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文档简介
专题2.4二次函数综合—特殊三角形问题
典例精析
【典例1】如图,抛物线的顶点坐标为P(2,6),且与久轴交于点48(点A在点B的右侧),与y轴交于点C
点。为该抛物线的对称轴上的点.
(I)求该抛物线的函数表达式和点a的坐标;
(2)在对称轴右侧的抛物线上是否存在点E,使得AADE是以。为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,求
出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
【思路点拨】
(1)设抛物线的函数表达式为y=a(x-2尸+6,将点C(0,三)代入,利用待定系数法即可求解,令y=0即
可求得点a的坐标;
(2)记抛物线的对称轴与%轴的交点为F,则F(2,0),分两种情况:①当点E在x轴上方时,如图点。、E分
别在点久灯的位置,过点Ei作第N1PF于点N,证明△AFA三△DLNEI(AAS),得DrN=AF,£>1F=F1yV,
设DI(2,TH),则EI(TH+2,TH+3),代入y=—|/+gx+£可得m的值,从而求得的坐标;②当点E在x轴
下方时,如图点。、E分别在点。2%的位置,过点E2作石2“1PF于点”,同理可得E2的坐标.
【解题过程】
(1)解:设抛物线的函数表达式为y=a(久一2尸+6,
将点C(O,T)代入得:4a+6=?,
2
-
解得a=3
••・抛物线的函数表达式为y=-|(x-2)2+6=-|%2+5%+y,
令y=0得:-[%2+£%+¥=0,
解得X1=-1,x2=5,
■■A(5,0);
(2)解:存在点E,使得AADE是以。为直角顶点的等腰直角三角形,理由如下:
记抛物线的对称轴与x轴的交点为F,贝IJ"2,0),
①当点E在久轴上方时,如图点。、E分别在点。送1的位置,过点当作EiN1PF于点N,如图:
Z.AD1E1=90°,
乙
•••Z-ADrF+E]D1N=90°,
•・•乙EiDiN+乙DHN=90°,
乙
•••Z-ADrF=D]E]N,
】乙、
ADr=DEi,Z-AFDr=DNE]=90。,
・•・△AFDi三△DiNEi(AAS),
:.D\N=AF,D]F=E]N,
•・•4(5,0),尸(2,0),
AF=D]N=3,
设Di(2,m),则Ei(ni+2,m+3),
将+2,m+3)代入y=—|x2+g得:—家771+2)2+乳血+2)+g=瓶+3,
解得机=一3(舍去)或根=点
②当点E在x轴下方时,如图点。、E分别在点。2%的位置,过点段作E2Hlp产于点H,如图:
、,74
7W
/竿'、」
•••Z-AD2E2=90。,
•••Z-AD2F+Z.HD2E2=90°,
•・•^HD2E2+^HE2D2=90°,
•••Z-AD2F=Z.HE2D2f
AD2=D2E29Z-AFD2=Z-D2HE2=90。,
AFD2=AD2HE2(AAS),
D2H=AF,D2F=E2H,
•••A(5,0),F(2,0),
D2H=AF=3,
设。2(2,n),则E2(2—几荏一3),
把第(2—n,n—3)代入y=—|%2+|x+三得:—|(2—n)2+—n)+^-=n—3,
解得:九二3(舍去)或n=一(
••・%9,号)・
综上所述,E的坐标为6、)或(葭,—
学霸必刷
1.(2023•浙江•九年级假期作业)如图,已知抛物线y=—/+2%+3与尤轴交于A、B两点(点A在点2
的左边),与y轴交于点C,连接BC.
(1)求A、B、C二点的坐标及抛物线的对称轴;
(2)若已知x轴上一点N(|,0),则在抛物线对称轴上是否存在一点。,使得ACNQ是直角三角形?若存
在,求出点。的坐标;若不存在,请说明理由.
【思路点拨】
(1)分别令久=。和y=0进行求解即可;
(2)设Q(l,m),分别按C、N、。三点为直角顶点,应用勾股定理进行求解.
【解题过程】
(1)解:由y=-/+2久+3得到:y=-(%+1)(%-3)=-(%-I)2+4,
令y=0,贝+1)(%—3)=0,
.'.x——1或x=3,
则4(—1,0),5(3,0),对称轴是x=l.
令x=0,则y=3,
所以C(O3),
综上所述,4(-1,0),5(3,0),C(0,3),对称轴是x=l;
(2)解:假设存在满足条件的点Q.
设Q(l,m).
