二次函数中考压轴题(三角形与存在性问题)解析精选.doc
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九年级数学优辅专项训练题《二次函数学专项训练》
二次函数中考压轴题(三角形与存在性问题)解析精选
【例1】.已知:
如图一,抛物线与x轴正半轴交于A、B两点,与y
轴交于点C,直线经过A、C两点,且AB=2.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若直线DE平行于x轴并从C点开始以每秒1个单位的速度沿y轴正方向平移,且分别交y轴、线
段BC于点E、D,同时动点P从点B出发,沿BO方向以每秒2个单位速度运动,(如图2);当点P
运动到原点O时,直线DE与点P都停止运动,连DP,若点P运动时间为t秒;设,当
t 为何值时,s有最小值,并求出最小值。
(3)在
(2)的条件下,是否存在t的值,使以P、B、D为顶点的三角形与△ABC相似;若存在,求t
的值;若不存在,请说明理由。
【答案】解:
(1)在中,由x=0得y=-2,∴C(0,-2)。
由y=0得x=2,∴A(2,0)。
∵AB=2,∴B(4,0)。
∴可设抛物线的解析式为,代入点C(0,-2)得。
∴抛物线的解析式为。
(2)由题意:
CE=t,PB=2t,OP=4-2t。
∵ED∥BA,∴△CED∽△COB。
∴,即。
∴ED=2t。
∴。
∴当t=1时,有最大值1。
∴当t=1时,的值最小,最小值是1。
(3)存在。
设BC所在直线的解析式为y=kx+b,由B(4,0),C(0,-2)得
,解得,∴C所在直线的解析式为。
由题意可得:
D点的纵坐标为t-2,则D点的横坐标为2t。
∴。
又。
∵∠PBD=∠ABC,∴以P、B、D为顶点的三角形与△ABC相似有两种情况:
当时,即,解得;
当时,即,解得。
综上所述,当或时,以P、B、D为顶点的三角形与△ABC相似。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,二次函数的最值,相似三角形的判定和性质,勾股定理。
【分析】
(1)求出C、A、B的坐标,设抛物线的解析式为y=a(x-2)(x-4),代入点C的坐标求出a即可。
(2)由题意:
CE=t,PB=2t,OP=4-2t,由ED∥BA得出△CED∽△COB,从而,求出ED=2CE=2t,根据,根据二次函数的最值求出即可。
(3)以P、B、D为顶点的三角形与△ABC相似有两种情况:
和代入求出即可。
【例2】.如图,矩形OBCD的边OD、OB分别在x轴正半轴和y轴负半轴上,且OD=10,OB=8.将矩形的边BC绕点B逆时针旋转,使点C恰好与x轴上的点A重合.
(1)直接写出点A、B的坐标:
A(,)、B(,);
(2)若抛物线y=-x2+bx+c经过点A、B,则这条抛物线的解析式是;
(3)若点M是直线AB上方抛物线上的一个动点,作MN⊥x轴于点N.问是否存在点M,使△AMN
与△ACD相似?
若存在,求出点M的坐标;若不存在,说明理由;
(4)当≤x≤7,在抛物线上存在点P,使△ABP的面积最大,求△ABP面积的最大值.
