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文档简介
1、以二次函数与直角三角形问题为背景的解答题【总体点评】二次函数在全国中考数学中常常作为压轴题,同时在省级,国家级数学竞赛中也有二次函数大题,很多学生在有限的时间内都不能很好完成。由于在高中和大学中很多数学知识都与函数知识或函数的思想有关,学生在初中阶段函数知识和函数思维方法学得好否,直接关系到未来数学的学习。直角三角形的有关知识和二次函数都是初中代数中的重点内容,这两块内容的综合是初中数学最突出的综合内容,因此这类问题就成为中考命题中比较受关注的热点问题.【解题思路】近几年的中考中,二次函数图形中存在性问题始终是热点和难点。考题内容涉及到分类讨论、数形结合、化,归等数学思想,对学生思维能力、模型
2、思想等数学素养要求很高所以学生的失分现象比较普遍和突出。解这类问题有什么规律可循?所应用的知识点:1.抛物线与直线交点坐标;2.抛物线与直线的解析式;3.勾股定理;4.三角形的相似的性质和判定;5.两直线垂直的条件;运用的数学思想:1.函数与方程;2.数形结合;3.分类讨论;4.等价转化;解决二次函数中直角三角形存在性问题采用方法:1.找点:在已知两定点,确定第三点构成直角三角形时,要么以两定点为直角顶点,要么以动点为直角顶点.以定点为直角顶点时,构造两条直线与已知直线垂直;以动点为直角顶点时,以已知线段为直径构造圆找点;2.以两定点为直角顶点时,两直线互相垂直,则k1*k2=-1,以已知线段
3、为斜边时,利用K型图,构造双垂直模型,最后利用相似求解,或者三条边分别表示之后,利用勾股定理求解.【典型例题】(【例1】2019邢台市第八中学中考模拟)如图,已知抛物线yax2bxc(a0)的对称轴为直线x1,且抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,其中A(1,0),C(0,3).(1)若直线ymxn经过B、C两点,求直线BC和抛物线的解析式;(2)在抛物线的对称轴x1上找一点M,使点M到点A的距离与到点C的距离之和最小,求出点M的坐标;(3)设点P为抛物线的对称轴x1上的一个动点,求使BPC为直角三角形的点P的坐标.【例2】(2020山东初三期末)已知,抛物线yx2+bx+c经过点A(
4、1,0)和C(0,3)(1)求抛物线的解析式;(2)在抛物线的对称轴上,是否存在点P,使PA+PC的值最小?如果存在,请求出点P的坐标,如果不存在,请说明理由;(3)设点M在抛物线的对称轴上,当MAC是直角三角形时,求点M的坐标【例3】(2019山东中考模拟)如图,在平面直角坐标系中,ACB=90,OC=2OB,tanABC=2,点B的坐标为(1,0)抛物线y=x2+bx+c经过A、B两点(1)求抛物线的解析式;(2)点P是直线AB上方抛物线上的一点,过点P作PD垂直x轴于点D,交线段AB于点E,使PE=12DE求点P的坐标;在直线PD上是否存在点M,使ABM为直角三角形?若存在,求出符合条件
5、的所有点M的坐标;若不存在,请说明理由【方法归纳】解决二次函数中直角三角形存在性问题采用方法:1.找点:在已知两定点,确定第三点构成直角三角形时,要么以两定点为直角顶点,要么以动点为直角顶点.以定点为直角顶点时,构造两条直线与已知直线垂直;以动点为直角顶点时,以已知线段为直径构造圆找点;2.以两定点为直角顶点时,两直线互相垂直,则k1*k2=-1,以已知线段为斜边时,利用K型图,构造双垂直模型,最后利用相似求解,或者三条边分别表示之后,利用勾股定理求解.【针对练习】(12019四川中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线yax2bxc(a0)与y轴交与点C(0,3),与x轴交于A、B两点,点
6、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2(2019四川中考真题)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c的图像经过点A(0,3)、B(1,0),其对称轴为直线l:x=2,过点A作ACx轴交抛物线于点C,AOB的平
7、分线交线段AC于点E,点P是抛物线上的一个动点,设其横坐标为m.(1)求抛物线的解析式;(2)若动点P在直线OE下方的抛物线上,连结PE、PO,当m为何值时,四边形AOPE面积最大,并求出其最大值;(3)如图,F是抛物线的对称轴l上的一点,在抛物线上是否存在点Peqoac(,使)POF成为以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.3(2018吉林中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+2ax3a(a0)与x轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C,顶点为D,直线DC与x轴相交于点E(1)当a=1时,求抛物线顶点D的坐标,OE等于
