【文档说明】《中考数学二轮复习重难题型突破》类型八 二次函数与平行四边形有关的问题(解析版).doc,共(19)页,1.032 MB,由管理员店铺上传
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1类型八二次函数与平行四边形有关的问题【典例1】已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C(0,﹣3),顶点D的坐标为(1,﹣4).(1)求抛物线的解析式.(2)在y轴上找一点E,使得△EAC为等腰三角形,请直接写出点E的坐
标.(3)点P是x轴上的动点,点Q是抛物线上的动点,是否存在点P、Q,使得以点P、Q、B、D为顶点,BD为一边的四边形是平行四边形?若存在,请求出点P、Q坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)yx
2﹣2x﹣3;(2)满足条件的点E的坐标为(0,3)、(0,﹣3+10)、(0,﹣3﹣10)、(0,﹣43);(3)存在,P(﹣1+22,0)、Q(1+22,4)或P(﹣1﹣22,0)、Q(1﹣22,4).【解析
】【分析】(1)根据抛物线的顶点坐标设出抛物线的解析式,再将点C坐标代入求解,即可得出结论;(2)先求出点A,C坐标,设出点E坐标,表示出AE,CE,AC,再分三种情况建立方程求解即可;(3)利用平移先确定出点Q的纵坐标,代入抛物线解析式求出点Q的横坐标,即可得出结论.
【详解】解:(1)∵抛物线的顶点为(1,﹣4),∴设抛物线的解析式为y=a(x﹣1)2﹣4,将点C(0,﹣3)代入抛物线y=a(x﹣1)2﹣4中,得a﹣4=﹣3,∴a=1,2∴抛物线的解析式为y=a(x﹣1)2﹣4=x2﹣2x﹣3;(2)由(1)知,抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3,令
y=0,则x2﹣2x﹣3=0,∴x=﹣1或x=3,∴B(3,0),A(﹣1,0),令x=0,则y=﹣3,∴C(0,﹣3),∴AC=10,设点E(0,m),则AE=21m+,CE=|m+3|,∵△ACE是等腰三角形,∴①当AC=AE时,10=21m+,∴m=3或m=﹣
3(点C的纵坐标,舍去),∴E(3,0),②当AC=CE时,10=|m+3|,∴m=﹣3±10,∴E(0,﹣3+10)或(0,﹣3﹣10),③当AE=CE时,21m+=|m+3|,∴m=﹣43,∴E(0,﹣43),即满足条件的点E的坐标为(0,3)
、(0,﹣3+10)、(0,﹣3﹣10)、(0,﹣43);(3)如图,存在,∵D(1,﹣4),∴将线段BD向上平移4个单位,再向右(或向左)平移适当的距离,使点B的对应点落在抛物线上,这样便存在点Q,此时点D的对应点就是点P,∴点Q的纵坐标为4,设Q(t,4),将点Q的坐标代
入抛物线y=x2﹣2x﹣3中得,t2﹣2t﹣3=4,3∴t=1+22或t=1﹣22,∴Q(1+22,4)或(1﹣22,4),分别过点D,Q作x轴的垂线,垂足分别为F,G,∵抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴的右边的交点B的坐标为(3,0),且D(1,﹣4),∴FB=PG=
3﹣1=2,∴点P的横坐标为(1+22)﹣2=﹣1+22或(1﹣22)﹣2=﹣1﹣22,即P(﹣1+22,0)、Q(1+22,4)或P(﹣1﹣22,0)、Q(1﹣22,4).【点睛】此题主要考查待定系数法求二
次函数解析式、二次函数与几何综合,熟练掌握二次函数的图象和性质是解题关键.【典例2】如图,抛物线2yxbxc=−++与直线122yx=+交于,CD两点,其中点C在y轴上,点D的坐标为7(3,)2。点P是y轴右侧的抛物线上一动点,
过点P作PEx⊥轴于点E,交CD于点F.(1)求抛物线的解析式;(2)若点P的横坐标为m,当m为何值时,以,,,OCPF为顶点的四边形是平行四边形?请说明理由。4【解析】(1)∵直线122yx=+经过点C,∴(0,2)C∵抛物线2yxbxc=−++经过点(0,2)C