【答案】解:
(1)(6,0),(0,-8)。
(2)。
(3)存在。
设M,
则N(m,0)MN=,NA=6-m。
又DA=4,CD=8,
①若点M在点N上方,,则△AMN∽△ACD。
∴,即,解得m=6或m=10。
与点M是直线AB上方抛物线上的一个动点不符。
∴此时不存在点M,使△AMN与△ACD相似。
②若点M在点N下方,,则△AMN∽△ACD。
∴,即,解得m=-2或m=6。
与点M是直线AB上方抛物线上的一个动点不符。
∴此时不存在点M,使△AMN与△ACD相似。
③若点M在点N上方,,则△AMN∽△ACD。
∴,即,方程无解。
∴此时不存在点M,使△AMN与△ACD相似。
④若点M在点N下方,,则△AMN∽△ACD。
∴,即,解得m=或m=6。
当m=时符合条件。
∴此时存在点M(,),使△AMN与△ACD相似。
综上所述,存在点M(,),使△AMN与△ACD相似。
(4)设P(p,),
在中,令y=0,得x=4或x=6。
∴≤x≤7分为≤x<4,4≤x<6和6≤x≤7三个区间讨论:
①如图,当≤x<4时,过点P作PH⊥x轴于点H
则OH=p,HA=6-p,PH=。
∴
∴当≤x<4时,随p的增加而减小。
∴当x=时,取得最大值,最大值为。
②如图,当4≤x<6时,过点P作PH⊥BC于点H,过点A作AG⊥BC于点G。
则BH=p,HG=6-p,PH=,
∴
∴当4≤x<6时,随p的增加而减小。
∴当x=4时,取得最大值,最大值为8。
③如图,当6≤x≤7时,过点P作PH⊥x轴于点H。
则OH=p,HA=p-6,PH=。
∴
∴当6≤x≤7时,随p的增加而增加。
∴当x=7时,取得最大值,最大值为7。
综上所述,当x=时,取得最大值,最大值为。
【考点】二次函数综合题,矩形的性质,旋转的性质,勾股定理,曲线上点的坐标与方程的关系,相似三角形的判定,二次函数的性质。
【分析】
(1)由OD=10,OB=8,矩形的边BC绕点B逆时针旋转,使点C恰好与x轴上的点A重合,可得OA2=AB2-OB2=102-82=36,∴OA=6。
∴A(6,0),B(0,-8)。
(2)∵抛物线y=-x2+bx+c经过点A、B,
∴,解得。
∴这条抛物线的解析式是。
(3)分①若点M在点N上方,,②若点M在点N下方,,③若点M在点N上方,,④若点M在点N下方,四种情况讨论即可。
(4)根据二次函数的性质,分≤x<4,4≤x<6和6≤x≤7三个区间分别求出最大值,比较即可。
【例3】.在平面直角坐标系xoy中,一块含60°角的三角板作如图摆放,斜边AB
在x轴上,直角顶点C在y轴正半轴上,已知点A(-1,0).
(1)请直接写出点B、C的坐标:
B(,)、C(,);并求经过A、B、C三点的抛物
线解析式;
(2)现有与上述三角板完全一样的三角板DEF(其中∠EDF=90°,∠DEF=60°),把顶点E放在线段
AB上(点E是不与A、B两点重合的动点),并使ED所在直线经过点C.此时,EF所在直线与
(1)
中的抛物线交于第一象限的点M.
①设AE=x,当x为何值时,△OCE∽△OBC;
②在①的条件下探究:
抛物线的对称轴上是否存在点P使△PEM是等腰三角形,若存在,请求
点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:
(1)B(3,0),C(0,)。
∵A(—1,0)B(3,0)
∴可设过A、B、C三点的抛物线为。
又∵C(0,)在抛物线上,∴,解得。
∴经过A、B、C三点的抛物线解析式即。
(2)①当△OCE∽△OBC时,则。
∵OC=,OE=AE—AO=x-1,OB=3,∴。
∴x=2。
∴当x=2时,△OCE∽△OBC。
②存在点P。
由①可知x=2,∴OE=1。
∴E(1,0)。
此时,△CAE为等边三角形。
∴∠AEC=∠A=60°。
又∵∠CEM=60°,∴∠MEB=60°。
∴点C与点M关于抛物线的对称轴对称。
∵C(0,),∴M(2,)。
过M作MN⊥x轴于点N(2,0),
∴MN=。
∴EN=1。
∴。
若△PEM为等腰三角形,则:
ⅰ)当EP=EM时,∵EM=2,且点P在直线x=1上,∴P(1,2)或P(1,-2)。
ⅱ)当EM=PM时,点M在EP的垂直平分线上,∴P(1,2)。
ⅲ)当PE=PM时,点P是线段EM的垂直平分线与直线x=1的交点,∴P(1,)
∴综上所述,存在P点坐标为(1,2)或(1,—2)或(1,2)或(1,)时,
△EPM为等腰三角形。
【考点】二次函数综合题,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,二次函数的性质,相似三角形的性质,等边三角形的判定和性质,勾股定理,等腰三角形的判定。
【分析】
(1)由已知,根据锐角三角函数定义和特殊角的三角函数值可求出OC和AB的长,从而求得点
B、C的坐标。
设定交点式,用待定系数法,求得抛物线解析式。
(2)①根据相似三角形的性质,对应边成比例列式求解。
②求得EM的长,分EP=EM,EM=PM和PE=PM三种情况求解即可。
【例4】.已知直线与x轴和y轴分别交于点A和点B,抛物线的顶点M在直线AB上,且抛物线与直线AB的另一个交点为N.