又C(0,3),
CN?=32+(I)=印CQ2=l2+(3—m)2—m2—6m+10,NQ2=(|-1)+m2=^+m2,
①当点C是直角顶点时,则UN?+CQ2=NQ2,即¥+血2-67n+1。=;+加2,
44
解得m=I,
此时点Q的坐标是(1,1);
②当点N为直角顶点时,CN2+NQ2=CQ2,即手+,病=62—6血+10,
解得7n=/
此时点Q的坐标是(1,一[);
③当点Q为直角顶点时,CQ2+NQ2=CN2,gp^=l+m2+m2-6m+10,
解得小=?或巾=上/,
此时点Q的坐标是(1,手)或(1,2尹).
综上所述,满足条件的点Q的坐标为:(1,或(1,一()或°,手)或°,手)
2.(2022秋・山西吕梁•九年级校考阶段练习)综合与探究
如图,抛物线y=--+2刀+3与x轴交于4B两点(点4在点B的左侧),与y轴交于点C,点P是第一象限
内抛物线上的一个动点.
(1)请直接写出点A,B,C的坐标;
(2)是否存在这样的点P,使得SACOP=SABOP?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)若点Q是直线BC上一点,是否存在点Q,使得以点4、C、Q为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,
求出Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【思路点拨】
(1)令x=0,求出丫值,令y=0,求出x的值,进而得到点A,B,C的坐标;
(2)根据SACOP=SABOP,得到P点的横纵坐标之间的数量关系,再跟点P在抛物线上,进行求解即可;
(3)分4c=CQ.AC=AQ,AQ=CQ,三种情况进行讨论及求解即可;
【解题过程】
(1)解:Vy=—x2+2%+3,
当久=0时,y=3,当y=0时,0=—%2+2%+3,解得:=-1,%2=3,
・・・」(T0),B(3,0),C(0,3);
(2)解:设P(7n,7i)(7n>0,n>0),
•・・B(3,0),C(0,3),
OB=OC=3,
:・S4cop=^OC-m=等,SABOP=^OB-n=y,
•S^COP=S^BOP,
Am=n,
.\P(m,m),
.\m=—m2+2m+3,解得:m=^+1(负值已舍掉);
(3)存在,设直线BC的解析式为:y=kx+t,
则:产+t;°,解得:fk=-1,
<t=3<t=3
Ay=—%+3;
设Q(p,-p+3),
VX(-l,0),C(0,3),
.,.AC2=l2+32=10,AQ2=(p+I)2+(3—p)2=2P2—4p+10,CQ2=p2+p2=2p2,
当AC=CQ时:2P2=10,解得:p=±V5;
/.Q(V5,-V5+3)或Q(-V5,V5+3);
当4c=4Q时:10=2p2-4p+i。,解得:p=o(舍去)或p=2,
■,•<2(2,1);
当AQ=CQ时:2P2=2p2-4p+10,解得:p=|,
••・Qg》
综上:Q(V5,-V5+3)或Q(-4,小+3)或Q(2,l)或Q
3.(2023秋•山西晋城•九年级校考期末)如图1,抛物线y=a/+6%+3与尤轴交于4(-1,0),B(4,0)两点,
与〉轴交于点C,顶点为D点P是直线8C上方抛物线上的一个动点,过点尸作PElx轴于点E,交直线BC
于点Q.
(1)求抛物线的表达式;
(2)求线段PQ的最大值;
(3)如图2,过点尸作x轴的平行线交y轴于点连接QM.是否存在点P,使得△PQM为等腰三角形?
若存在,请直接写出点尸的横坐标;若不存在,请说明理由.
【思路点拨】
(1)利用待定系数法求解即可;
(2)先求出点C的坐标,进而求出直线BC的解析式,设P(m,-|m2++3^,则Q(m,-|e+3),
则「(?=一式小一2)2+3,由此即可求出答案;
(3)先证明PQ1PM,则当APQM为等腰三角形,只存在PM=PQ这一种情况,设P(n,-|n2+|n+3),
则Q(n,—:n+3),则一3"+372=践,解方程即可.
【解题过程】
(1)解:把2(-1,0),8(4,0)代入了=£1/+法+3中得:二
116a+48+3=0
(a=—3
.4
"b=2'
I4
...抛物线解析式为y=-;%2+^%+3;
(2)解:设直线BC的解析式为y=/cc+&,
在y=—2/+2%+3中,当x=0时,y=3,
,44J
.•.C(0,3),
把C(0,3),8(4,0)代入丫=入+%中得「卜、3:。
I瓦=3
・,・直线BC的解析式为y=-jx+3,
设P(7n,—jm2++3^,则Q(?n,一:7n+3),
:.PQ=--m2+-m+3—f--m+3)
<44V4/
393
=--m9z+-m+34--m—3
444
3
=--m7+3m
4
=一式加—2)2+3,
3
V--<0,
4
・••当m=2时,PQ有最大值,最大值为3;
(3)解::PQ1久轴,PM||%轴,
:.PQ1PM,
・・・当4PQM为等腰三角形,只存在PM=PQ这一种情况,
设P(九,一|九2+:九+3),则Q(n,一:几+3),
同理可得PQ=--n24-3n,
4
又「PM=n,
--n2+3n=n,
4
解得n=:或n=0,
.••存在一点尸,当点P的横坐标为,时,APQM为等腰三角形.