,D7(3,)2∴227273322cbbcc===−++=∴抛物线的解析式为2722yxx=−++(2)∵点P的横坐标为m且在抛物线上∴271(,2),(,2)22PmmmFmm−+++∵PF∥CO,∴当PFCO=时,以,,,OCP
F为顶点的四边形是平行四边形①当03m时,22712(2)322PFmmmmm=−++−+=−+∴232mm−+=,解得:121,2mm==即当1m=或2时,四边形OCPF是平行四边形②当3m时,2217(2)(2)322PFmmmmm=+
−−++=−5232mm−=,解得:12317317,22mm+−==(舍去)即当13172m+=时,四边形OCFP是平行四边形【典例3】已知抛物线2123yxx=−−+与x轴交于点A,B两点(A在B的左侧)与y轴交于点C.(1)直接写出点A,B,C的坐标;(2)将抛物线1y经过向
下平移,使得到的抛物线与x轴交于B,B两点(B在B的右侧),顶点D的对应点D¢,若90BDB=,求B的坐标和抛物线2y的解析式;(3)在(2)的条件下,若点Q在x轴上,则在抛物线1y或2y上是否存在点P,使以,,,BCQP为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,求出所有符合条件的点
P的坐标;如果不存在,请说明理由.【答案】(1)A(-3,0),B(1,0),(0,3);(2)B'(3,0),y2=-x2+4x-3;(3)P的坐标为(-2,3),(-1+7,-3),(-1-7,-3),(0,-3),(4,-3).【解析】
【分析】(1)令y=0,即可求出A,B,令x=0,即可求出C的坐标;(2)设B'(t,0),根据由题意得y2由y1平移所得,可设y2的解析式为:y2=-(x-1)(x-t)=-x2+(1+t)x-t,求出D',判断出△BD'B'是等腰直角三角形,可得
yD'=12|BB'|,即可得到关于t的方程,解出t即可求出B'的坐标和y2的解析式;(3)分①若Q在B'右边,②若Q在B'左边:当B'Q为边时和当B'Q为对角线时,这几种情况讨论即可.6【详解】解:(
1)由题意得抛物线2123yxx=−−+与x轴交于点A,B两点(A在B的左侧)与y轴交于点C,∴当y=0时,223=0xx−−+即(x+3)(1-x)=0解得x1=-3,x2=1,∴A的坐标为(-3,0),B的坐标为(1,0),当x=0时,y
=-02-2×0+3=3,∴C的坐标为(0,3),综上:A(-3,0),B(1,0),(0,3);(2)设B'(t,0),由题意得y2由y1平移所得,∴a=-1,∴可设y2的解析式为:y2=-(x-1)(x-t)=-x2+(1
+t)x-t,∴D'(12t+,()2144tt+−),∵B和B'是对称点,D'在对称轴上,∠BD'B'=90°,∴△BD'B'是等腰直角三角形,∴yD'=12|BB'|,∴()2144tt+−=12(t-1),解得t=3,∴B'(3,0),∴y2=-x2+4x-3;(3)①若Q
在B'右边,则P在x轴上方,且CP∥B'Q,∴yP=yC=3,此时P不在两条抛物线上,不符合题意舍去;②若Q在B'左边,当B'Q为边时,则CP∥B'Q,7此时yP=yC=3,P点在y1上,将yP=3,代入y1得
223=3xx−−+,解得x1=0,x2=-2,∴此时P的坐标为(-2,3);当B'Q为对角线时,则B'C∥QP,∵yC-yB'=3,∴yQ-yP=3,∵Q在x轴上,∴yP=-3,将yP=-3代入y1得223=3xx−−+−,解得x1=-1+7,
x2=-1-7,将yP=-3代入y2得-x2+4x-3=-3,解得x1=0,x2=4,∴P的坐标为:(-1+7,-3),(-1-7,-3),(0,-3),(4,-3),综上:P的坐标为:(-2,3),(-1+7,-3),(-1-7,-3),(0,-3)
,(4,-3).【点睛】本题考查了二次函数的性质,直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,平行四边形的性质,结合题意灵活运用知识点是解题关键.【典例4】如图,抛物线y=ax2+bx+3与x轴相交于点A(﹣1,0)、B(3,0),与y轴相交于点
