y轴右侧时,则1m () 当AMG PCA 时有 AG PA = MG CA AG=1m,MG= 2 1m 2 11 3 22 mm 解得 1 1m (舍去) 2 4 3 m M 4 7 ( , ) 3 9 G M C
4、B y P A o x () 当MAGPCA 时有 AG CA = MG PA 即 2 11 23 2 mm 解得: 1 1m (舍去) 2 4m M(4,15) 存在点 M,使以 A、M、G 三点为顶点的三角形与PCA 相似 M 点的坐标为( 2,3), 4 7 ( , ) 3 9 ,(4,15) 例 2、如图,在平面直角坐标系中, ABC 是直角三角形,ACB=90,AC=BC,OA=1, OC=4,抛物线 2 yxbxc经过 A,B 两点,抛物线的顶点为 D (1)求 b,c 的值; (2)点 E 是直角三角形 ABC 斜边 AB 上一动点(点 A、B 除外),过点 E 作 x 轴的 垂
5、线交抛物线于点 F,当线段 EF 的长度最大时,求点 E 的坐标; (3)在(2)的条件下:求以点、为顶点的四边形的 面积;在抛物线上是否存在一点 P,使 EFP 是以 EF 为直角边的直角三 角形? 若存在,求出所有点 P 的坐标;若不存在,说明理由. 【解析】解:(1)由已知得:A(-1,0) B(4,5) 二次函数 2 yxbxc的图像经过点 A(-1,0)B(4,5) 10 1645 bc bc 解得:b=-2 c=-3 (2)如题图:直线 AB 经过点 A(-1,0) B(4,5) 直线 AB 的解析式为:y=x+1 二次函数 2 23yxx 设点 E(t, t+1),则 F(t,
6、2 23tt) EF= 2 (1)(23)ttt = 2 325 () 24 t 当 3 2 t 时,EF 的最大值= 25 4 点 E 的坐标为( 3 2 , 5 2 ) (3)如题图:顺次连接点 E、B、F、D 得四边形 可求出点 F 的坐标( 3 2 , 15 4 ),点 D 的坐标为(1,-4) S EBFD四边行 = S BEF + SDEF = 1253125 3 (4)(1) 242242 = 75 8 如题备用图:)过点 E 作 aEF 交抛物线于点 P,设点 P(m, 2 23mm) 则有: 2 5 23 2 mm 解得: 1 226 2 m , 2 226 2 m 1 22
7、6 5 (, ) 22 p , 2 226 5 (, ) 22 p )过点 F 作 bEF 交抛物线于 3 P,设 3 P(n, 2 23nn) 则有: 2 15 4 23nn 解得: 1 1 2 n , 2 3 2 n (与点 F 重合,舍去) 3 P 115 24 ( ,) 综上所述:所有点 P 的坐标: 1 226 5 (, ) 22 p , 2 226 5 (, ) 22 p 3 P( 115 24 ( ,). 能 使 EFP 组成以 EF 为直角边的直角三角形 例 3、 如图,已知二次函数cbxxy 2 的图象与x轴交于 A、 B 两点, 与y轴交于点 P, 顶点为 C(1,2).
8、(1)求此函数的关系式; (2)作点 C 关于x轴的对称点 D,顺次连接 A、C、B、D.若在抛物线上存在点 E, 使直线 PE 将四边形 ABCD 分成面积相等的两个四边形,求点 E 的坐标; (3)在(2)的条件下,抛物线上是否存在一点 F,使得 PEF 是以 P 为直角顶点 的直角三角形?若存在,求出点 F 的坐标及 PEF 的面积;若不存在,请说明理由. 【解析】(1)cbxxy 2 的顶点为 C(1,2), 2) 1( 2 xy,12 2 xxy (2)设直线 PE 对应的函数关系式为bkxy 由题意,四边形 ACBD 是菱形. 故直线 PE 必过菱形 ACBD 的对称中心 M 由
9、P(0,1),M(1,0),得 0 1 bk b 从而1 xy, 设 E(x,1x),代入12 2 xxy,得121 2 xxx 解之得0 1 x,3 2 x,根据题意,得点 E(3,2) (3)假设存在这样的点 F,可设 F(x,12 2 xx) 过点 F 作 FGy轴,垂足为点 G. 在 Rt POM 和 Rt FGP 中,OMP+OPM=90 ,FPG+OPM=90 , OMP=FPG,又POM=PGF,POMFGP. GF GP OP OM 又 OM=1,OP=1,GP=GF,即xxx) 12(1 2 解得0 1 x,1 2 x,根据题意,得 F(1,2) 故点 F(1,2)即为所 求
10、 322 2 1 12 2 1 MFEMFPPEF SSS 例 4、如图,已知抛物线)0( 2 acbxaxy的顶点坐标为 Q1, 2 ,且与y轴交于 点 C3 , 0,与x轴交于 A、B 两点(点 A 在点 B 的右侧),点 P 是该抛物线上一动点, 从点 C 沿抛物线向点 A 运动(点 P 与 A 不重合),过点 P 作 PDy轴,交 AC 于点 D (1)求该抛物线的函数关系式;(2)当 ADP 是直角三角形时,求点 P 的坐标; (3)在问题(2)的结论下,若点 E 在x轴上,点 F 在抛物线上,问是否存在以 A、P、 E、F 为顶点的平行四边形?若存在,求点 F 的坐标;若不存在,请
11、说明理由 【解析】解:(1)抛物线的顶点为 Q(2,1)设12 2 xay 将 C(0,3)代入上式,得1203 2 a 1a12 2 xy , 即34 2 xxy (2)分两种情况: 当点 P1为直角顶点时,点 P1与点 B 重合(如图) 令y=0, 得034 2 xx 解之得1 1 x, 3 2 x 点 A 在点 B 的右边, B(1,0), A(3,0)P1(1,0) 解:当点 A 为 APD2的直角顶点是(如图) OA=OC, AOC= 90, OAD2= 45 当D2AP2= 90时, OAP2= 45, AO 平分D2AP2 又P2D2y轴, P2D2AO, P2、D2关于x轴对称
12、 设直线 AC 的函数关系式为bkxy 将 A(3,0), C(0,3)代入上式得 b bk 3 30 , 3 1 b k 3xy D2在3xy上, P2在34 2 xxy上, 设 D2(x,3x), P2(x,34 2 xx)(3x)+(34 2 xx)=0 065 2 xx, 2 1 x, 3 2 x(舍)当x=2 时, 34 2 xxy=32422=1 P2的坐标为 P2(2,1)(即为 抛物线顶点) P 点坐标为 P1(1,0), P2(2,1) (3)解: 由题(2)知,当点 P 的坐标为 P1(1,0)时,不能构成平行四边形 当点 P 的坐标为 P2(2,1)(即顶点 Q)时, 平移直线 AP(如图)交x轴于点 E,交抛物线于点 F. 当 AP=FE 时,四边形 PAFE 是平行四边形 P(2,1), 可令 F(x,1)134 2 xx 解之得: 22 1 x, 22 2 xF 点有两点, 即 F1(22,1), F2(22,1)