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文档简介
第三章函数
重难点04二次函数存在性问题
(15种题型汇总+专题训I练+9种解题方法)
【题型汇总】
题型01二次函数角度存在性问题
角度存在性问题的解题步骤
已知特殊角度求解已知角度关系求解
第一步读题、画图、理解题意
第二步分析动点、定点,找不变特征
第三步确定分类特征,进行分类讨论
第四步已知特殊角度,构造一线三垂直、一线三等将角度进行转化:利用锐角三角函数、相似三角
角、直角三角形,再利用直角三角形、相似形或等腰三角形的性质、外角的性质等转化为
三角形边的比例关系去计算求解.常见的类型,再利用直角三角形、相似三角形
边的比例关系去计算求解.
【温馨提示】
1)角相等:若无明显条件,首选利用锐角三角函数值构造相等角(先求已知角);
2)角度和差:可通过外角的性质、相似三角形的性质转化为相等角;
3)倍角:可通过外角的性质、等腰三角形的性质转化为相等角:
1)己知特殊角求解
1.(2023・四川自贡・中考真题)如图,抛物线y=-凳2+6%+4与%轴交于4(—3,0),B两点,与y轴交于点
(1)求抛物线解析式及B,C两点坐标;
(2)以4B,C,。为顶点的四边形是平行四边形,求点。坐标;
(3)该抛物线对称轴上是否存在点E,使得N4CE=45。,若存在,求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】⑴抛物线解析式为?=一]2一声+%S(l,0),C(0,4)
⑵。(-2,-4)或。(一4,4)或。(4,4)
(3)E(-l,y)
【分析】(1)将点2(-3,0)代入抛物线解析式,待定系数法求解析式,进而分别令x,y=0,即可求得两
点的坐标;
(2)分三种情况讨论,当AB,4C,8c为对角线时,根据中点坐标即可求解;
(3)根据题意,作出图形,作AGLCE交于点G,F为力C的中点,连接GO,GF,则4。,。,G在OF上,根据
等弧所对的圆周角相等,得出6在)/=-x上,进而勾股定理,根据尸6=日建立方程,求得点G的坐标,进而
得出CG的解析式,即可求解.
【详解】(1)解:;抛物线)/=一(/+加:+4与\轴交于4(—3,0),
:x(-3)2-3b+4=0
解得:b=~l,
抛物线解析式为y=-|x2-|x+4,
当x=0时,y=4,
AC(0,4),
当y=0时,0=—1%+4
解得:%i=-3,x2=L
.,.5(1,0)
(2)V71(-3,0),S(l,0),C(0,4),
设。(nt,n),
•..以4,B,C,。为顶点的四边形是平行四边形
当AB为对角线时,等-3+14+n0+0
222
解得:m=-2,n=-4
当AC为对角线时,蓦吧=等4+0_0+n
2-2
解得:m=-4,n=4
AD(-4,4)
当BC为对角线时,三产=等0+4_0+n
2-2
解得:m=4,n=4
;.D(4,4)
综上所述,以力,B,C,。为顶点的四边形是平行四边形,D(—2,—4)或D(—4,4)或。(4,4)
(3)解:如图所示,作4G1CE交于点G,尸为AC的中点,连接GO,GF,
...△力GC是等腰直角三角形,
:.A,0,C,G在OF上,
•;4(一3,0),C(0,4),
:.F(--,2],AC=V71O2+CO2=5,GF^-AC=-
\2J22
V£.AOG=/LACG=45°,
・"在丫=一不上,
设G(t,—力,贝。GF2=(t+|)2+(_t-2)2=(1)2
=
解得:G=-/t20(舍去)
二点G(-99
设直线CG的解析式为y=/ex+4
.77.,.
,•一二——々+4
22
解得:fc=i
二直线CG的解析式y=+4
V4(-3,0),B(l,0),
,抛物线对称轴为直线x=等=-1,
当久=—1时,|x(-l)+4=-
【点睛】本题考查了二次函数的综合运用,待定系数法求解析式,平行四边形的性质,圆周角角定理,勾
股定理,求一次函数解析式,熟练掌握以上知识是解题的关键.