C,点P为线段OB上的动点(不与O、B重合),过点P垂直于x轴的直线与抛物线及线段BC分别交于点E、F,点D在y轴正半轴上,OD=2,连接DE、OF.(1)求抛物线的解析式;(2)当四边形ODEF是平行四边形时,求点P的坐标;8【解析】解:(1)∵点A(﹣1,0)、B(3,0
)在抛物线y=ax2+bx+3上,∴,解得a=﹣1,b=2,∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+2x+3.(2)在抛物线解析式y=﹣x2+2x+3中,令x=0,得y=3,∴C(0,3).设直线BC的解析式为y=kx+b,将B(3,0),C(0,3)坐标
代入得:,解得k=﹣1,b=3,∴y=﹣x+3.设E点坐标为(x,﹣x2+2x+3),则P(x,0),F(x,﹣x+3),∴EF=yE﹣yF=﹣x2+2x+3﹣(﹣x+3)=﹣x2+3x.∵四边形ODEF是平行四边形,∴EF
=OD=2,∴﹣x2+3x=2,即x2﹣3x+2=0,解得x=1或x=2,∴P点坐标为(1,0)或(2,0).【典例5】如图,抛物线32++=bxaxy与y轴交于点C,与x轴交于A、B两点,31tan=OCA,6=ABCS.(1)求点B的坐标;(2)求抛物线的解析式及顶点坐标;(3)设点E在x
轴上,点F在抛物线上,如果A、C、E、F构成平行四边形,请写出点E9的坐标(不必书写计算过程).【解析】解:(1)∵32++=bxaxy∴C(0,3)又∵tan∠OCA=31∴A(1,0)又∵S△ABC=6∴6321=AB∴AB=4∴B(3−,0)(2)把A(1,0)、B(3−,
0)代入32++=bxaxy得:+−=++=339030baba∴1−=a,2−=b∴322+−−=xxy∵4)1(2++−=xy∴顶点坐标(1−,4)(3)①AC为平行四边形的一边时E1析(1−,0)E2(−−27,0)E3(+−27,0)②AC为平行四边形的
对角线时CABOyx10E4(3,0)【典例6】如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+mx+n经过点A(3,0)、B(0,﹣3),点P是直线AB上的动点,过点P作x轴的垂线交抛物线于点M,设点P的横坐标为t.(1)分
别求出直线AB和这条抛物线的解析式.(2)若点P在第四象限,连接AM、BM,当线段PM最长时,求△ABM的面积.(3)是否存在这样的点P,使得以点P、M、B、O为顶点的四边形为平行四边形?若存在,请直接写出点P的横坐标;若不存
在,请说明理由.【解析】:(1)分别利用待定系数法求两函数的解析式:把A(3,0)B(0,﹣3)分别代入y=x2+mx+n与y=kx+b,得到关于m、n的两个方程组,解方程组即可;(2)设点P的坐标是(t,t﹣3),则M(t,t2﹣2t﹣
3),用P点的纵坐标减去M的纵坐标得到PM的长,即PM=(t﹣3)﹣(t2﹣2t﹣3)=﹣t2+3t,然后根据二次函数的最值得到当t=﹣=32时,PM最长为=94,再利用三角形的面积公式利用S△ABM=S△BPM+S△APM计算即可;(3)由PM∥OB,根据平行四边形的判定得到当PM=OB时,点
P、M、B、O为顶点的四边形为平行四边形,然后讨论:当P在第四象限:PM=OB=3,PM最长时只有,所以不可能;当P在第一象限:PM=OB=3,(t2﹣2t﹣3)﹣(t﹣3)=3;当P在第三象限:PM=OB=3,t2﹣3t=3,分别解一元二次方程即可得到满足条件的t的值.【答案】解
:(1)把A(3,0)B(0,﹣3)代入y=x2+mx+n,得解得,所以抛物线的解析式是y=x2﹣2x﹣3.设直线AB的解析式是y=kx+b,把A(3,0)B(0,﹣3)代入y=kx+b,得,解得,11xyAOCB所以直线AB的解析式是y=x﹣3;(2)设点P
的坐标是(t,t﹣3),则M(t,t2﹣2t﹣3),因为p在第四象限,所以PM=(t﹣3)﹣(t2﹣2t﹣3)=﹣t2+3t,当t=﹣=32时,二次函数的最大值,即PM最长值为=94,则S△ABM=S△BPM+S△APM==.(3)存在,理由如下:∵PM∥OB,∴当PM=OB时,点P、
M、B、O为顶点的四边形为平行四边形,①当P在第四象限:PM=OB=3,PM最长时只有94,所以不可能有PM=3.②当P在第一象限:PM=OB=3,(t2﹣2t﹣3)﹣(t﹣3)=3,解得t1=,t2=(舍
