资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台中考数学压轴题--二次函数--存在性问题第10节 等边三角形的存在性解题技巧一、两定一动A、确定点的位置B、求解过程二、两动一定三、方法总结例题演练题组1:两定一动1.如图,已知抛物线C1与x轴交于A(4,0),B(﹣1,0)两点,与y轴交于点C(0,2).将抛物线C1向右平移m(m>0)个单位得到抛物线C2,C2与x轴交于D,E两点(点D在点E的左侧),与抛物线C1在第一象限交于点M.(1)求抛物线C1的解析式,并求出其对称轴;(2)①当m=1时,直接写出抛物线C2的解析式;②直接写出用含m的代数式表示点M的坐标.(3)连接DM,AM.在抛物线C1平移的过程中,是否存在△ADM是等边三角形的情况?若存在,请求出此时m的值;若不存在,请说明理由.2.如图,已知二次函数的图象顶点在原点,且点(2,1)在二次函数的图象上,过点F(0,1)作x轴的平行线交二次函数的图象于M、N两点.(1)求二次函数的表达式;(2)P为平面内一点,当△PMN是等边三角形时,求点P的坐标;(3)在二次函数的图象上是否存在一点E,使得以点E为圆心的圆过点F和点N,且与直线y=﹣1相切.若存在,求出点E的坐标,并求⊙E的半径;若不存在,说明理由.3.如图,抛物线C1:y=x2+bx+c经过原点,与x轴的另一个交点为(2,0),将抛物线C1向右平移m(m>0)个单位得到抛物线C2,C2交x轴于A,B两点(点A在点B的左边),交y轴于点C.(1)求抛物线C1的解析式及顶点坐标;(2)以AC为斜边向上作等腰直角三角形ACD,当点D落在抛物线C2的对称轴上时,求抛物线C2的解析式;(3)若抛物线C2的对称轴存在点P,使△PAC为等边三角形,求m的值.4.如图,抛物线y=ax2+x+c经过点A(﹣1,0)和点C(0,3)与x轴的另一交点为点B,点M是直线BC上一动点,过点M作MP∥y轴,交抛物线于点P.(1)求该抛物线的解析式;(2)在抛物线上是否存在一点Q,使得△QCO是等边三角形?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由;(3)以M为圆心,MP为半径作⊙M,当⊙M与坐标轴相切时,求出⊙M的半径.题组2:两动一定5.如图,抛物线y=x2﹣2x+c经过点A(﹣2,5),与x轴相交于B,C两点,点B在点C的左边.(1)求抛物线的函数表达式与B,C两点坐标;(2)点D在抛物线的对称轴上,且位于x轴的上方,将△BCD沿直线BD翻折得到△BC′D,若点C′恰好落在抛物线的对称轴上,求点C′和点D的坐标;(3)设P是抛物线上位于对称轴右侧的一点,点Q在抛物线的对称轴上,当△CPQ为等边三角形时,求直线BP的函数表达式.6.如图,抛物线的解析式为y=﹣x+5,抛物线与x轴交于A、B两点(A点在B点的左侧),与y轴交于点C,抛物线对称轴与直线BC交于点D.(1)E点是线段BC上方抛物线上一点,过点E作直线EF平行于y轴,交BC于点F,若线段CD长度保持不变,沿直线BC移动得到C'D',当线段EF最大时,求EC'+C'D'+D'B的最小值;(2)Q是抛物线上一动点,请问抛物线对称轴上是否存在一点P是△APQ为等边三角形,若存在,请直接写出三角形边长,若不存在请说明理由.7.综合与探究如图,抛物线y=﹣x2﹣x+与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,直线l经过B、C两点,点M从点A出发以每秒1个单位长度的速度向终点B运动,连接CM,将线段MC绕点M顺时针旋转90°得到线段MD,连接CD、BD.设点M运动的时间为t(t>0),请解答下列问题:(1)求点A的坐标与直线l的表达式;(2)①请直接写出点D的坐标(用含t的式子表示),并求点D落在直线l上时t的值;②求点M运动的过程中线段CD长度的最小值.题组3:三动点8.