2.(2024•山东临沂・二模)如图,已知抛物线y=a久2一:。万一百的图象经过点。,OE=<3OC,C是ED的
中点,尸是抛物线上的一个动点,连接PD,设点P的横坐标为加
(1)求抛物线的表达式;
(2)若点尸在x轴上方的抛物线上运动,连接OP,当四边形OCDP面积最大时,求”的值;
(3)如图,若点Q在坐标轴上,是否存在点。,使NEDQ=75。,若存在,直接写出所有符合条件的点。的
坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(l)y=-V3x2+平x-V3
(2)n=j
(3)存在,(2(4V3-3,0)^(0,-2V3-3)
【分析】(1)根据OF=V3OC,求出E(-3,0).再根据C是ED的中点,求出。(3,-2百),用待
定系数法求解即可;
(2)过P作x轴垂线交DE于F,求出设直线DE解析式,由P(n,—y/3n2+第zi-次),得尸(n,-Rn-次),
表示出PF,再根据S四边形=S^cp+SMCD表示出四边形面积,根据二次函数最值求解即可;
(3)分为①当点。在y轴上时,使NEDQ=75。,根据。E=WOC,求出NOEC=30。,过点。作DH||x轴
交y轴于点H,根据平行线性质得出NCDH=30°,再根据NEDQ=75°,得出NHDQ=45°,得出HQ=HD,
根据。(3,—2百),求出HQ=3,OQ=28+3,即可求出点。的坐标;
②当点。在x轴上时,使NEOQ,=75°,延长Q。交x轴于点F,过点。作OE1x轴交无轴于点G,证明GF=
GD=2V3,求出FD,再根据NEDF=NFQ'O,证明△-△FOE,根据相似三角形的性质求出FQ',从
而求出0Q',即可求出点。的坐标,即可求解.
【详解】(1)解::y=aM一-百,
.,.C(0,-V3),
":OE=V3OC,
・・・E(-3,0).
•・・C是EO的中点,
・・・。(3,-2圾.
在y=ax2—1ax—百的图象上,
*'•-2=9a—8a—,
得。=—V3,
・•・y=—yj3x2+券%—V3.
(2)过P作x轴垂线交DE于F,
设直线=kx—V3,即0=3k—V3,
解得:卜=-持,
故解析式为:y=-弓x-陋,
2
由P(n,—y/3n+苧几—JW),得F(nt-^-n—g),
.・.PF=-V3n2+3V3n,
四边形=2
SS&OCP+S“CD=5XV3n+-PFx3=-n+5y/3nf
5
当四边形。COP面积最大时,
3
(3)解:①当点。在y轴上时,使NEOQ=75。,
VOE=V3OC,
BPtanzOCE=—=V3,
:•乙OCE=60°,
:.^OEC=30°,
过点D作轴交y轴于点H,
贝此CDH=乙OEC=30°,
■:乙EDQ=75°,
:.乙HDQ=75°-30°=45°,
:.乙HQD=45°,
:.HQ=HD,
根据(1)得。(3,-2①
:.HQ=HD=3,OQ=OH+HQ=2V3+3,
.•.点。的坐标为(0,—2b—3);
②当点。在x轴上时,使NEDQ'=75。,
延长QD交x轴于点F,过点D作DG1x轴交x轴于点G,
贝此EDG=180°-30°-90°=60°,
贝此GDQ'=乙EDQ'-乙EDG=15°,^Q'DF=180°-75°x2=30°,
:.乙GDF=Z.GDQ'+乙FDQ'=45°,
•••4GFD=45°,
•••GF=GD=2V3,
FD=V2GD=2倔
•••4EDF=Z.EDQ'+乙Q'DF=105°,Z.FQ'D=180°-“'FD-乙Q'DF=105°,
..Z.EDF=乙FQ'D,
•••△FQrDFDE,
.FQr_DF
,,—,
FDEF
EF=OE+OG+GF=2V3+6,
即FQ,_2Vg
2V6-273+6(
FQ'=6-2V3,
OQ'=OF-Q'F=(3+2V3)-(6-2V3)=4百-3,
.•.点Q'的坐标为(4次一3,0),
综上,Q(4V3-3,0)或(0,-28-3).
【点睛】该题是二次函数综合题,主要考查了二次函数的图象和性质,二次函数和一次函数解析式求解,
相似三角形的性质和判定,解直角三角形,等腰直角三角形的性质和判定等知识点,解题的关键是正确理
解题意,数形结合.