去),所以P点的横坐标是;③当P在第三象限:PM=OB=3,t2﹣3t=3,解得t1=(舍去),t2=,所以P点的横坐标是.所以P点的横坐标是或.【典例7】如图,抛物线经过5(1,0),(5,0),(0,)2ABC
−−三点.(1)求抛物线的解析式;(2)在抛物线的对称轴上有一点P,使PA+PC的值最小,求点P的坐标;(3)点M为x轴上一动点,在抛物线上是否存在一点N,使以A,C,M,N四点构成的四边形为平行四边形?若存在,求点N的坐标;若不存在,请说明理由.12x
yAOCB'NPNMH'M【解析】解:(1)设抛物线的解析式为2yaxbxc=++,根据题意,得0,2550,5.2abcabcc−+=++==−,解得1,22,5.2abc==−=−
∴抛物线的解析式为:2152.22yxx=−−(2)由题意知,点A关于抛物线对称轴的对称点为点B,连接BC交抛物线的对称轴于点P,则P点即为所求.设直线BC的解析式为ykxb=+,由题意,得50,5.2kbb+==−解得1
,25.2kb==−∴直线BC的解析式为15.22yx=−∵抛物线215222yxx=−−的对称轴是2x=,∴当2x=时,153.222yx=−=−∴点P的坐标是3(2,)2−.(3)存在(i)当
存在的点N在x轴的下方时,如图所示,∵四边形ACNM是平行四边形,∴CN∥x轴,∴点C与点N关于对称轴x=2对称,∵C点的坐标为5(0,)2−,∴点N的坐标为5(4,).2−(II)当存在的点'N在x轴上方时,如图所示,作'NHx
⊥轴于点H,∵四边形''ACMN13是平行四边形,∴'''',ACMNNMHCAO==,∴Rt△CAO≌Rt△''NMH,∴'NHOC=.∵点C的坐标为'55(0,),22NH−=,即N点的纵坐标为52,∴21552,222xx−−=即24100xx−−=解得12214,214
.xx=+=−∴点'N的坐标为5(214,)2−和5(214,)2+.综上所述,满足题目条件的点N共有三个,分别为5(4,).2−,5(214,)2+,5(214,)2−【典例8】在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c经过点A(﹣4,0),点M为抛物线的顶点,点B在
y轴上,且OA=OB,直线AB与抛物线在第一象限交于点C(2,6),如图①.(1)求抛物线的解析式;(2)直线AB的函数解析式为,点M的坐标为,cos∠ABO=;连接OC,若过点O的直线交线段AC于点P,将△AOC的面积分成1:2的两部分,则点P的
坐标为;(3)在y轴上找一点Q,使得△AMQ的周长最小.具体作法如图②,作点A关于y轴的对称点A',连接MA'交y轴于点Q,连接AM、AQ,此时△AMQ的周长最小.请求出点Q的坐标;(4)在坐标平面内是否存在点N,使以点A、O、C、N为顶点的四边形是平
行四边形?若存在,请直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.14【答案】【分析】(1)将点A、C的坐标代入抛物线表达式即可求解;(2)点A(﹣4,0),OB=OA=4,故点B(0,4),即可求出AB的表达式;OP将△AOC的面积分成1:2的两部分,则AP=AC或AC,即可求解;(3)△AMQ的
周长=AM+AQ+MQ=AM+A′M最小,即可求解;(4)分AC是边、AC是对角线两种情况,分别求解即可.【解答】解:(1)将点A、C的坐标代入抛物线表达式得:,解得,故直线AB的表达式为:y=x2+2x;(2)点A(﹣4,0),OB=OA=4
,故点B(0,4),由点A、B的坐标得,直线AB的表达式为:y=x+4;则∠ABO=45°,故cos∠ABO=;对于y=x2+2x,函数的对称轴为x=﹣2,故点M(﹣2,﹣2);OP将△AOC的面积分成1:2的两部分,则AP=AC或AC,则
,即,解得:yP=2或4,故点P(﹣2,2)或(0,4);故答案为:y=x+4;(﹣2,﹣2);;(﹣2,2)或(0,4);(3)△AMQ的周长=AM+AQ+MQ=AM+A′M最小,点A′(4,0),15设直线A′M的表达式为:y=kx+b,则,解得,故直线A′M的表达