8、多少;(2)OE的长是否与a值有关,说明你的理由;(3)设DEO=,4560,求a的取值范围;(4)以DE为斜边,在直线DE的左下方作等腰直角三角形PDE设P(m,n),直接写出n关于m的函数解析式及自变量m的取值范围4(2019湖南中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+2x+c与x轴交于A(1,0)B(3,0)两点,与y轴交于点C,点D是该抛物线的顶点(1)求抛物线的解析式和直线AC的解析式;(2)请在y轴上找一点Meqoac(,,使)BDM的周长最小,求出点M的坐标;(3)试探究:在拋物线上是否存在点P,使以点A,P,C为顶点,AC为直角边的三角形是直角三角形?若存在,请求
9、出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由5(2019湖南中考真题)如图,在直角坐标系中有RtAOB,O为坐标原点,OB1,tanABO3,将此三角形绕原点O顺时针旋转90,得到v52m/s,二次函数yx2bxc的图象刚好经过PA,B,C三点(1)求二次函数的解析式及顶点P的坐标;(2)过定点Q的直线l:ykxk3与二次函数图象相交于M,N两点若SPMN2,求k的值;证明:无论k为何值,PMN恒为直角三角形;当直线l绕着定点Q旋转时,PMN外接圆圆心在一条抛物线上运动,直接写出该抛物线的表达式(62019山东中考真题)如图1,抛物线,抛物线与轴的另一交点为.经过点经过平行四边形的直线将平行四
10、边形的顶点、分割为面积相等的两部分,与抛物线交于另一点.点(1)求抛物线的解析式;为直线上方抛物线上一动点,设点的横坐标为.(2)当何值时,(3)是否存在点使的面积最大?并求最大值的立方根;为直角三角形?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.7(2018辽宁中考真题)如图,在平面角坐标系中,抛物线C1:y=ax2+bx1经过点A(2,1)和点B(1,1),抛物线C2:y=2x2+x+1,动直线x=t与抛物线C1交于点N,与抛物线C2交于点M(1)求抛物线C1的表达式;(2)直接用含t的代数式表示线段MN的长;(3eqoac(,)当)AMN是以MN为直角边的等腰直角三角形时,求t的值;(4)在(
11、3)的条件下,设抛物线C1与y轴交于点P,点M在y轴右侧的抛物线C2上,连接AM交y轴于点k,连接KN,在平面内有一点Q,连接KQ和QN,当KQ=1且KNQ=BNP时,请直接写出点Q的坐标8(2018广西中考真题)如图,抛物线y=ax25ax+c与坐标轴分别交于点A,C,E三点,其中A(3,0),C(0,4),点B在x轴上,AC=BC,过点B作BDx轴交抛物线于点D,点M,N分别是线段CO,BC上的动点,且CM=BN,连接MN,AM,AN(1)求抛物线的解析式及点D的坐标;(2eqoac(,)当)CMN是直角三角形时,求点M的坐标;(3)试求出AM+AN的最小值9(2018四川中考真题)如图,
12、已知二次函数y=ax2+bx+3的图象与x轴分别交于A(1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C(1)求此二次函数解析式;(2)点D为抛物线的顶点,试判断BCD的形状,并说明理由;(3)将直线BC向上平移t(t0)个单位,平移后的直线与抛物线交于M,N两点(点M在y轴的右侧),当AMN为直角三角形时,求t的值10(2018黑龙江中考真题)如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,B点坐标为(4,0),与y轴交于点C(0,4)(1)求抛物线的解析式;(2)点P在x轴下方的抛物线上,过点P的直线y=x+m与直线BC交于点E,与y轴交于点F,求PE+EF的最大值;(3)点D为抛物线对称轴
13、上一点eqoac(,当)BCD是以BC为直角边的直角三角形时,直接写出点D的坐标;eqoac(,若)BCD是锐角三角形,直接写出点D的纵坐标n的取值范围11(2018湖南中考真题)如图所示,将二次函数y=x2+2x+1的图象沿x轴翻折,然后向右平移1个单位,再向上平移4个单位,得到二次函数y=ax2+bx+c的图象函数y=x2+2x+1的图象的顶点为点A函数y=ax2+bx+c的图象的顶点为点B,和x轴的交点为点C,D(点D位于点C的左侧)(1)求函数y=ax2+bx+c的解析式;(2)从点A,C,D三个点中任取两个点和点B构造三角形,求构造的三角形是等腰三角形的概率;(3)若点M是线段BC上
14、的动点,点Neqoac(,是)ABC三边上的动点,是否存在以AM为斜边的eqoac(,Rt)AMN,使AMN的面积为ABC面积的13?若存在,求tanMAN的值;若不存在,请说明理由12(2016甘肃中考真题)如图,在平面直角坐标系xOy中,直线y=kx+b与x轴交于点A,与y轴交于点B已知抛物线y=x2+bx+c经过A(3,0),B(0,3)两点(1)求此抛物线的解析式和直线AB的解析式;(2)如图,动点E从O点出发,沿着OA方向以1个单位/秒的速度向终点A匀速运动,同时,动点F从A点出发,沿着AB方向以2个单位/秒的速度向终点B匀速运动,当E,F中任意一点到达终点时另一点也随之停止运动,连
15、接EF,设运动时间为t秒,当t为何值时,AEF为直角三角形?(3)如图,取一根橡皮筋,两端点分别固定在A,B处,用铅笔拉着这根橡皮筋使笔尖P在直线AB上方的抛物线上移动,动点P与A,B两点构成无数个三角形,在这些三角形中是否存在一个面积最大的三角形?如果存在,求出最大面积,并指出此时点P的坐标;如果不存在,请简要说明理由13(2017广西中考真题)如图,抛物线点,其顶点为.与轴交于两点,与轴的正半轴交于(1)写出(2)设(3)当两点的坐标(用含的式子表示);,求的值;是直角三角形时,求对应抛物线的解析式.14(2020广州大学附属中学初三月考)在平面直角坐标系中,抛物线yx22x3与x轴交于A