3.(2024.山西大同.一模)综合与探究
如图,抛物线y=[/—2%—6与x轴交于点A和3,点A在点B的左侧,交y轴于点C,作直线BC.
图1备用图
(1)求点B的坐标及直线8c的表达式;
(2)当点。在直线BC下方的抛物线上运动时,连接。D交BC于点E,若器=*求点。的坐标;
(3)抛物线上是否存在点?使得N8CF=15。?若存在,直接写出点尸的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)点8的坐标是(6,0),直线BC的表达式是y=%-6;
(2)点D的坐标是(1,—或(5,-孑);
(3)存在,点F的坐标是(4+2旧,4百)或(生产,空裂)・
【分析】(1)令y=0和x=0,解方程即可求得点8和点C的坐标,再利用待定系数法即可求解;
(2)作轴,垂足为H,交直线于点G,证明△DGEOCE,禾U用相似三角形的性质求解即可;
(3)分两种情况讨论,利用待定系数法和解方程组即可求解.
【详解】(1)解:令y=0,解方程一2%-6=0得%=-2或久=6,
・,•点3的坐标为(6,0);
令久=0,则y=-6,
・••点。的坐标为(0,-6);
设直线的表达式为y=kx—6,贝!JO=6k—6,
解得k=1,
,直线的表达式为y=x—6;
(2)解:作久轴,垂足为“,交直线BC于点G,
:.DG\\0Cf
・・•点。的坐标为(0,-6),
:.0C=6,
设点。的坐标为(m,|m2-2m-6^,则点G的坐标为(TH,m-6),
/.GD=m—6——mz+2m+6=——mz+3m,
22
•「OGIIOC,
△DGEOCE,
,DGDE
••—,
OCOE
12
m+3m
A2^_*整理得/—67n+5=0,
解得TH=5或zn=1,
・•・点。的坐标为(1,一另或(5,-1);
(3)解::点8的坐标为(6,0),点C的坐标为(0,-6),
:.OB=OC=6,
...△OBC是等腰直角三角形,
:.AOCB=45°,
■:乙BCF=15°,
J./-OCF=60°或NOCF=30°,
当乙。6=60。时,以。C为边作等边AOCM,直线CM交抛物线于点F,此时NBCF=15。,如图,
作MN轴于点N,
:.MN=70Mz-。。2=3A/3,
(_V3,
,、_、y=—x—6
・••点M的坐标为(38,-3),同理,求得直线MC的表达式为y=弓%-6,联立〈3
y=-x2—2x—6
V2
...点尸的坐标是(工磬,年I
当NOCF=30。时,设CF交x轴于点K,此时乙8。尸=15。,如图,
在RtAOCK中,0c=6,NOCK=30。,
:.0K=OC-tan30°=2百,
.♦•点K的坐标为(2次,0),
同理,求得直线CK的表达式为y=V5x-6,
y=V3x—6
联立'127.,
y=-x—2%—6
V2
解得fu;普咪二(舍去),
.••点F的坐标是(4+2g,4b);
综上,点尸的坐标是(4+2日,4次)或(受遗,史产).
【点睛】本题考查了一次函数表达式的确定,函数图象上点的坐标特征,二次函数图象和性质,解一元二
次方程,相似三角形的判定和性质,勾股定理,分类讨论思想等,属于中考压轴题,解题关键是熟练掌握
待定系数法,运用方程思想和分类讨论思想.
2)已知角度关系求解
4.(2024•四川资阳冲考真题)已知平面直角坐标系中,。为坐标原点,抛物线y=-)2+bx+c与%轴交
于A,2两点,与y轴的正半轴交于C点,>B(4,0),BC=4鱼.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点尸是抛物线在第一象限内的一点,连接PB,PC,过点P作PD1x轴于点D,交BC于点K.记小PBC,
△BDK的面积分别为£,Sz,求S1-S2的最大值;
(3)如图2,连接4C,点E为线段4C的中点,过点E作EF14C交x轴于点F.抛物线上是否存在点。,使
乙QFE=2乙OCA?若存在,求出点。的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(l)y=-|x2+x+4
⑶存在,Q1(三,下)或Q2(失”—空)
【分析】(1)先求C点坐标,待定系数法求出函数解析式即可;
(2)求出BC的解析式,设「(小,一(机2+巾+4),则:灯加,_小+4),。0,0),将Si-52转化为二次函数
求最值即可;
(3)易得FE垂直平分2C,设。F=a,勾股定理求出F点坐标,三线合一结合同角的余角相等,推出乙4FE=
乙OCA=ACFE,分别作点E关于x轴和直线CF的对称点外,第,直线尸场,尸段与抛物线的交点即为所求,进
行求解即可.