如图1,抛物线C1:y=ax2﹣2ax+c(a<0)与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C.已知点A的坐标为(﹣1,0),点O为坐标原点,OC=3OA,抛物线C1的顶点为G.(1)求出抛物线C1的解析式,并写出点G的坐标;(2)如图2,将抛物线C1向下平移k(k>0)个单位,得到抛物线C2,设C2与x轴的交点为A′、B′,顶点为G′,当△A′B′G′是等边三角形时,求k的值:(3)在(2)的条件下,如图3,设点M为x轴正半轴上一动点,过点M作x轴的垂线分别交抛物线C1、C2于P、Q两点,试探究在直线y=﹣1上是否存在点N,使得以P、Q、N为顶点的三角形与△AOQ全等,若存在,直接写出点M,N的坐标:若不存在,请说明理由.21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台中考数学压轴题--二次函数--存在性问题第10节 等边三角形的存在性解题技巧一、两定一动A、确定点的位置B、求解过程二、两动一定三、方法总结例题演练题组1:两定一动1.如图,已知抛物线C1与x轴交于A(4,0),B(﹣1,0)两点,与y轴交于点C(0,2).将抛物线C1向右平移m(m>0)个单位得到抛物线C2,C2与x轴交于D,E两点(点D在点E的左侧),与抛物线C1在第一象限交于点M.(1)求抛物线C1的解析式,并求出其对称轴;(2)①当m=1时,直接写出抛物线C2的解析式;②直接写出用含m的代数式表示点M的坐标.(3)连接DM,AM.在抛物线C1平移的过程中,是否存在△ADM是等边三角形的情况?若存在,请求出此时m的值;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)设抛物线C1的解析式为y=ax2+bx+c(a≠0),则,解得,抛物线C1的解析式为,对称轴是直线;(2)①∵抛物线C1的解析式为,即y=﹣+,∴当m=1时,由抛物线的平移规律可得抛物线C2解析式为:y=﹣+=;即抛物线C2解析式为y=;②由抛物线的平移规律可得:抛物线C1向右平移m(m>0)个单位得到抛物线C2的解析式为:y=﹣+,其对称轴为:x=,∴交点M的横坐标为:+=,将其代入抛物线C1的解析式可得:y=,∴点M的坐标为;(3)存在m值使△ADM是等边三角形,理由如下:过点M作MN⊥AD于点N,∵,∴,,若△ADM是等边三角形,则∠DMN=30°,∴,即,解得m=4﹣5或m=5(不合题意,舍去),∴当时,△ADM是等边三角形.2.如图,已知二次函数的图象顶点在原点,且点(2,1)在二次函数的图象上,过点F(0,1)作x轴的平行线交二次函数的图象于M、N两点.(1)求二次函数的表达式;(2)P为平面内一点,当△PMN是等边三角形时,求点P的坐标;(3)在二次函数的图象上是否存在一点E,使得以点E为圆心的圆过点F和点N,且与直线y=﹣1相切.若存在,求出点E的坐标,并求⊙E的半径;若不存在,说明理由.【解答】解:(1)∵二次函数的图象顶点在原点,故设二次函数表达式为:y=ax2,将(2,1)代入上式并解得:a=,故二次函数表达式为:y=x2;(2)将y=1代入y=x2并解得:x=±2,故点M、N的坐标分别为(﹣2,1)、(2,1),则MN=4,∵△PMN是等边三角形,∴点P在y轴上且PM=4,∴PF=2;∵点F(0,1),∴点P的坐标为(0,1+2)或(0,1﹣2);(3)假设二次函数的图象上存在一点E满足条件,设点Q是FN的中点,则点Q(1,1),故点E在FN的中垂线上.∴点E是FN的中垂线与y=x2图象的交点,∴y=×12=,则点E(1,),EN==,同理EF==,点E到直线y=﹣1的距离为|﹣(﹣1)|=,故存在点E,使得以点E为圆心半径为的圆过点F,N且与直线y=﹣1相切.3.如图,抛物线C1:y=x2+bx+c经过原点,与x轴的另一个交点为(2,0),将抛物线C1向右平移m(m>0)个单位得到抛物线C2,C2交x轴于A,B两点(点A在点B的左边),交y轴于点C.