(1)如图①,当点M与点A重合时,求:
①抛物线的解析式;(4分)
②点N的坐标和线段MN的长;(4分)
(2)抛物线在直线AB上平移,是否存在点M,使得△OMN与△AOB相似?
若存在,
直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.(4分)
【答案】解:
(1)①∵直线与x轴和y轴分别交于点A和点B,∴A(,0),B(0,-5)。
当顶点M与点A重合时,∴M(,0)。
∴抛物线的解析式是:
,即。
②∵N是直线与在抛物线的交点,
∴,解得或。
∴N(,-4)。
如图,过N作NC⊥x轴,垂足为C。
∵N(,-4),∴C(,0)
∴NC=4.MC=OM-OC=。
∴。
(2)存在。
点M的坐标为(2,-1)或(4,3)。
【考点】二次函数综合题,二次函数的性质,曲线上点的坐标与方程的关系,勾股定理,相似三角形的判定和性质,等腰三角形的判定。
【分析】
(1)①由直线与x轴和y轴分别交于点A和点B,求出点A、B的坐标,由顶点M与点A重合,根据二次函数的性质求出顶点解析式。
②联立和,求出点N的坐标,过N作NC⊥x轴,由勾股定理求出线段MN的长。
(2)存在两种情况,△OMN与△AOB相似:
情况1,∠OMN=900,过M作MD⊥x轴,垂足为D。
设M(m,),则OD=m,DM=。
又OA=,OB=5,
则由△OMD∽△BAO得,,即,解得m=2。
∴M(2,-1)。
情况2,∠ONM=900,若△OMN与△AOB相似,则∠OMN=∠OBN。
∴OM=OB=5。
设M(m,),则解得m=4。
∴M(4,3)。
综上所述,当点M的坐标为(2,-1)或(4,3)时,△OMN与△AOB相似。
【例5】.在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于A(-3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求这个二次函数的关系解析式;
(2)点P是直线AC上方的抛物线上一动点,是否存在点P,使△ACP的面积最大?
若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由;
考生注意:
下面的(3)、(4)、(5)题为三选一的选做题,即只能选做其中一个题目,多答时只按作答的首题评分,切记啊!
(3)在平面直角坐标系中,是否存在点Q,使△BCQ是以BC为腰的等腰直角三角形?
若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由;
(4)点Q是直线AC上方的抛物线上一动点,过点Q作QE垂直于x轴,垂足为E.是否存在点Q,使以点B、Q、E为顶点的三角形与△AOC相似?
若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由;
(5)点M为抛物线上一动点,在x轴上是否存在点Q,使以A、C、M、Q为顶点的四边形是平行四边形?
若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】解:
(1)由抛物线过A(-3,0),B(1,0),则
,解得。
∴二次函数的关系解析式为。
(2)设点P坐标为(m,n),则。
连接PO,作PM⊥x轴于M,PN⊥y轴于N。
PM=,,AO=3。
当时,,所以OC=2。
[
∵<0,∴函数有最大值,当时,有最大值。
此时。
∴存在点,使△ACP的面积最大。
(3)存在。
点。
(4)存在。
点。
(5)点。
【考点】二次函数综合题,曲线上点的坐标与方程的关系,二次函数的性质,等腰直角三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,平行四边形的判定和性质。
【分析】
(1)将点A、B的坐标代入即可求得a、b,从而得到二次函数的关系解析式。
(2)设点P坐标为(m,n),则。
连接PO,作PM⊥x轴于M,PN⊥y轴于N,根据求出S关于m的二次函数,根据二次函数最值求法即可求解。
(3)分BQ为斜边和CQ为斜边两种情况讨论即可。
(4)分△BQE∽△AOC,△EBQ∽△AOC,△QEB∽△AOC三种情况讨论即可。
(5)分AC是边和对角线两种情况讨论即可。
【例6】.如图,抛物线y=ax2+bx+c经过A(-,0)、B(3,0)、C(0,3)三点,线段BC与抛物线的对称轴l相交于点D。
设抛物线的顶点为P,连接PA、AD、DP,线段AD与y轴相交于点E。
(1)求该抛物线的解析式;
(2)在平面直角坐标系中是否存在点Q,使以Q、C、D为顶点的三角形与△ADP全等?