【详解】(1)解::B(4,0),
:.0B=4,
:乙BOC=90。,BC=4V2,
OC=V5C2-OB2=4,
AC(0,4),
把B(4,0),C(0,4),代入函数解析式得:
42+4b+c=0,解得:{:=:;
Ay=——1x7+x+4;
J2
(2)V5(4,0),C(0,4),
,设直线BC的解析式为:y=/ex+4(/cH0),把8(4,0),代入,得:k=—1,
.*.y=—%+4,
设P(m,—^m2+m+4^,贝!J:K(m,—m+4),D(m,0),
1o1o
;・PK=——mz+m+4+m—4=——mz+2m,DK=—m+4,DB=4—m,
22
22
二•Si=:PK-OB=-m+4m,S2=”K•DB=1(-m+4)(4-m)=1(4-m),
22
二•Si—S2=—m+4m—1(4—m)
37n2
=---------I-8m—8
当m=轲,Si—S2的最大值为会
(3)存在:
.1o
令y=—5乂"+久+4=0,
解得:%i=-2,%2=4,
.♦.4(—2,0),
:C(0,4),点E为AC的中点,
•,.£1(-1,2),
■:FE1AC,AE=CE=7(-1+2)2+22=V5,
:.AF=CF,
:.AAFE=乙CFE,
设。尸=a,则:CF=AF=a+2,
在RtZkCOF中,由勾股定理,得:a?+42=(a+2)2,
••CL=3,
・・・F(3,0),CF=5,
TFElAC,^AOC=90°,
:.^AFE=/.OCA=90°-
:.^AFE=Z.OCA=乙CFE,
①取点E关于x轴的对称点连接FEi,交抛物线与点Qi,贝U:NQ/E=2NE凡4=2N0C4,^(-1,-2),
设FEi的解析式为:y=hx+b,
i
则:l2
-k+b--2,解得:.3
b=—
2
・13
,.y=-X——
z22
133-75+11-3V5
y=-%——X=--------X=---
联立《22,解得:,J§(舍去)或
123V5—5—5—3Vs
Jy=——x+%+4
274)二^-
,•Qi
②取E关于CF的对称点第,连接EE?交前7于点G,连接F%交抛物线于点Q2,
贝1|:乙QzFE=2乙CFE=2乙OCA,EG1CF,
VCE=V5,CF=5,
:.EF=y/CF2-CE2=2V5,
•ShCEF-CF-EG=-CE-EF,
22
5EG=2V5xV5,
:.EG=2,
:.FG=>JEF2-EG2=4,
416312
过点G作GH_Lx轴,贝!]:GH^FG-sinzCFO-4Xg=《,FH=FG-cosNCF°=4Xg=g
3
:.OH=OF-FH=g
皿建),
W代),
7
设直线E2/的解析式为:y-k2x+blt
11
3k2+bi=0
2
则:,2+瓦=告,解得:
733
儿=——
12
・11.33
..y=-----Xd——,
z22
11,33V69+1313-V69
y=----xd——X=----------X=---
联立《J22,解得:•2(舍去)或
1?-11V69-77-77+11V69'
y=——%+%+4
2=——y=i—
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,涉及待定系数法求函数解析式,中垂线的判定和性质,等积法求
线段的长,坐标与轴对称,勾股定理,解直角三角形,等知识点,综合性强,难度大,计算量大,属于中
考压轴题,正确的求出函数解析式,利用数形结合和分类讨论的思想,进行求解,是解题的关键.
5.(2023•辽宁营口•中考真题)如图,抛物线y=a/+6x—l(a大0)与无轴交于点4(1,0)和点B,与y轴交于
点C,抛物线的对称轴交式轴于点。(3,0),过点B作直线/lx轴,过点。作DE1CD,交直线/于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,点P为第三象限内抛物线上的点,连接CE和BP交于点Q,当黑=,时.求点P的坐标;
⑶在(2)的条件下,连接力C,在直线BP上是否存在点F,使得NDEF=N4CD+NBED?若存在,请直接
写出点尸的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(l)y=-|x2+|x-1
⑵p(-D
(3)F'-理或F(10,4).