式为:y=x﹣,令x=0,则y=﹣,故点Q(0,﹣);(4)存在,理由:设点N(m,n),而点A、C、O的坐标分别为(﹣4,0)、(2,6)、(0,0),①当AC是边时,点A向右平移6个单位向上平移6个单
位得到点C,同样点O(N)右平移6个单位向上平移6个单位得到点N(O),即0±6=m,0±6=n,解得:m=n=±6,故点N(6,6)或(﹣6,﹣6);②当AC是对角线时,由中点公式得:﹣4+2=m+0,6+0=n+0,解得:m=﹣2,n=6,故点N(﹣2,6);
综上,点N的坐标为(6,6)或(﹣6,﹣6)或(﹣2,6).【点评】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数的性质、平行四边形的性质、图形的平移、面积的计算等,其中(4),要注意分类求解,避免遗漏.【典例9】如图1(注:与图2完
全相同)所示,抛物线212yxbxc=−++经过B、D两点,与x轴的另一个交点为A,与y轴相交于点C.(1)求抛物线的解析式.(2)设抛物线的顶点为M,求四边形ABMC的面积(请在图1中探索)(3)设点Q在y轴上,点P
在抛物线上.要使以点A、B、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,求所有满足条件的点P的坐标(请在图2中探索)16【答案】(1)21322yxx=−++;(2)92;(3)点P的坐标为:3(2,)2或(4,52−)或(4
−,212−).【解析】【分析】(1)由图可知点B、点D的坐标,利用待定系数法,即可求出抛物线的解析式;(2)过点M作ME⊥AB于点E,由二次函数的性质,分别求出点A、C、M的坐标,然后得到OE、BE的长度,再利用切割法求出四边形的面积即可;(3)由点Q在y轴上,设Q(0,y
),由平行四边形的性质,根据题意可分为:①当AB为对角线时;②当BQ2为对角线时;③当AQ3为对角线时;分别求出三种情况的点P的坐标,即可得到答案.【详解】解:(1)根据题意,抛物线212yxbxc=−++经过B、D两点,点D为(2−,52−),点B为(3,0),17则2215(2
)22213302bcbc−−−+=−−++=,解得:132bc==,∴抛物线的解析式为21322yxx=−++;(2)∵22131(1)2222yxxx=−++=−−+,∴点M的坐标为(1,2
)令213022xx−++=,解得:11x=−,23x=,∴点A为(1−,0);令0x=,则32y=,∴点C为(0,32);∴OA=1,OC=32,过点M作ME⊥AB于点E,如图:∴2ME=,1OE=,2BE=,∴111()2
22ABMCSOAOCOCMEOEBEME=•++•+•四边形,∴131313791(2)122222222442ABMCS=+++=++=四边形;18(3)根据题意,点Q在y轴上,则设点Q为(0,y),∵点P在抛物
线上,且以点A、B、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,如图所示,可分为三种情况进行分析:①AB为对角线时,则11PQ为对角线;由平行四边形的性质,∴点E为AB和11PQ的中点,∵E为(1,0),∵点Q1为(0,y),∴点P1的横坐标为2;当2x=时,代入21322yxx=−++,
∴32y=,∴点13(2,)2P;②当BQ2是对角线时,AP也是对角线,∵点B(3,0),点Q2(0,y),19∴BQ2中点的横坐标为32,∵点A为(1−,0),∴点P2的横坐标为4,当4x=时,代入213
22yxx=−++,∴52y=−,∴点P2的坐标为(4,52−);③当AQ3为对角线时,BP3也是对角线;∵点A为(1−,0),点Q3(0,y),∴AQ3的中点的横坐标为12−,∵点B(3,0),∴点P3的横坐标为4−,当4x=−时,代入21322yxx=−++,
∴212y=−,∴点P3的坐标为(4−,212−);综合上述,点P的坐标为:3(2,)2或(4,52−)或(4−,212−).【点睛】本题考查了二次函数的性质,平行四边形的性质,解一元二次方程,以及坐标与图形等知识,解题的关键是熟练掌握二次函数的性质进行解题,注
意利用分类讨论和数形结合的思想进行分析.