若存在,求出点Q的坐标,若不存在,说明理由;
(3)将∠CED绕点E顺时针旋转,边EC旋转后与线段BC相交于点M,边ED旋转后与对称轴l相交于点N,连接PM、DN,若PM=2DN,求点N的坐标(直接写出结果)。
【答案】解:
(1)∵抛物线y=ax2+bx+c经过A(-,0)、B(3,0)、C(0,3)三点,
∴抛物线的解析式可设为,
将C(0,3)代入得,解得。
∴抛物线的解析式为,即。
(2)存在。
如图,
由得对称轴l为,
由B(3,0)、C(0,3)得tan∠OBC=,
∴∠OBC==300。
由轴对称的性质和三角形外角性质,得
∠ADP==1200。
由锐角三角函数可得点D的坐标为(,2)。
∴DP=CP=1,AD=4。
①在y轴正方向上存在点Q1,只要CQ1=4,则由SAS可判断△Q1CD≌△ADP,
此时,Q1的坐标为(0,7)。
②由轴对称的性质,得Q1关于直线BC的对称点Q2也满足△Q2CD≌△ADP,
过点Q2作Q2G⊥y轴于点G,则在Rt△CQ2G中,由Q2C=4,∠Q2CG=600可得
CG=2,Q2G=2。
∴OG=1。
∴Q2的坐标为(-2,1)。
③在对称轴l点P关于点D的反方向上存在点Q3,只要DQ3=4,则△Q3DC≌△ADP,
此时,Q3的坐标为(,-2)。
④由轴对称的性质,得Q3关于直线BC的对称点Q4也满足△Q2DC≌△ADP,
过点Q4作Q4H⊥l于点H,则在Rt△DQ4H中,由Q4D=4,∠Q4DH=600可得
DH=2,HQ4=2。
∴Q4的坐标为(3,4)。
综上所述,点Q的坐标为(0,7)或(-2,1)或(,-2)或(3,4)。
(3)()。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,二次函数的性质,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,轴对称的性质,三角形外角性质,勾股定理,全等三角形的判定和性质,旋转的性质。
【分析】
(1)根据已知点的坐标,设抛物线的交点式,用待定系数法即可求。
(2)求出△ADP的两边夹一角,根据SAS作出判断。
(3)如图,作做EF⊥l于点F,
由题意易证明△PMD≌△EMD,△CME≌△DNE,
∴PM=EM=EN=2DN。
由题意DF=1,EF=,NF=1-DN
在Rt△EFN中,,
∴,整理得,解得(负值舍去)。
∴。
∴点N的纵坐标为。
∴N()。
【例7】.如图,直线AB交x轴于点B(4,0),交y轴于点A(0,4),直线DM⊥x轴正半轴于点M,交线段AB于点C,DM=6,连接DA,∠DAC=90°.
(1)直接写出直线AB的解析式;
(2)求点D的坐标;
(3)若点P是线段MB上的动点,过点P作x轴的垂线,交AB于点F,交过O、D、B三点的抛物线于点E,连接CE.是否存在点P,使△BPF与△FCE相似?
若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:
(1)设直线AB的解析式为y=kx+b,将A(0,4),B(4,0)两点坐标代入,得
,解得。
∴直线AB的解析式为y=﹣x+4。
(2)过D点作DG⊥y轴,垂足为G,
∵OA=OB=4,∴△OAB为等腰直角三角形。
又∵AD⊥AB,∴∠DAG=90°﹣∠OAB=45°。
∴△ADG为等腰直角三角形。
∴DG=AG=OG﹣OA=DM﹣OA=5﹣4=2。
∴D(2,6)。
(3)存在。
由抛物线过O(0,0),B(4,0)两点,设抛物线解析式为y=ax(x﹣4),
将D(2,6)代入,得a=。
∴抛物线解析式为y=x(x﹣4)。
由
(2)可知,∠B=45°,则∠CFE=∠BFP=45°,C(2,2)。
设P(x,0),则MP=x﹣2,PB=4﹣x,
①当∠ECF=∠BPF=90°时(如图1),△BPF与△FCE相似,过C点作CH⊥EF,此时,△CHE、△CHF、△PBF为等腰直角三角形。
则PE=PF+FH+EH=PB+2MP=4﹣x+2(x﹣2)=x,
将E(x,x)代入抛物线y=x(x﹣4)中,
得x=x(x﹣4),解得x=0或,
∴P(,0)。
②当∠CEF=∠BPF=90°时(如图2),此时,△CEF、△BPF为等腰直角三角形。
则PE=MC=2,
将E(x,2)代入抛物线y=x(x﹣4)中,
得2=x(x﹣4),解得x=或。
∴P(,0)。