4.(2023春・山东济宁・九年级统考期末)如图,在平面直角坐标系中,一次函数丫=-^x+2的图象与x
轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线y=a%2+b久+。关于直线%=利称,且经过A,C两点,与x轴交
于另一点为b
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P为直线AC上方的抛物线上的一点,过点尸作轴于交4C于。,求PQ的最大值,并求
此时尸点的坐标;
(3)在抛物线的对称轴上找一点。,使△4DC是以4C为直角边的直角三角形,请求出点。的坐标.
【思路点拨】
(1)先求得A,B,C的坐标,再利用待定系数法即可求解;
(2)设P点坐标为(m,-)2+|m+2),则点Q的坐标为(m,-如+2),由PQ=(-)2+17n+2)一
|m+2)=—|m2+2m=—|(m—2)2+2<2,即可求解;
(3)^-AC2+AD2=CD2,AC2+CD2=AD2,两种情况,分另U求解即可.
【解题过程】
(1)解:令y=-|x+2=0,
解得:x=4,
即点A的坐标为(4,0).
:A、8关于直线x=|对称,
.•.点3的坐标为(一1,0).
令x=0,则y=2,
.♦.点C的坐标为(0,2),
•抛物线、=ax?+匕乂+c经过点A、B、C,
c=2(a=~1
.,.有,a—b+c—0,解得:(b=三.
.16a+4b+c=02
\c—2
故抛物线解析式为y=-|%2+|x+2;
(2):PQlx轴,设P点坐标为(m,_:ni2+|m+2),
・••点Q的坐标为+2),
1
22+2<2
:・PQ=f—|m2-(m-2)-
・•・当血=2时,PQ最大=2,止匕时点尸(2,3);
(3)假设存在,设。点的坐标为(|,n).
由两点间的距离公式可知:AC=J42+(0-2尸=2V5,AD=+n2,CD=J(J+5-2)2,
△2DC为直角三角形分两种情况:@AC2+AD2=CD2,
此时有20+(|—勺?+声=弓了+5一2)2,即:4几=一20,
解得:n=-5,
此时点。的坐标为(|,-5);
@AC2+CD2=AD2,
此时有20+针+5-2)2=俱一4)2+声,即:20-4n=0,
解得:n=5,
此时点。的坐标为(|,5);
综上可知:在抛物线的对称轴上存在点。,使AZDC为直角三角形,点。的坐标为(|,-5)或(右5).
5.(2023•浙江•九年级假期作业)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=a/+6x+c(aK0)与x轴相交
于A,8两点,与y轴相交于点C,直线y=kx+n(kH0)经过8,C两点,已知4(1,0),C(0,3),且BC=5.
(1)试求出点8的坐标.
(2)分别求出直线BC和抛物线的解析式.
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得以B,C,P三点为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请
求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【思路点拨】
(1)由。C=3,BC=5,可由勾股定理求OB,进而得点8坐标;
(2)用待定系数法即可求解函数解析式;
(3)设点P坐标为传,小),分三类讨论:①当NPCB=90。时;②当NPBC=90。时;③当NBPC=90。时,
分别建立勾股定理方程求解点P坐标即可.
【解题过程】
(1)解:•.,点C(0,3),即。C=3.
,:BC=5,
在RtABOC中,根据勾股定理得。2=7BC2-0C2=4,
即点B坐标为(4,0).
(2)把B(4,0),C(0,3)分别代入丫=依+九中,
得产+n;0,解得卜=V.
1
n=3In=3
...直线BC解析式为y--|x+3;
把4(1,0)、B(4,0)、C(0,3)分别代入y=a/+bx+c得
a+b+c=0(a=4
16a+4b+c=0,解得<b=_£.
c=3/
Vc=3
抛物线的解析式是y=|x2-^x+3.
(3)在抛物线的对称轴上存在点P,使得以B,C,P三点为顶点的三角形是直角三角形,理由如下:
•••抛物线的解析式是y=[/一个》+3,
二抛物线对称轴为直线x=
2a2
设点P坐标为(|,巾).