【分析】(1)根据抛物线过点4(1,0),对称轴为直线x=3,待定系数法求解析式即可求解;
(2)根据题意求得B(5,0),tanzCDO=tanzDEB,求得BE=6,则E(5,—6),进而求得直线EC的解析式为
y=—x—1,过点P作PT1x轴,交EC于点7,证明△PTQ八BEQ,根据已知条件得出PT=号设T(t,—t一1),
则P(t,T—9,将点P代入y=—#+*—1,即可求解.
(3)根据题意可得NDEF=45。,以DE为对角线作正方形DMEN,则ADEM=ADEN=45。,进而求得M,N
的坐标,待定系数法求得EM,EN的解析式,联立BP解析式,即可求解.
【详解】(1)解::抛物线y=ax2+bx-l(a中0)与x轴交于点4(1,0),抛物线的对称轴交x轴于点D(3,0),
则对称轴为直线x=3,
fa+b-1=0
・•・[一2=3,
【2a
fG=_l
5
解得:6
b=-
l5
・••抛物线解析式为y=
(2)解:由y=-i,当y=0时,一—i=o,
解得:%=1,%2=5,
.*.5(5,0),
当%=0时,y=-l,则C(0,—l),
9:DE1CD,乙COD=乙EBD=ACDE=90°
:.Z.CDO=90°一乙EDB=乙DEB,
二•tan"。。=tanZ-DEB,
目口OCDB
即布=南
.1_2
.•—―,
3BE
:.BE=6,则E(5,-6),
设直线EC的解析式为y=々%—1,则—6=5々—1,解得:k=—1,
,直线EC的解析式为y=-x-1,
如图所示,过点P作PT1%轴,交EC于点T,
V^EIIPT,
A△PTQFBEQ
..BQ__5
•PQ-7
・・.里=丝=9,贝IJPT="
PTPQ75
设T(t,T-1),则尸^t,-t—1—日)即P(t,T—9),
将点尸(七,一七一合)代入y=-|%2+|x-1
BR—t——=--12+-1—1
555
解得:t=-3或1=14(舍去)
当”一3时,一"*=一学
(3)VA(1,O),C(O,-1),
则。2=0C=1,△40c是等腰直角三角形,
:.z.0AC=45°,由(2)可得=
Z.DEF=/.ACD+乙BED
:.^DEF=^ACD+/.ADC=Z.0AC=45°,
由(2)可得2(-3,
设直线B尸的解析式为y=e%+/,则
5e+/=0
32
—3e+f=——
5
r_4
解得:5
lf=—4
,直线BP的解析式为y=—4
如图所示,以DE为对角线作正方形OMEN,贝Ij/DEM=ADEN=45。,
•:DB=2,BE=6,贝IJDE=2V10,则OM=¥z)E=2倔£(5,-6),
(m—3)2+n2=(2A/5)2
设M(zn,n),2
(m—5)2+(n+6)2=(2V5)
解得:(m=1m=7
n=-4n=—2
则M(l,-4),N(7,-2),
设直线EM的解析式为y=s%+3直线EN的解析式为y=srx+
则{T二46,偿曹u
'___1
解得:f--f,fs=2
t=—It=-16
I2
设直线EM的解析式为y=直线EN的解析式为y=2x-16,
解得:则尸舟Y),
y=2x—16
{;%则尸(10,4),
y-|x-4解得:
综上所述,F信,-葭)或“10,4).
【点睛】本题考查了二次函数综合运用,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
6.(2024・重庆・模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=a/+b久+3与%轴交于点4(-1,0),点
5(3,0),与y轴交于点C.
(2)如图1,点P是直线BC上方抛物线上的一动点,过点P作y轴的平行线PE交直线BC于点E,过点P作x轴的
平行线PF交直线BC于点F,求小PEF面积的最大值及此时点P的坐标;
(3)如图2,连接4C,BC,抛物线上是否存在点Q,使NCBQ+乙4co=45°?若存在,请直接写出点Q的坐标;
若不存在,请说明理由.
【答案】(l)y=-x2+2%+3;
(2)APEF面积的最大值为P(|A);
⑶(2,3)或甘).