16、,B两点(A在B的左侧),与y轴交于点C,顶点为D(1)请直接写出点A,C,D的坐标;(2)如图(1),在x轴上找一点E,使得CDE的周长最小,求点E的坐标;(3)如图(2),F为直线AC上的动点,在抛物线上是否存在点P,使得AFP为等腰直角三角形?若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由15(2020安徽初三期末)如图,已知直线ykx6与抛物线yax2bxc相交于A,B两点,且点A(1,4)为抛物线的顶点,点B在x轴上(1)求抛物线的解析式;(2)在(1)中抛物线的第二象限图象上是否存在一点Peqoac(,,使)POBeqoac(,与)POC全等?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明
17、理由;(3)若点Q是y轴上一点,且ABQ为直角三角形,求点Q的坐标(162020四川绵阳实中、绵阳七中初三月考)如图,顶点为P(3,3)的二次函数图象与x轴交于点A(6,0),点B在该图象上,OB交其对称轴l于点M,点M、N关于点P对称,连接BN、ON(1)求该二次函数的关系式(2)若点B在对称轴l右侧的二次函数图象上运动,请解答下列问题:连接OP,当OP1MN时,请判断NOB的形状,并求出此时点B的坐标2求证:BNMONM17(2020广东初三期末)如图,已知直线AB经过点(0,4),与抛物线y=14x2交于A,B两点,其中点A的横坐标是2(1)求这条直线的函数关系式及点B的坐标(2)在x轴
18、上是否存在点C,使得ABC是直角三角形?若存在,求出点C的坐标,若不存在请说明理由(3)过线段AB上一点P,作PMx轴,交抛物线于点M,点M在第一象限,点N(0,1),当点M的横坐标为何值时,MN+3MP的长度最大?最大值是多少?以二次函数与直角三角形问题为背景的解答题【总体点评】二次函数在全国中考数学中常常作为压轴题,同时在省级,国家级数学竞赛中也有二次函数大题,很多学生在有限的时间内都不能很好完成。由于在高中和大学中很多数学知识都与函数知识或函数的思想有关,学生在初中阶段函数知识和函数思维方法学得好否,直接关系到未来数学的学习。直角三角形的有关知识和二次函数都是初中代数中的重点内容,这两块
19、内容的综合是初中数学最突出的综合内容,因此这类问题就成为中考命题中比较受关注的热点问题.【解题思路】近几年的中考中,二次函数图形中存在性问题始终是热点和难点。考题内容涉及到分类讨论、数形结合、化,归等数学思想,对学生思维能力、模型思想等数学素养要求很高所以学生的失分现象比较普遍和突出。解这类问题有什么规律可循?所应用的知识点:1.抛物线与直线交点坐标;2.抛物线与直线的解析式;3.勾股定理;4.三角形的相似的性质和判定;5.两直线垂直的条件;运用的数学思想:1.函数与方程;2.数形结合;3.分类讨论;4.等价转化;解决二次函数中直角三角形存在性问题采用方法:1.找点:在已知两定点,确定第三点构
20、成直角三角形时,要么以两定点为直角顶点,要么以动点为直角顶点.以定点为直角顶点时,构造两条直线与已知直线垂直;以动点为直角顶点时,以已知线段为直径构造圆找点;2.以两定点为直角顶点时,两直线互相垂直,则k1*k2=-1,以已知线段为斜边时,利用K型图,构造双垂直模型,最后利用相似求解,或者三条边分别表示之后,利用勾股定理求解.【典型例题】(【例1】2019邢台市第八中学中考模拟)如图,已知抛物线yax2bxc(a0)的对称轴为直线x1,且抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,其中A(1,0),C(0,3).(1)若直线ymxn经过B、C两点,求直线BC和抛物线的解析式;(2)在抛物线的对
21、称轴x1上找一点M,使点M到点A的距离与到点C的距离之和最小,求出点M的坐标;(3)设点P为抛物线的对称轴x1上的一个动点,求使BPC为直角三角形的点P的坐标.【答案】(1)抛物线的解析式为yx22x3,直线的解析式为y=x+3.(2)M(1,2);(3)P的坐标为(1,2)或(1,4)或(1,317317)或(1,).222a1a1详解:(1)依题意得:abc0,解得:b2,【解析】分析:(1)先把点A,C的坐标分别代入抛物线解析式得到a和b,c的关系式,再根据抛物线的对称轴方程可得a和b的关系,再联立得到方程组,解方程组,求出a,b,c的值即可得到抛物线解析式;把B、C两点的坐标代入直线y
22、=mx+n,解方程组求出m和n的值即可得到直线解析式;(2)设直线BC与对称轴x=-1的交点为M,此时MA+MC的值最小把x=-1代入直线y=x+3得y的值,即可求出点M坐标;(3)设P(-1,t),又因为B(-3,0),C(0,3),所以可得BC2=18,PB2=(-1+3)2+t2=4+t2,PC2=(-1)2+(t-3)2=t2-6t+10,再分三种情况分别讨论求出符合题意t值即可求出点P的坐标bc3c3得3mn0n3n3抛物线的解析式为yx22x3.对称轴为x1,且抛物线经过A1,0,把B3,0、C0,3分别代入直线ymxn,m1,解之得:,直线ymxn的解析式为yx3.(2)直线BC