①当"CB=90。时,WBP2=BC2+PC2.
\'BP2=(4-|)2+m2,PC2=(|)2+(m-3)2,BC2=25,
・•・(4一|)2+m2=(|)2+(m-3)2+25,
解得:m=y,
故点
22
②当NPBC=90。时,WPC2=PB+BC.
•/PC2=(I)2+(m-3)2,PB2=(4-j)2+m2,BC2=25,
(I)+(m-3产=(4——+—+25,
解得:m=-2,
故点02e,—2);
③当NBPC=90。时,Wee2=BP2+PC2.
':PC2=(|)2+(m-3)2,PB2=(4-|)2+m2,BC2=25,
A25=(4-1)?+m2+(j)2+(m-3)2.
Az/zg3+2A/63—2^6
角牛得:mi=----------,m=-------,
12242
・•・P3仔亨),嗟,亨).
综上所述,使得ABCP为直角三角形的点P的坐标为(|5)或(|,-2)或(|,三竽)或(|,三).
6.(2023秋・山西阳泉•九年级统考期末)综合与探究:在平面直角坐标系中,抛物线y=a/+bx-2与%轴
交于点和点8(4,0),与y轴交于点C,过动点0(0,7n)作平行于无轴的直线直线,与抛物线y=ax2+
(1)求抛物线的表达式;
(2)求m的取值范围;
(3)直线I上是否存在一点P,使得ABCP是以BC为直角边的等腰直角三角形?若存在,求小的值;若不存
在,请说明理由.
【思路点拨】
(1)把点4(一1,0)和点B(4,0)代入y=aM+bx-2,求解即可;
(2)将抛物线解析式化成顶点式,求得y的最小值为-;.由直线/与抛物线有两个交点,即可得出m>-个;
88
(3)分两种情况:①当NBCP=90。,BC=PC时,②如图,当NCBP=90。,BC=BP时,分别求解即可.
【解题过程】
(1)解:;抛物线丫=(1/+£^—2经过点4(—1,0)和点8(4,0),
(CL-b-2=0,
*ll6a+4Z>-2=0.
(1
ci——f
解得V2
b=
I2
...抛物线的表达式为y-jx2-|x-2.
(2)解:
・,・y的最小值为一字
・・,直线/与抛物线有两个交点,
・、25
・・771>----.
8
(3)解:存在.
当x=0时,y--X2--X—2=—2.
,22
.•.点C的坐标为(0,-2).
①如图,当NBCP=90。,BC=PC时,过点P作PGly轴于G,
杖
:•乙BOC=Z.CGP=90°.
VzBCO+zPCG=90°,zGPC+zPCG=90°,
:•乙BCO=乙CPG.
乙BOC=乙CGP,
在△BC。和△CPG中,乙BCO=MPG,
BC=PC,
・・△BCO=△CPG.
ACG=BO=4.
VCO=2,
.•.m=OG=4—2=2.
延长PC至P'使得CP'=CP,此时△BCP,也是等腰直角三角形.
易得,此时?n=-6.(不合题意,舍去)
②如图,当4CBP=90。,=时,过点P作PM1%轴于M,
':Z.BOC=2LBMP=90°,ABCO+^OBC=90°,乙PBM+乙OBC=90。,
:,乙BCO=Z.PBM.
:.△BCO=APBM.
:.PM=BO=4,
/.m=PM=4.
延长PB,使得BP,=BP,此时ABCP,也是等腰直角三角形.
同理可得,m=-4.(不合题意,舍去)
综上所述,直线I上存在一点P,使得ABCP是以BC为直角边的等腰直角三角形,m的值为2或4.
7.(2023秋•九年级单元测试)如图,抛物线y=-/+w;+c与x轴相交于A,8两点(点A位于点8的
左侧),与y轴相交于点C,/是抛物线的顶点,直线x=1是抛物线的对称轴,且点C的坐标为(0,3).
(2)己知P为线段MB上一个动点,过点尸作PD1*轴于点D若PD=/n,△PCD的面积为S.
①求S与机之间的函数关系式.
②当S取得最大值时,求点尸的坐标.
(3)在(2)的条件下,在线段MB上是否存在点P,使△PCD为等腰三角形?如果存在,直接写出满足条
件的点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
【思路点拨】
(1)点C坐标代入解析式可求c的值,由对称轴可求b的值,即可求解;
(2)①先求出点M,点4,点B的坐标,利用待定系数法可求8M解析式,由三角形的面积公式可求解;②
利用二次函数的性质可求解;
(3)分三种情况讨论,利用两点距离公式列出方程可求解.