【分析】(1)利用待定系数法即可求解;
(2)y=-/+2%+3可得C(0,3),求出直线BC的解析式为y=-久+3,又可得N0BC=N0CB=45。,进
而得△PEF为等腰直角三角形,得到SAPEF=\PE2,设P(p,-p2+2p+3),则E(p,-p+3),可得PE=-p2+
2p+3—(—P+3)=—(P—|Y+:,得到当p=|时,即P(|,?),PE取最大值:,此时APEF的面积最大,
据此即可求解;
(3)分点Q在BC上方和点Q在BC下方两种情况,画出图形解答即可求解;
本题考查了待定系数法求二次函数解析式和一次函数解析式,二次函数的最值,二次函数的几何问题,掌
握二次函数的性质并运用分类讨论思想解答是解题的关键.
【详解】(1)解:把/(一1,0)、8(3,0)代入y=Q/++3得,
rCL-b+3=0
(9a+3Z?+3=0'
解得{2=二,
(-0=2
.♦•抛物线的解析式为y=—/+2x+3;
(2)解:由y=—/+2x+3可得,C(0,3),
设直线BC的解析式为y=kx+n,
把3(3,0)、C(0,3)代入得,
r0=3fc+n
I3=n'
解得『=,
l71=3
・,・直线BC的解析式为y=-第+3,
•・・B(3,0),C(0,3),
:.0C=。8=3,
:,(OBC=(OCB=45°,
TPEIIy轴,P尸11%轴,
:•乙PEF=乙PFE=45°,PE1PF,
•••△PEF为等腰直角三角形,
:。SXPEF~,
设P(p,—p2+2p+3),则E(p,—p+3),
PE=—p2+2p+3-(—p+3)=-(p-1)+京
当p=|时,即P©?}PE取最大值京此时△PEF的面积最大,
C_1_81
、APEF最大值=》X=露
(3)解:存在.
当点Q在BC上方时,作点4(—1,0)关于y轴的对称点4(1,0),过点B作8714C交抛物线于点Q,
••F与A关于y轴对称,
:.LAC0=/.A!CO,
X':BT\\A'C,
:.乙QBC=ABCA',
':Z.A'CO+^BCA'=45°,
:.^ACO+^OBC=45°,
:C(0,3),4(1,0),
同理可得直线C4’解析式为y=-3%+3,
设直线BT解析式为y=-3x+t,将B(3,0)代入得,0=-9+3
:.t=9,
Ay=—3x+9,
仅=-x2+2%+3
田(y=-3x+9'
解得{济啸片,
•,•<2(2,3);
当点Q在BC下方时,作点。(0,1),直线BD与抛物线交于点。,
同理可得直线BD解析式为y=+
(AO=OD=1
\LCOA=乙BOD=90°,
(OC=OB=3
△CYM三△BOO(SAS),
I/.ACO=Z.DBO9
"CBQ'+乙4C。=45°,
(y=—x2+2%+3
H11
y=——%+1
2
解得「,—铲{;屋,
“(-|,廿
综上,点Q的坐标为(2,3)或(一|,甘).
7.(2024・四川达州・二模)已知抛物线y=a/+匕久一4与龙轴相交于点A(-l,0),B(-4,0)),与y轴相交于点
C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,点尸是抛物线的对称轴/上的一个动点,当APAC的周长最小时,求沁的值;
S^PAC
(3)如图2,取线段。C的中点。,在抛物线上是否存在点Q,{JtanzQDB=|?若存在,直接写出0点坐标.
【答案】(l)y=-x2-5x-4
⑵2
(3)(2(三丝一2)或Q(三竺一2)一或Q(—3,2)或Q
【分析】(1)待定系数法求函数解析式即可;
(2)根据△2人的周长等于以+「。+4。,以及"为定长,得到当P4+PC的值最小时,APyiC的周长最
小,根据抛物线的对称性,得到4B关于对称轴对称,贝IJ:。4+2。=。3+。。2%,得到当。,8,。三点共
线时,P4+PC=8C,进而求出P点坐标,即可得解;
(3)求出。点坐标为(0,2),进而得到tanNOBD=|,得到“DB=乙OBD,分点Q在D点上方和下方,两种情况
进行讨论求解即可.