23、与对称轴x1的交点为M,则此时MAMC的值最小,把x1代入直线yx3得y2,M1,2.即当点M到点A的距离与到点C的距离之和最小时M的坐标为1,2.(注:本题只求M坐标没说要求证明为何此时MAMC的值最小,所以答案未证明MAMC的值最小的原因).(3)设P1,t,又B3,0,C0,3,BC218,PB2132t24t2,PC212t32t26t10,若点B为直角顶点,则BC2PB2PC2,即:184t2t26t10解得:t2,若点C为直角顶点,则BC2PC2PB2,即:18t26t104t2解得:t4,若点P为直角顶点,则PB2PC2BC2,即:4t2t26t1018解得:t13172,t23
24、172.1,2或1,4或1,3综上所述P的坐标为17317或1,22.【名师点睛】本题综合考查了二次函数的图象与性质、待定系数法求函数(二次函数和一次函数)的解析式、利用轴对称性质确定线段的最小长度、难度不是很大,是一道不错的中考压轴题【例2】(2020山东初三期末)已知,抛物线yx2+bx+c经过点A(1,0)和C(0,3)(1)求抛物线的解析式;(2)在抛物线的对称轴上,是否存在点P,使PA+PC的值最小?如果存在,请求出点P的坐标,如果不存在,请说明理由;(3)设点M在抛物线的对称轴上,当MAC是直角三角形时,求点M的坐标(【答案】1)yx22x3;2)当PAPC的值最小时,点P的坐标为
25、1,2;3)点M的坐标为1,1、1,2、1,8或1,2.33【解析】【分析】1由点A、C的坐标,利用待定系数法即可求出抛物线的解析式;2连接BC交抛物线对称轴于点P,此时PAPC取最小值,利用二次函数图象上点的坐标特征可求出点B的坐标,由点B、C的坐标利用待定系数法即可求出直线BC的解析式,利用配方法可求出抛物线的对称轴,再利用一次函数图象上点的坐标特征即可求出点P的坐标;3设点M的坐标为1,m,则CM(10)2(m3)2,AC012(30)210,AM112(m0)2,分AMC90o、ACM90o和CAM90o三种情况,利用勾股定理可得出关于m的一元二次方程或一元一次方程,解之可得出m的值,
26、进而即可得出点M的坐标【详解】解:1将A1,0、C0,3代入yx2bxc中,1bbc02得:c3,解得:c3,抛物线的解析式为yx22x32连接BC交抛物线对称轴于点P,此时PAPC取最小值,如图1所示当y0时,有x22x30,解得:x11,x23,点B的坐标为3,0Q抛物线的解析式为yx22x3(x1)24,抛物线的对称轴为直线x1设直线BC的解析式为ykxdk0,将B3,0、C0,3代入ykxd中,3kkd01得:d3,解得:d3,直线BC的解析式为yx3Q当x1时,yx32,当PAPC的值最小时,点P的坐标为1,23设点M的坐标为1,m,则CM(10)2(m3)2,AC012(30)21
27、0,AM112(m0)2分三种情况考虑:当AMC90o时,有AC2AM2CM2,即101(m3)24m2,解得:m11,m22,点M的坐标为1,1或1,2;当ACM90o时,有AM2AC2CM2,即4m2101(m3)2,解得:m83,点M的坐标为1,;83当CAM90o时,有CM2AM2AC2,即1(m3)24m210,解得:m23,点M的坐标为1,.23VMAC是直角三角形时,点M的坐标为1,1、1,2、1,或1,.综上所述:当8233【名师点睛】本题考查待定系数法求二次(一次)函数解析式、二次(一次)函数图象的点的坐标特征、轴对称中的最短路径问题以及勾股定理,解题的关键是:1由点的坐标,
28、利用待定系数法求出抛物线解析式;2由两点之间线段最短结合抛物线的对称性找出点P的位置;3分AMC90o、ACM90o和CAM90o三种情况,列出关于m的方程【例3】(2019山东中考模拟)如图,在平面直角坐标系中,ACB=90,OC=2OB,tanABC=2,点B的坐标为(1,0)抛物线y=x2+bx+c经过A、B两点(1)求抛物线的解析式;(2)点P是直线AB上方抛物线上的一点,过点P作PD垂直x轴于点D,交线段AB于点E,使PE=12DE求点P的坐标;在直线PD上是否存在点M,使ABM为直角三角形?若存在,求出符合条件的所有点M的坐标;若不存在,请说明理由【答案】(1)y=x23x+4;(
29、2)P(1,6),存在,M(1,3+11)或(1,311)或(1,1)或(1,132)【解析】【分析】(1)先根据已知求点A的坐标,利用待定系数法求二次函数的解析式;(2)先得AB的解析式为:y=-2x+2,根据PDx轴,设P(x,-x2-3x+4),则E(x,-2x+2),根据PE=12DE,列方程可得P的坐标;AC1bc0c4先设点M的坐标,根据两点距离公式可得AB,AM,BM的长,分三种情况:ABM为直角三角形时,分别以A、B、M为直角顶点时,利用勾股定理列方程可得点M的坐标【详解】解:(1)B(1,0),OB=1,OC=2OB=2,C(2,0),RtABC中,tanABC=2,AC2,
30、2,AC=6,BC3A(2,6),42bc6把A(2,6)和B(1,0)代入y=x2+bx+c得:,b3解得:,抛物线的解析式为:y=x23x+4;(2)A(2,6),B(1,0),AB的解析式为:y=2x+2,设P(x,x23x+4),则E(x,2x+2),PE=12DE,x23x+4(2x+2)=12(2x+2),x=-1或1(舍),P(1,6);M在直线PD上,且P(1,6),设M(1,y),B(1,0),A(2,6)AM2=(1+2)2+(y6)2=1+(y6)2,BM2=(1+1)2+y2=4+y2,AB2=(1+2)2+62=45,分三种情况:i)当AMB=90时,有AM2+BM2