【解题过程】
(1)解:・.,直线久=1是抛物线的对称轴,且点C的坐标为(0,3),
1•b=2,
・•・抛物线的解析式为:y=-%2+2%+3;
(2)解:①=—X2+2%+3=—(%—I)2+4
•••令y=0,则―/+2%+3=0,
解得久1=3,%2=-1,
.M(—l,0).B(3,0).
•.•点M(l,4),点B(3,0),
直线BM的解析式为y=-2%+6.
;点P在直线BM上,且PD1久轴于点。,PD=m,
.•.点P(3—
•*.SAPCD=_PD,OD——znx^3——=——+3/71.
.,.S与m之间的函数关系式为S=-7m2+|m(0<m<4);
42
:22
②•S=--4m+-2m=-4-(1m—37)+-4
・•・当租=3时,S有最大值为?,
4
此时尸D=m=3
把y=3代入y=-2x+6,得久=|
・•.Pg3)
当机=3时,S有最大值为%此时P(|,3).
(3)解:存在满足条件的点P,点P的坐标为(一6+3近,18—6夕)或(4—V7,—2+2近).
理由如下:
设P(t,6—2t),则C(0,3),D(t,0),
所以|PO|=|6-2t|,
\CD\=&2+9,
\PC\=Vt2+(3-2t)2=V5t2-12t+9,
若|PD|=|CD|,BP|6-2t|=Vt2+9,
解得t=4一夕(4+近舍去),
所以点尸(4—2+2夕);
若|PD|=|PC|,BP|6-2t|=V5t2-12t+9,
解得t=-6+3夜(-6-3近舍去),
所以点P(-6+3位,18-6«);
若|CD|=\PC\,即=V5t2-12t+9,
解得t=0或t=3,均不合题意,故舍去,
所以点P的坐标为(-6+3V7,18-6夕)或(4-V7,-2+2小).
8.(2023•辽宁营口•校联考一模)已知直线/与x轴、y轴分别相交于4(1,0)、B(0,3)两点,抛物线y=a/一
2ax+a+4(a<0)经过点B,交x轴正半轴于点C.
(2)在第一象限内抛物线上取点M,连接4M、BM,求面积的最大值及点M的坐标.
(3)抛物线上是否存在点P使ACBP为直角三角形,如果存在,请直接写出点P的坐标;如果不存在,请说
明理由.
【思路点拨】
(1)先利用待定系数法求得直线I的函数解析式,求得点8的坐标,从而可以求得抛物线的解析式;
(2)根据题意可以求得点A的坐标,然后根据题意和图形可以用含根的代数式表示出S,然后将其化为顶
点式,再根据二次函数的性质即可解答本题;
(3)分三种情况讨论,分别当BC、PC,PB为斜边时,利用勾股定理列方程即可求解.
【解题过程】
(1)解:设y=kx+b,
把4(1,0),8(0,3)代入得:4甘:?,
•••k=-3,b=3,
・•・一次函数解析式为:y=-3x+3,
把8(0,3)代入y=ax2-2ax+a+4,
3=a+4,
•••a=—1,
・•・二次函数解析式为:y=-x2+2x+3;
(2)解:连接OM,
把y=0代入y=—x2+2%+3得,0=—x2+2%+3,
•••x=-1或3,
・•・抛物线与久轴的交点横坐标为-1和3,
设点M(m,—m2+2m+3),
•・•”在抛物线上,且在第一象限内,
0<m<3,
・•,4的坐标为(L0),
•••S=S^OBM+-^LAOB
=-xmx3+-xlx(―m2+2m+3)--xlx3=--(m—,+空,
22、722V2/8
.•.当m=:时,S取得最大值号.
2o
(3)解:设点P(m-n2+2n+3),
贝=32+32=18,PC2=(n-3)2+(一九2+2九+3)2,PB2=n2+(-n2+2n)2,
当PC为斜边时,则层+(f2+2n)2+18=(n—3)2+(―n2+2n+3)2,
解得九=0(舍去)或U=1,
・••点P(l,4);
当为斜边时,贝!J(几一3)2+(―n2+2几+3)2+18=/+(―712+2n)2,
解得几=3(舍去)或n=一2,
・,•点P(—2,-5);
当为斜边时,贝!](几—3)2+(―n2+2九+3)2+/+(―n2+2n)2=18,
解得几=3(舍去)或几=0(舍去)或n=苫^或?1=与恒,
..•点P的坐标为(竽,萼)或(等,萼);
综上,点P的坐标为(一2,-5)或(1,4)或(萼,乎)或(譬,子).