综上所述,点P的坐标为(,0)或(,0)。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,等腰直角三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质。
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【分析】
(1)根据A(0,4),B(4,0)两点坐标,可求直线AB的解析式。
(2)作DG⊥y轴,垂足为G,由已知得OA=OB=4,△OAB为等腰直角三角形,而AD⊥AB,利用互余关系可知,△ADG为等腰直角三角形,则DG=AG=OG﹣OA=DM﹣OA=5﹣4=2,可求D点坐标。
(3)存在。
已知O(0,0),B(4,0),设抛物线的交点式,将D点坐标代入求抛物线解析式,由于对顶角∠CFE=∠BFP=45°,故当△BPF与△FCE相似时,分为:
∠ECF=∠BPF=90°,∠CEF=∠BPF=90°两种情况,根据等腰直角三角形的性质求P点坐标。
【例8】.如图,在平面直角坐标系中,抛物线的顶点为B(2,1),且过点A(0,2)。
直线与抛物线交于点D、E(点E在对称轴的右侧)。
抛物线的对称轴交直线于点C,交x轴于点G。
PM⊥x轴,垂足为点F。
点P在抛物线上,且位于对称轴的右侧,PM⊥x轴,垂足为点M,△PCM为等边三角形。
(1)求该抛物线的表达式;
(2)求点P的坐标;
(3)试判断CE与EF是否相等,并说明理由;
(4)连接PE,在x轴上点M的右侧是否存在一点N,使△CMN与△CPE全等?
若存在,试求出点N的坐标;若不存在,请说明理由。
【答案】解:
(1)∵抛物线的顶点为B(2,1),
∴可设抛物线的解析式为。
将A(0,2)代入,得,解得。
∴该抛物线的表达式。
(2)将代入,得,
∴点C的坐标为(2,2),即CG=2。
∵△PCM为等边三角形,∴∠CMP=600,CM=PM。
∵PM⊥x轴,,∴∠CMG=300。
∴CM=4,GM=。
∴OM=,PM=4。
∴点P的坐标为(,4)。
(3)相等。
理由如下:
联立和得,解得,。
∵不合题意,舍去,
∴EF=,点E的坐标为(,)。
∴。
又∵,∴。
∴CE=EF。
(4)不存在。
理由如下:
假设在x轴上点M的右侧存在一点N,使△CMN≌△CPE,则CN=CE,∠MCN=∠PCE。
∵∠MCP=600,∴∠NCE=600。
∴△CNE是等边三角形。
∴EN=CE,∠CEN=600。
又∵由(3)CE=EF,∴EN=EF。
又∵点E是直线上的点,∴∠CEF=450。
∴点N与点F不重合。
∵EF⊥x轴,这与“垂线段最短”矛盾,∴原假设错误,满足条件的点N不存在。
【考点】二次函数综合题,二次函数的性质,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,等边三角形的性质,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,勾股定理,反证法,全等三角形的性质。
【分析】
(1)根据抛物线的顶点,设顶点式表达式,将点A的坐标人代入即可求解。
(2)由点C是抛物线对称轴x=2和直线的交点可求得点C的坐标,由△PCM为等边三角形,根据锐角三角函数定义和特殊角的三角函数值可求得点P的坐标。
(3)计算出CE和EF的值即可得出结论。
(4)用反证法证明,假设在x轴上点M的右侧存在一点N,使△CMN≌△CPE,推出与公理矛盾的结论。
【例9】.如图,顶点坐标为(2,-1)的抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与y轴交于点C(0,3),
与x轴交于A、B两点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)设抛物线的对称轴与直线BC交于点D,连接AC、AD,求△ACD的面积;
(3)点E为直线BC上一动点,过点E作y轴的平行线EF,与抛物线交于点F.问是否存在点E,使
得以D、E、F为顶点的三角形与△BCO相似?
若存在,求点E的坐标;若不存在,请说明理由.[来源:
【答案】解:
(1)∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点坐标为(2,-1),
∴可设抛物线的表达式为。
∵点C(0,3)在上,∴,解得。
∴抛物线的表达式为,即。
(2)令,即,解得。
∴A(1,0),B(3,0)。
设B