31、=AB2,1+(y6)2+4+y2=45,解得:y=311,M(1,3+11)或(1,311);ii)当ABM=90时,有AB2+BM2=AM2,45+4+y2=1+(y6)2,y=1,M(1,1),iii)当BAM=90时,有AM2+AB2=BM2,1+(y6)2+45=4+y2,y=132,M(1,132);综上所述,点M的坐标为:M(1,3+11)或(1,311)或(1,1)或(1,132)【名师点睛】此题是二次函数的综合题,考查了待定系数法求二次函数的解析式,铅直高度和勾股定理的运用,直角三角形的判定等知识此题难度适中,解题的关键是注意方程思想与分类讨论思想的应用【方法归纳】解决二次函
32、数中直角三角形存在性问题采用方法:1.找点:在已知两定点,确定第三点构成直角三角形时,要么以两定点为直角顶点,要么以动点为直角顶点.以定点为直角顶点时,构造两条直线与已知直线垂直;以动点为直角顶点时,以已知线段为直径构造圆找点;2.以两定点为直角顶点时,两直线互相垂直,则k1*k2=-1,以已知线段为斜边时,利用K型图,构造双垂直模型,最后利用相似求解,或者三条边分别表示之后,利用勾股定理求解.【针对练习】(12019四川中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线yax2bxc(a0)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
33、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teqoac(,,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)y33999x2x3;(2)S=t2t,运动1eqoac(,秒使)PBQ的面积最大,最大面积是;8410510(3)t=2430或t=1719【解析】【分析】(1)把点A、B、C的坐标分别代入抛物线解
34、析式,列出关于系数a、b、c的解析式,通过解方程组求得它们的值;(2)设运动时间为t秒利用三角形的面积公式列出SMBN与t的函数关系式利用二次函数的图象性质进行解答;(3)根据余弦函数,可得关于t的方程,解方程,可得答案【详解】(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),a84a2b3016a4b30分别代入yax332bxc(a0),得:,解得:b,所以该抛物线的解析式为:4c333yx2x3;84(2)设运动时间为t秒,则AM=3t,BN=t,MB=63t由题意得,点C的坐标为(0,3)在RtBOC中,BC=3242
35、=5如图1,过点N作NHAB于点H,NHCO,BHNBOC,HNBNHNt,即,OCBC35SMBN=MBHN=(63t)t,即S=t2t3HN=t,51139999(t1)22251051010eqoac(,,当)PBQ存在时,0t2,=9当t=1时,SPBQ最大10答:运动1eqoac(,秒使)PBQ的面积最大,最大面积是910;(3)如图2,在eqoac(,Rt)OBC中,cosB=OB4BC5设运动时间为t秒,则AM=3t,BN=t,MB=63t当MNB=90时,cosB=当BMN=90时,cosB=BN4t424,即,化简,得17t=24,解得t=;MB563t51763t430,化
36、简,得19t=30,解得t=t5192430综上所述:t=或t=时,MBN为直角三角形1719考点:二次函数综合题;最值问题;二次函数的最值;动点型;存在型;分类讨论;压轴题2(2019四川中考真题)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c的图像经过点A(0,3)、B(1,0),其对称轴为直线l:x=2,过点A作ACx轴交抛物线于点C,AOB的平分线交线段AC于点E,点P是抛物线上的一个动点,设其横坐标为m.(1)求抛物线的解析式;(2)若动点P在直线OE下方的抛物线上,连结PE、PO,当m为何值时,四边形AOPE面积最大,并求出其最大值;(3)如图,F是抛物线的对称轴l上的一点,在抛物线上是否存
37、在点Peqoac(,使)POF成为以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.时,四边形AOPE面积最大,最大值为.(3)P点的坐标为:P1【答案】(1)y=x2-4x+3.(2)当m=52758,),P2(,),P3(,),P4(,).(3+5153-51+55+51+5551522222222【解析】分析:(1)利用对称性可得点D的坐标,利用交点式可得抛物线的解析式;(2)设P(m,m2-4m+3),根据OE的解析式表示点G的坐标,表示PG的长,根据面积和可得四边形AOPE的面积,利用配方法可得其最大值;(3)存在四种情况:如图3,作辅
38、助线,构建全等三角形,证明OMPPNF,根据OM=PN列方程可得点P的坐标;同理可得其他图形中点P的坐标详解:(1)如图1,设抛物线与x轴的另一个交点为D,由对称性得:D(3,0),设抛物线的解析式为:y=a(x-1)(x-3),把A(0,3)代入得:3=3a,a=1,抛物线的解析式;y=x2-4x+3;(2)如图2,设P(m,m2-4m+3),OE平分AOB,AOB=90,AOE=45,AOE是等腰直角三角形,AE=OA=3,E(3,3),易得OE的解析式为:y=x,过P作PGy轴,交OE于点G,G(m,m),PG=m-(m2-4m+3)=-m2+5m-3,形S四边AOPE=SAOE+SPO