9.(2022秋・广东惠州•九年级校考阶段练习)如图,点4(一2,0),B(4,0),C(3,3)均在抛物线y=ax2+bx+c
上,点。在y轴上,且DC1BC,NBCD绕点C顺时针旋转后两边与x轴、y轴分别相交于点E,F.
(2)CF能否经过抛物线的顶点?若能,求出此时点E的坐标;若不能,请说明理由;
(3)若AFOC是等腰三角形,求点F的坐标.
【思路点拨】
(1)利用待定系数法即可求解;
(2)作CHly轴于点H,CSlx轴于点S,求得顶点M坐标,求得直线CM即CF的解析式,得出点F的坐标,
证明三AECS,据此求解即可;
(3)证明AOCH三ASCB,求得CD=V1U,分三种情况讨论,即可求解.
【解题过程】
(1)解:由抛物线与x轴的两个交点48的坐标,可以由两根式设抛物线解析式为y=a(x+2)(x-4),
然后将C点坐标代入得:a(3+2)(3-4)=3,
解得:a=:,
故抛物线解析式为y=-1(久+2)(%-4)--|x2+|x+y;
(2)解:作CHly轴于点“,CSlx轴于点S,
y=一|(X+2)(X-4)=-|(x-I)2+Y,
.♦•顶点M坐标为(1,£),
设直线CM的解析式为y=mx+n,
(3=3m+n(m=—7
Y=m+n,解得J33,
・,・直线CM即CF的解析式为y=-1%+y,
・・.尸点坐标为(0,y).
•:乙FCH+乙HCE=90°,(ECS+乙HCE=90°,
A/-ECS=乙HCF,
:.△FCH三△ECS,
:.FH=SE=/-3=£,
:.EO=--3=-,
55
0),
.••CF能经过抛物线的顶点,此时点E的坐标为(一I,0);
(3)解:同理求得CB直线方程为y=-3%+12,
作CH1y轴于点H,CS1%轴于点S.
VC(3,3),
.,•四边形HOSC是正方形,OS=3,
VB(4,0),
:.BS=1,
■:乙HCD+乙DCS=90°,4BCS+乙DCS=90°,
:.乙DCH=4SCB,
:.ADCH=^SCB,
:.DH=SB=1,OD=2,
;.D(0,2),
CD=V10,
则八FDC是等腰三角形可以有三种情形:
①FC=CD="U.则DH=1,FH=1,贝妨点坐标为(0,4);
②FD=CD=V10,贝沙点坐标为(0,2+V10);
®FD=FC,设F(0,m).
":FC2=FH2+HC2,即FC?=(巾-3)2+32,FD=FC=m-2,
(m-3)2+32=(m—2)2,
解得m=7,
.,.F(0,7),
综上,点F的坐标为(0,4)或(0,2+"6)或(0,7).
10.(2023・四川・九年级专题练习)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax?+6%+c与无轴交于B(4,0),
C(—2,0)两点.与y轴交于点4(0,-2).
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点尸是直线AB下方抛物线上的一动点,过点尸作x轴的平行线交4B于点K,过点尸作y轴的平行
线交x轴于点。,求与aPK+PD的最大值及此时点P的坐标;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点使得△M2B是以48为一条直角边的直角三角形:若存在,请
求出点M的坐标,若不存在,请说明理由.
【思路点拨】
(1)将4、B、C代入抛物线解析式求解即可;
(2)可求直线48的解析式为y=|x—2,设P(m,m2—|m—2)(0<m<4),可求KQm2—m,^m2—
|m—2^,从而可求(PK+PD=+|6+2,即可求解;
(3)过4作a“2交抛物线的对称轴于“2,过B作BM114B交抛物线的对称轴于心,连接设
“1(1,n),可求AM/=话+4九+5,BMJ=声+9,由4B?+BMj=AM^,可求进而求出直线BM1
的解析式,即可求解.
【解题过程】
(1)解:由题意得
16a+4b+c=0
4a—2b+c=0,
、c=-2
••・抛物线的解析式为y=/_2.