【详解】(1);抛物线y=a/+6尢-4与x轴相交于点2(-1,0),8(-4,0),
(a—b—4=0
••116a-46-4=0'
•••抛物线解析式为y=—必—5%—4;
(2)在y=—%2—5%—4,当x=0时,y=—4,
•"(0,4),
:抛物线解析式为y=-X2-5%-4,
抛物线的对称轴为直线久=-1
•.•APAC^J^^^-PA+PC+AC,AC为定长,
...当PA+PC的值最小时,APaC的周长最小,
VX,8关于对称轴对称,
BA=PB,
PA+PC=PB+PC>BC,
・••当BBC三点共线时,PA+PC的值最小,为BC的长,此时点P为直线BC与对称轴的交点,
设直线BC的解析式为:y=mx+n,
.f—4m+ri=0
tn=—4'
解得:《口
直线BC的解析式为y=—x—4,
当x=—|时,y=—x—4=|-4=一|,
=^xlx4=2,
cI/3.5Iy,13,5«、15
S^PAC=2XQ+4^X2-2X1X4_2X2XQ_1^=T,
.S&OAC_2_8
••-------"Tq----;
v15
S^PAC4
(3)当Q点在。点下方时:
过点。作DQIIOB.交抛物线于点Q,则“DB=NOBD,此时Q点纵坐标为一2,
设Q点横坐标为t,
则:一/—5t—4=-2,解得:t=带上,
.••(2(竽,—2)或。(与,—2);
②当点Q在。点上方时:设0Q与x轴交于点E,
DE=BE,
设E(p,0),
222
•••DE=OE+OD=p2+4,BE2=(_4_「)2,
p2+4=(-4—pY,
解得:P=-|,
..・E(—1,0),
同理可得DE的解析式为y=
联立[y=一/x—2,
ly=%2—5%+4
,_2
解得:?二了或:二5
V9
・・・Q(-3.2)或Q
综上:Q(若竺,一2)或Q(三竺一2)一或Q(—3,2)或Q(―|,一
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,正确的求出二次函数解析式,利用数形结合,分类讨论的思想进
行求解,是解题的关键.本题的综合性强,难度较大,属于中考压轴题.
题型02二次函数与三角形存在性问题
1)等腰三角形存在性问题
解题方法:
几何法:1)“两圆一线”作出点;
2)利用勾股、相似、三角函数等求线段长;
3)分类讨论,求出点P的坐标.
代数法:1)表示出三个点坐标A、B、P;
2)由点坐标表示出三条线段:AB、AP、BP;
3)根据题意要求(看题目有没有指定腰),取①AB=AP、②AB=BP、③AP=BP;
4)列出方程求解.
①两定一动
8.(2024・四川眉山・中考真题)如图,抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于点2(-3,0)和点B,与y轴交于点C(0,3),
(1)求该抛物线的解析式;
(2)当点D在第二象限内,且△力CD的面积为3时,求点。的坐标;
(3)在直线8C上是否存在点P,使AOPD是以PD为斜边的等腰直角三角形?若存在,请直接写出点P的坐标;
若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线的解析式为y=-x2-2%+3
(2)。的坐标为(—1,4)或(—2,3)
⑶P的坐标为(0,3)或(1,三更)或(誓,士警)或得
【分析】(1)利用待定系数法求解;
(2)过D作DK||y轴交AC于K,求出直线AC解析式,根据“女。=1DK-\xA-xc\=3列式求解;
(3)先求出点A,8坐标,再求出直线8C解析式,过P作PN_Ly轴于N,过。作。M_Ly轴于M,分以下情
况分别讨论即可:①P与C重合,D与4重合时;②当P在第一象限,。在第四象限时;③当P在第四象限,。在
第三象限时;④当P在第四象限,。在第一象限时.