39、E,=1133+PGAE,2291=+3(-m2+5m-3),22315=-m2+m,225375=(m-)2+,2283-0,2575当m=时,S有最大值是;28(3)如图3,过P作MNy轴,交y轴于M,交l于N,OPF是等腰直角三角形,且OP=PF,eqoac(,易得)OMPPNF,OM=PN,P(m,m2-4m+3),则-m2+4m-3=2-m,解得:m=5+5255或,2P的坐标为(5+51+55515,)或(,);2222如图4,过P作MNx轴于N,过F作FMMN于M,解得:x=3+5或;P的坐标为(3+5,)或(,);综上所述,点P的坐标是:(5+5同理得ONPPMF,PN=FM,
40、则-m2+4m-3=m-2,3-522153-51+522221+555153+5153-5,)或(,)或(,)或(,22222221+52)点睛:本题属于二次函数综合题,主要考查了二次函数的综合应用,相似三角形的判定与性质以及解一元二次方程的方法,解第(2)问时需要运用配方法,解第(3)问时需要运用分类讨论思想和方程的思想解决问题3(2019吉林中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+2ax3a(a0)与x轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C,顶点为D,直线DC与x轴相交于点E(1)当a=1时,求抛物线顶点D的坐标,OE等于多少;(2)OE的长是否与a值有关,说明你的理由;(3
41、)设DEO=,4560,求a的取值范围;(4)以DE为斜边,在直线DE的左下方作等腰直角三角形PDE设P(m,n),直接写出n关于m的函数解析式及自变量m的取值范围【答案】(1)(1,4),3;(2)结论:OE的长与a值无关理由见解析;(3)3a1;(4)n=m1(m1)【解析】【分析】(1)求出直线CD的解析式即可解决问题;(2)利用参数a,求出直线CD的解析式求出点E坐标即可判断;(3)求出落在特殊情形下的a的值即可判断;(4)如图,作PM对称轴于M,PNAB于N两条全等三角形的性质即可解决问题.【详解】解:(1)当a=1时,抛物线的解析式为y=x22x+3,顶点D(1,4),C(0,3)
42、,直线CD的解析式为y=x+3,E(3,0),OE=3,(2)结论:OE的长与a值无关理由:y=ax2+2ax3a,C(0,3a),D(1,4a),直线CD的解析式为y=ax3a,当y=0时,x=3,E(3,0),OE=3,OE的长与a值无关(3)当=45时,OC=OE=3,3a=3,a=1,当=60时,在eqoac(,Rt)OCE中,OC=3OE=33,3a=33,a=3,4560,a的取值范围为3a1(4)如图,作PM对称轴于M,PNAB于NPD=PE,PMD=PNE=90,DPE=MPN=90,DPM=EPN,DPMEPN,PM=PN,PM=EN,D(1,4a),E(3,0),EN=4+
43、n=3m,n=m1,当顶点D在x轴上时,P(1,2),此时m的值1,抛物线的顶点在第二象限,m1n=m1(m1)故答案为:(1)(1,4),3;(2)OE的长与a值无关;(3)3a1;(4)n=m1(m1)【点睛】本题是二次函数综合题,考查了二次函数的图象与性质。4(2019湖南中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+2x+c与x轴交于A(1,0)B(3,0)两点,与y轴交于点C,点D是该抛物线的顶点(1)求抛物线的解析式和直线AC的解析式;(2)请在y轴上找一点M,使BDM的周长最小,求出点M的坐标;(3)试探究:在拋物线上是否存在点P,使以点A,P,C为顶点,AC为直角边的三
44、角形是直角三角形?若存在,请求出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由【答案】(1)抛物线解析式为y=x2+2x+3;直线AC的解析式为y=3x+3;(2)点M的坐标为(0,3);(3)符合条件的点P的坐标为(7201013,)或(,),3939【解析】(分析:1)设交点式y=a(x+1)x-3),展开得到-2a=2,然后求出a即可得到抛物线解析式;再确定C(0,3),然后利用待定系数法求直线AC的解析式;(2)利用二次函数的性质确定D的坐标为(1,4),作B点关于y轴的对称点B,连接DB交y轴于M,如图1,则B(-3,0),利用两点之间线段最短可判断此时MB+MD的值最小,则此时BDM的
45、周长最小,然后求出直线DB的解析式即可得到点M的坐标;(3)过点C作AC的垂线交抛物线于另一点P,如图2,利用两直线垂直一次项系数互为负倒数设直线PC的解析式为y=-11x+b,把C点坐标代入求出b得到直线PC的解析式为y=-x+3,再解方程组33yx3yx22x313得此时P点坐标;当过点A作AC的垂线交抛物线于另一点P时,利用同样的方法可求出此时P点坐标详解:(1)设抛物线解析式为y=a(x+1)(x3),q3q3即y=ax22ax3a,2a=2,解得a=1,抛物线解析式为y=x2+2x+3;当x=0时,y=x2+2x+3=3,则C(0,3),设直线AC的解析式为y=px+q,pq0p3把