42
(2)解:设直线的解析式为y=k%+b,则有
+b=0
n=—2,
解得:y=:
ib=一2
・,・直线AB的解析式为y=-2;
设P(血,]??12一1瓶—2)(0<m<4),
111n
-x—2Q=-mz2——m—2,
242
解得:x=jm2—m,
•••Kiz\/1-m£2—m,1-m2£——1m—2),
\242/
・•・PK=m—m2—TH)
=——1m2+Io2m,
2
112
-PK=——m+m,
24
PD=—(-m2—^-m—2)
\42/
1
二——12+I-m+I2n,
42
1111
•••二PK+PD=--m2+m--m2+—m+2
2442
173
二—2771+2771+2
...当小号时,"长+。。的最大值为与,
228
1/3\213c35
•••V=-x(-)—x—2=-----,
4\2/2216
・••Pg-纵
故[PK+PD的最大值为靠「(1,—?1),
(3)解:存在,
如图,过4作/IM21AB交抛物线的对称轴于M2,过B作BMi14B交抛物线的对称轴于叫,连接4%,
设
222
AM1=I+(n+2)
=n2+4n+5,
AB2=22+42=20,
BMj=(4—l)2+n2
—n2+9,
•••AB2+fiM/=AM^,
n2+9+20—n2+4n+5,
解得:n=6,
■■■Mi(1,6);
设直线BMi的解析式为y=/qx+瓦,则有
解得*二,
二直线EM】解析式为y=-2x+8,
•••AM2\\BM1,且经过4(0,—2),
・・•直线AM?解析式为y=-2x-2,
二当x=1时,y=-2x1-2=-4,
综上所述:存在,M的坐标为(1,6)或(1,一4).
11.(2023・湖南娄底•统考中考真题)如图,抛物线y=/+法+c过点力(一1,0)、点B(5,0),交y轴于点C.
(1)求6,c的值.
(2)点P(x(),yo)(O<x0<5)是抛物线上的动点
①当X。取何值时,APBC的面积最大?并求出APBC面积的最大值;
②过点P作PE1x轴,交BC于点E,再过点P作PF||久轴,交抛物线于点F,连接EF,问:是否存在点P,
使APEF为等腰直角三角形?若存在,请求出点尸的坐标;若不存在,请说明理由.
【思路点拨】
(1)将将4(一1,0)、B(5,0)代入抛物线y=/+bx+c即可求解;
(2)①由(1)可知:y=x2-4%-5,得C(0,-5),可求得BC的解析式为y=%-5,过点P作PElx轴,
2
交BC于点E,交x轴于点Q,易得PE=yE-y0=-x0+5比,根据△PBC的面积=SAPEC+SAPEB,可得△PBC
的面积=]PE•(曲一必)+(PE・OB-久o)=-|(而一|)+攀,即可求解;
②由题意可知抛物线的对称轴为%对=-言=2,则孙=4-%。,分两种情况:当点P在对称轴左侧时,即
0<%0<2时,当点P在对称轴右侧时,即2<%0<5时,分别进行讨论求解即可.
【解题过程】
(1)解:将4(—1,0)、3(5,0)代入抛物线、=/+6刀+。中,
可得:屋二二=\,解得:FY,
125+5o+c=0(C=—5
即:b=—4,c——5;
(2)①由(1)可知:y=/一4X—5,
当x=0时,y=-5,即C(0,-5),
设BC的解析式为:y=kx+b,
将B(5,0),。(0,-5)代入丫=入+匕中,
可得筐二"°,解得:『二,
・・・BC的解析式为:y=%—5,
过点尸作PE,%轴,交BC于点、E,交工轴于点Q,
2
•・・P(%o,yo)(O<x0<5),则Vo=XO-4%0—5,
・••点E的横坐标也为%o,则纵坐标为%=%o-5,
22
•*-PE=yE-yo=Uo_5)一(%0—4久0-5)=-Xo+5久0,
△PBC的面积=S2PEC+S"EB
1、1/、
=]PE•(%。—%c)+]PE,(%—%o)
1
=2PE•(%一和)
—](-+5x0)
=_§(%0_9)2+拶,
2\u2/8
...当Xo=J时,APBC的面积有最大值,最大值为争;
2o
②存在,当点P的坐标为(上咨,驾亘)或(4,-5)时,APEF为等腰直角三角形.
理由如下:由①可知PE=-而2+5和,
由题意可知抛物线的对称轴为直线x对=-言=2,
':PF||x轴,
J./.EPF=90°,^£=万对=2,则XF=4一而,
当点P在对称轴左侧时,即0<与<2时,
PF=xF-x0=4-2x0,当PE=PF时,APEF为等腰直角三角形,
即:一久()2+5々)=4—2%),整理得:x()2—7&+4=0,
解得:通=上洛(%0=手>2,不符合题意,舍去)
此时为=xo2-4x-5=3-3V33
02
当点P在对称轴右侧时,即2<%0<5时,
-4,当PE=PF时,APEF为等腰直角三角形,
PF=X0-XF=2X0
即:—x()2+5殉=2*0—4,整理得:xj—3万0—4=0,
解得:x0=4(x0=-1<2,不符合题意,舍去)
此时:=42-4x4-5=-5,即点P(4,-5);
综上所述,当点P的坐标为(上汽,上詈)或(4,-5)时,APEF为等腰直角三角形.