【详解】(1)解:把4(一3,0),C(0,3)代入y=-/+bx+c得:
(—9-3b+c=0
tc=3
解得,
••・抛物线的解析式为y=-%2-2%+3;
(2)解:过。作OK||y轴交AC于K,如图:
由4(一3,0),C(0,3)得直线AC解析式为y=尤+3,
设D(t,-t2-2t+3),则K(t,t+3),
DK=—/—2t+3—(t+3)——产—3t,
•・•△4CD的面积为3,
2
•••^DK■\xA-xc\=3,Bp|(-t-3t)x3=3,
解得t=-1或t=-2,
。的坐标为(一1,4)或(一2,3);
(3)解:在直线BC上存在点P,使AOPD是以PD为斜边的等腰直角三角形,理由如下:
在y=—x2—2x+3中,令y=0得0=—%2—2x+3,
解得x=-3或尤=1,
•••4(—3,0),8(1,0),
由C(0,3)得直线BC解析式为y=-3x+3,
设P(m,—3m+3),D(n,—n2—2n+3),
过P作PN1y轴于N,过。作DM1y轴于M,
①:OA=OC=3,
・••当P与C重合,。与4重合时,AOPD是等腰直角三角形,如图:
此时P(0,3);
②当P在第一象限,。在第四象限时,
OPD是以PD为斜边的等腰直角三角形,
.-0D=0P,乙POD=90°,
•••4DOM=90°-"ON=乙OPN,
■:/.DMO=90°=4PNO,
DOM=△OPNQAAS),
•••DM=ON,OM=PN,
(n=3m+3
tn2+2n—3=m
25+V19325-V193
m=
18(71小于0,舍去)或,18
n=
66
.。、,25-V193.-7+V193
・•・-3Qm+o3=-3x------------FQ3=--------
186
・•.p的坐标为(至铲,三强);
③当P在第四象限,。在第三象限时,如图:
・・・OD=OP,乙POD=90°,
:.4DOM=90°-乙PON=乙OPN,
v乙DMO=90°=乙PNO,
/.△DOMOPN(AAS)f
・・・PN=OM,ON=DM,
同理可得[血="+2几一3,
l3m—3=—n
(25+V193i(25-V193
解得:m=---------
1葭(大于0,舍去),
-7+V193
n=----------
「16
・・・OD=OP,Z,POD=90°,
・•・乙DOM=90°-乙PON=4。PN,
vZ-DMO=90°=乙PNO,
.*.△DOM三△OPN(AAS),
・・・PN=OM,ON=DM,
=—n2—2九+3
r3m—3=n
'_li
解得[巾=;(舍去)或|小一,
⑺=-3n=-
k3
112
**«-3T?I+3=-3X—F3=—,
93
...P的坐标为(费,_|);
综上所述,P的坐标为(0,3)或(至评,三逐)或(土,上等)或得
【点睛】本题属于二次函数综合题,考查待定系数法求函数解析式、二次函数中三角形面积计算、特殊三
角形存在性问题、等腰直角三角形的性质等,难度较大,熟练运用数形结合及分类讨论思想是解题的关键.
9.(2024・云南怒江.一模)己知抛物线y=—/+4%+5与x轴交于A、8两点(点A在点B左侧),与y轴
交于点C.
(1)求A、B、C三点的坐标;
(2)点。是直线8C上方抛物线上的点,连接CD,求4BCD的最大值;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使得ABCP是等腰三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,
请说明理由.
【答案】⑴4(-1,0),8(5,0),C(0,5)
(2)最大值为苧
(3)存在,(2,俯)或(2,-何)或(2,5+闻)或(2,5-闻)或(2,2)
【分析】(1)分别令y=0、x=0计算即可得解;
(2)求出直线BC的解析式为:y=-x+5,过点D作DE||y轴,交BC于点E,设点。的坐标为(加,一小2+4巾+
5),则E(m,-m+5),求出DE=-m2+5m,再由SABCD=SABDE+SACDE并结合二次函数的性质即可得解;
(3)设P(2,n),贝UBp2=n2+9,CP2=(n-5)2+4,=25+25=50,再分三种情况:当BC=BP
时,当BC=CP时,当BP=CP时,分别求解即可.
【详解】(1)解:令y=—/+4x+5=0,
解得:X]=-1,x2=5,
•••点4在点B左侧,
・•・4(—1,0),8(5,0),
当x=0时,y=5,
・•.C(0,5);
(2)解:设直线BC的解析式为y=kx+b,
•••S(5,0),C(0,5),
.(5k+b=0
"tb=5'
解得:,J],
・•・直线BC的解析式为:y=-%+5,
过点。作DE||y轴,交BC于点E,
设点。的坐标为(zn,-TH?+4m+5),则E(?n,-zn+5),
•••DE=-m2+4m+5—(—m+5)=—m2+5m,
22
•••SABCD=SABDE+SXCDE=1X(-m+5m)x5=-|m+ym=-j(m-1)+等,
ZZZZ\Z/o
当加=?时,△BCD的面积最大,最大值为当;
28
(3)解:•・•点P在抛物线对称轴上,且对称轴为:x=-2=2,
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