46、A(1,0),C(0,3)代入得,解得,直线AC的解析式为y=3x+3;(2)y=x2+2x+3=(x1)2+4,顶点D的坐标为(1,4),作B点关于y轴的对称点B,连接DB交y轴于M,如图1,则B(3,0),MB=MB,MB+MD=MB+MD=DB,此时MB+MD的值最小,而BD的值不变,此时BDM的周长最小,易得直线DB的解析式为y=x+3,当x=0时,y=x+3=3,点M的坐标为(0,3);(3)存在过点C作AC的垂线交抛物线于另一点P,如图2,直线AC的解析式为y=3x+3,直线PC的解析式可设为y=把C(0,3)代入得b=3,13x+b,直线PC的解析式为y=13x+3,x020y3
47、39yx3y37yx22x3x3720解方程组1,解得或,则此时P点坐标为(,);9过点A作AC的垂线交抛物线于另一点P,直线PC的解析式可设为y=x+b,把A(1,0)代入得11+b=0,解得b=,33x11339y0yxy33综上所述,符合条件的点P的坐标为(711直线PC的解析式为y=x,3310yx22x3x31013解方程组11,解得或,则此时P点坐标为(,).9201013,)或(,).3939点睛:本题考查了二次函数的综合题:熟练掌握二次函数图象上点的坐标特征和二次函数的性质;会利用待定系数法求函数解析式,理解两直线垂直时一次项系数的关系,通过解方程组求把两函数的交点坐标;理解坐
48、标与图形性质,会运用两点之间线段最短解决最短路径问题;会运用分类讨论的思想解决数学问题5(2019湖南中考真题)如图,在直角坐标系中有RtAOB,O为坐标原点,OB1,tanABO3,将此三角形绕原点O顺时针旋转90,得到v52m/s,二次函数yx2bxc的图象刚好经过PA,B,C三点(1)求二次函数的解析式及顶点P的坐标;(2)过定点Q的直线l:ykxk3与二次函数图象相交于M,N两点若SPMN2,求k的值;证明:无论k为何值,PMN恒为直角三角形;当直线l绕着定点Q旋转时,PMN外接圆圆心在一条抛物线上运动,直接写出该抛物线的表达式【答案】(1)yx22x3,P1,4(2)k23;见解析;
49、y2x24x1【解析】【分析】(1)求出点A、B、C的坐标分别为(0,3)、(-1,0)、(3,0),即可求解;PQ(x2-x1),则x2-x1=4,即可求解;k1k2=2x1x1xx4xx1=-1,(2)SPMN=12y4y4yy4yy1611212211212即可求解;取MN的中点H,则点Heqoac(,是)PMN外接圆圆心,即可求解【详解】(1)OB1,tanABO3,则OA3,OC3,即点A、B、C的坐标分别为0,3、1,0、3,0,则二次函数表达式为:yax3x1ax22x3,即:3a3,解得:a1,故函数表达式为:yx22x3,点P1,4;(2)将二次函数与直线l的表达式联立并整理
50、得:x22kxk0,设点M、N的坐标为x,y、x,y1122则x1x22k,x1x2k,则:yykxx12122k66k2,同理:yy94k2,12ykxk3,当x1时,y3,即点Q1,3,2SPMN21PQxx,则xx4,2121xxx211x224xx12,解得:k23;点M、N的坐标为x,y、x,y1122、点P1,4,则直线PM表达式中的k1值为:y4,直线PN表达式中的k2值为:2为:k1k22xx11,12y41x1x112y4y4yy4yy16112x1x1xx4211212故PMPN,即:PMN恒为直角三角形;取MN的中点H,则点H是PMN外接圆圆心,设点H坐标为x,y,则xx
51、x211122k,1yy22y1216k2,整理得:y2x24x1,即:该抛物线的表达式为:y2x24x1【点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数、圆的基本知识等,其中,用根与系数的关系处理复杂数据,是本题解题的关键(62019山东中考真题)如图1,抛物线,抛物线与轴的另一交点为.经过点经过平行四边形的直线将平行四边形的顶点、分割为面积相等的两部分,与抛物线交于另一点.点(1)求抛物线的解析式;为直线上方抛物线上一动点,设点的横坐标为.(2)当何值时,(3)是否存在点使的面积最大?并求最大值的立方根;为直角三角形?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.【答案】(1)抛物线解析式为y
52、=x2+2x+3;(2)当t=时,PEF的面积最大,其最大值为,最大值的立方根为=;(3)存在满足条件的点P,t的值为1或【解析】试题分析:(1)由A、B、C三点的坐标,利用待定系数法可求得抛物线解析式;(2)由A、C坐标可求得平行四边形的中心的坐标,由抛物线的对称性可求得E点坐标,从而可求得直线EF的解析式,作PHx轴,交直线l于点M,作FNPH,则可用t表示出PM的长,从而可表示出PEF的面积,再利用二次函数的性质可求得其最大值,再求其最大值的立方根即可;(3)由题意可知有PAE=90或APE=90两种情况,当PAE=90时,作PGy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