12.(2022秋・广西贵港•九年级统考期末)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+2x+c与x轴交于
4(—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)求抛物线的表达式;
(2)请在y轴上找一点M,使ABOM的周长最小,求出点M的坐标;
(3)试探究:在抛物线上是否存在点P,使以点4P,C为顶点,AC为直角边的三角形是直角三角形?若
存在,请直接写出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【思路点拨】
(1)设抛物线解析式为y=a(x+l)(x-3),展开得到-2a=2,然后求出a的值即可得到抛物线的解析式;
(2)利用二次函数的性质确定点。的坐标为(1,4),作B点关于y轴的对称点夕,连接。交y轴于M,如图
1,贝坞'(一3,0),利用两点之间线段最短即可判断此时MB+MD的值最小,此时ABD”的周长最小,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47的垂线交抛物线于另一点P,如图2,先用待定系数法求出直线AC的解析式,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=-|x+d,把点C的坐标代入求出d的值得到直线PC的
解析式,再解方程组[y=-3x+3得此时点P的坐标,过点4作2C的垂线交抛物线于另一点P,利用同
ly=—x2+2%+3
样的方法可求出此时点P的坐标.
【解题过程】
⑴解:设抛物线解析式为y=。(%+1)(%-3),
即y=ax2—2ax—3a,
••—2a=2,
解得a=-1,
・•・抛物线解析式为:y=-x2+2x4-3;
(2)解:y=—x2+2%+3=—(%—I)2+4,
・・・顶点。的坐标为(1,4),
作8点关于y轴的对称点良,连接。夕交y轴于M,如图1,则夕(-3,0),
图1
MB=MB',
MB+MD=MB'+MD=DB',此时MB+MD的值最小,
而BD的值不变,
此时A8DM的周长最小,
设直线DB'的解析式为y=kx+b,将次(-3,0),D(1,4)代入解析式得:
(—3k+b=0
tk+b=4'
解得仁;,
・,・直线O9的解析式为y=%4-3,
当%=0时,y=x+3=3,
・・・点M的坐标为(0,3);
(3)解:存在,
过点C作4C的垂线交抛物线于另一点P,如图2,
,・,抛物线与y轴交于点C,
.,.当x=0时,y=3,
.•.点C(0,3),
设直线AC的解析式为:y=px+q,
把C(0,3),A(—1,0)代入得,
(q=3
1—p+q=0,
解得郎:3,
・,・直线ZC的解析式为y=3%+3,
-AC1PC,
・•・设直线PC解析式为:y=--x+d,
把C(0,3)代入得:d=3,
二直线PC解析式为y=-1%+3,
解方程组]”一7+3,
ly=—x2+2%+3
(_7
解需驾或:工
9
则此时点P坐标为“募);
过点4作4C的垂线交抛物线于另一点P,
则直线4P的解析式可设为y=-|x+e,
把A(-1,0)代入得,e=0,解得e=
・•・直线2P的解析式为:yf
解方程组]7-3%-3,
ly=—x2+2%+3
,_10
解得或
了9
则此时点P坐标为(?,—蔡),
综上所述,符合条件的点P的坐标为:(£,-蔡)或《,V).
13.(2023春・重庆江津•九年级校联考期中)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=比2+人龙+c与直
线A8交于点力(0,—4),5(4,0).
图1图2备用图
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点P为直线4B下方抛物线上的一动点,过点P作PM14B交4B于点M,过点P作y轴的平行线交x轴于
点N,求应PM+PN的最大值及此时点P的坐标;
(3)如图2,将该抛物线先向左平移4个单位,再向上移3个单位,得到新抛物线y',新抛物线y'与y轴交
于点尸,点M为y轴左侧新抛物线V上一点,过M作MN||y轴交射线BF于点N,连接MF,当AFMN为等腰三
角形时,直接写出所有符合条件的点M的横坐标.
【思路点拨】
(1)用待定系数法把力(0,-4),8(4,0)代入、=|产+法+。可得.
(2)设直线的解析式为y=kx+b,把4(0,-4),B(4,0)代入可得,求出直线4B的解析式为y=x-4,
求出PC=V^PM,当巾=|时,^^^。可最大值为号.
(3)求出左平移4个单位,再向上移3个单位的函数表达式y'=1%2+3%+3,把NF,MN,MF表示出来,
分情况讨论即可.
【解题过程】
(1)解:把4(0,—4),B(4,0)代入y=/婷+bx+c可得,
(-4=c
10=8+4b+c'
解得c=-4,b=-1,
...y=-1x2—%—4A,
)2
(2)解:设直线4B的解析式为y
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