53、的值;当APE=90时,作PKx轴,AQPK,则可证得PKEAQP,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y=x2+2x+3;(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y=x+,联立直线l和抛物线解析式可得,解得或,F(,),如图1,作PHx轴,交l于点M,
54、作FNPH,P点横坐标为t,P(t,t2+2t+3),M(t,t+),PM=t2+2t+3(t+)=t2+t+,SPEF=SPFM+SPEM=PMFN+PMEH=PM(FN+EH)(t2+(t+)3+=)(t)+,当t=eqoac(,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PEA90,只能有PAE=90或APE=90,当PAE=90时,如图2,作PGy轴,OA=OE,OAE=OEA=45,PAG=APG=45,PG=AG,t=t2+2t+33,即t2+t=0,解得t=1或t=0(舍去),当APE=90时,如图3,作PKx轴,AQPK,则PK=t2+2t+3,AQ=
55、t,KE=3t,PQ=t2+2t+33=t2+2t,APQ+KPE=APQ+PAQ=90,PAQ=KPE,且PKE=PQA,PKEAQP,即,即t2t1=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:二次函数综合题7(2018辽宁中考真题)如图,在平面角坐标系中,抛物线C1:y=ax2+bx1经过点A(2,1)和点B(1,1),抛物线C2:y=2x2+x+1,动直线x=t与抛物线C1交于点N,与抛物线C2交于点M(1)求抛物线C1的表达式;(2)直接用含t的代数式表示线段MN的长;(3eqoac(,)当)AMN是以MN为直角边的等腰直角三角形时,求t的值;(4)在(
56、3)的条件下,设抛物线C1与y轴交于点P,点M在y轴右侧的抛物线C2上,连接AM交y轴于点k,连接KN,在平面内有一点Q,连接KQ和QN,当KQ=1且KNQ=BNP时,请直接写出点Q的坐标【答案】(1)抛物线C1:解析式为y=x2+x1;(2)MN=t2+2;(3)t的值为1或0;(4)满足条件的Q点坐标为:(0,2)、(1,3)、(319412,)、(,)55551ab1b1【解析】【分析】(1)利用待定系数法进行求解即可;(2)把x=t代入函数关系式相减即可得;(3)根据图形分别讨论ANM=90、AMN=90时的情况即可得;(4)根据题意画出满足条件图形,可以找到ANeqoac(,为)KN
57、P对称轴,由对称性找到第一个满足条件Q,再通过延长和圆的对称性找到剩余三个点,利用勾股定理进行计算【详解】(1)抛物线C1:y=ax2+bx1经过点A(2,1)和点B(1,1),14a2b1a1,解得:,抛物线C1:解析式为y=x2+x1;(2)动直线x=t与抛物线C1交于点N,与抛物线C2交于点M,点N的纵坐标为t2+t1,点M的纵坐标为2t2+t+1,MN=(2t2+t+1)(t2+t1)=t2+2;(3)共分两种情况当ANM=90,AN=MN时,由已知N(t,t2+t1),A(2,1),AN=t(2)=t+2,MN=t2+2,t2+2=t+2,t1=0(舍去),t2=1,t=1;当AMN
58、=90,AN=MN时,由已知M(t,2t2+t+1),A(2,1),AM=t(2)=t+2,MN=t2+2,t2+2=t+2,t1=0,t2=1(舍去),t=0,故t的值为1或0;(4)由(3)可知t=1时M位于y轴右侧,根据题意画出示意图如图:易得K(0,3),B、O、N三点共线,A(2,1),N(1,1),P(0,1),点K、P关于直线AN对称,设K与y轴下方交点为Q2,则其坐标为(0,2),Q2与点O关于直线AN对称,Q2是满足条件KNQ=BNP,则NQ2延长线与K交点Q1,Q1、Q2关于KN的对称点Q3、Q4也满足KNQ=BNP,由图形易得Q1(1,3),设点Q3坐标为(a,b),由对
59、称性可知Q3N=NQ1=BN=22,由K半径为1,a12b122215a119b3a2b3212b21532a,解得:,2,同理,设点Q4坐标为(a,b),由对称性可知Q4N=NQ2=NO=2,a12b122a2b321235a0b2,解得:,44b24a1235,满足条件的Q点坐标为:(0,2)、(1,3)、(319412,)、(,).5555【点睛】本题为代数几何综合题,考查了待定系数法、二次函数基本性质、轴对称的性质、平面内两点间的距离等,熟练掌握相关知识、灵活运用分类讨论、数形结合以及构造数学模型等数学思想是解题的关键8(2018广西中考真题)如图,抛物线y=ax25ax+c与坐标轴分
60、别交于点A,C,E三点,其中A(3,0),C(0,4),点B在x轴上,AC=BC,过点B作BDx轴交抛物线于点D,点M,N分别是线段CO,BC上的动点,且CM=BN,连接MN,AM,AN(1)求抛物线的解析式及点D的坐标;(2eqoac(,)当)CMN是直角三角形时,求点M的坐标;(3)试求出AM+AN的最小值【答案】(1)抛物线解析式为y=1516(x2+x+4;D点坐标为(3,5);2)M点的坐标为(0,)或(0,669119);(3)AM+AN的最小值为61OCB,根据相似三角形的判定方法,当CM【解析】【分析】(1)利用待定系数法求抛物线解析式;利用等腰三角形的性质得B(3,0),然后
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