(1)求抛物线C1的解析式及顶点坐标;(2)以AC为斜边向上作等腰直角三角形ACD,当点D落在抛物线C2的对称轴上时,求抛物线C2的解析式;(3)若抛物线C2的对称轴存在点P,使△PAC为等边三角形,求m的值.【解答】解:(1)∵抛物线C1经过原点,与X轴的另一个交点为(2,0),∴,解得,∴抛物线C1的解析式为y=x2﹣2x,∴抛物线C1的顶点坐标(1,﹣1),(2)如图1,∵抛物线C1向右平移m(m>0)个单位得到抛物线C2,∴C2的解析式为y=(x﹣m﹣1)2﹣1,∴A(m,0),B(m+2,0),C(0,m2+2m),过点C作CH⊥对称轴DE,垂足为H,∵△ACD为等腰直角三角形,∴AD=CD,∠ADC=90°,∴∠CDH+∠ADE=90°∴∠HCD=∠ADE,∵∠DEA=90°,∴△CHD≌△DEA,∴AE=HD=1,CH=DE=m+1,∴EH=HD+DE=1+m+1=m+2,由OC=EH得m2+2m=m+2,解得m1=1,m2=﹣2(舍去),∴抛物线C2的解析式为:y=(x﹣2)2﹣1.(3)如图2,连接BC,BP,由抛物线对称性可知AP=BP,∵△PAC为等边三角形,∴AP=BP=CP,∠APC=60°,∴C,A,B三点在以点P为圆心,PA为半径的圆上,∴∠CBO=∠CPA=30°,∴BC=2OC,∴由勾股定理得OB==OC,∴(m2+2m)=m+2,解得m1=,m2=﹣2(舍去),∴m=.4.如图,抛物线y=ax2+x+c经过点A(﹣1,0)和点C(0,3)与x轴的另一交点为点B,点M是直线BC上一动点,过点M作MP∥y轴,交抛物线于点P.(1)求该抛物线的解析式;(2)在抛物线上是否存在一点Q,使得△QCO是等边三角形?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由;(3)以M为圆心,MP为半径作⊙M,当⊙M与坐标轴相切时,求出⊙M的半径.【解答】解:(1)把点A(﹣1,0)和点C (0,3)代入y=ax2+x+c得:,解得:,∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+x+3;(2)不存在,理由如下:①当点Q在y轴右边时,如图1所示:假设△QCO为等边三角形,过点Q作QH⊥OC于H,∵点C (0,3),∴OC=3,则OH=OC=,tan60°=,∴QH=OH tan60°=×=,∴Q(,),把x=代入y=﹣x2+x+3,得:y=﹣≠,∴假设不成立,∴当点Q在y轴右边时,不存在△QCO为等边三角形;②当点Q在y轴的左边时,如图2所示:假设△QCO为等边三角形,过点Q作QT⊥OC于T,∵点C (0,3),∴OC=3,则OT=OC=,tan60°=,∴QT=OT tan60°=×=,∴Q(﹣,),把x=﹣代入y=﹣x2+x+3,得:y=﹣﹣≠,∴假设不成立,∴当点Q在y轴左边时,不存在△QCO为等边三角形;综上所述,在抛物线上不存在一点Q,使得△QCO是等边三角形;(3)令﹣x2+x+3=0,解得:x1=﹣1,x2=4,∴B(4,0),设BC直线的解析式为:y=kx+b,把B、C的坐标代入则,解得:,∴BC直线的解析式为:y=﹣x+3,当M在线段BC上,⊙M与x轴相切时,如图3所示:延长PM交AB于点D,则点D为⊙M与x轴的切点,即PM=MD,设P(x,﹣x2+x+3),M(x,﹣x+3),则PD=﹣x2+x+3,MD=﹣x+3,∴(﹣x2+x+3)﹣(﹣x+3)=﹣x+3,解得:x1=1,x2=4(不合题意舍去),∴⊙M的半径为:MD=﹣+3=;当M在线段BC上,⊙M与y轴相切时,如图4所示:延长PM交AB于点D,过点M作ME⊥y轴于E,则点E为⊙M与y轴的切点,即PM=ME,PD﹣MD=EM=x,设P(x,﹣x2+x+3),M(x,﹣x+3),则PD=﹣x2+x+3,MD=﹣x+3,∴(﹣x2+x+3)﹣(﹣x+3)=x,解得:x1=,x2=0(不合题意舍去),∴⊙M的半径为:EM=;当M在BC延长线,⊙M与x轴相切时,如图5所示:点P与A重合,∴M的横坐标为﹣1,∴⊙M的半径为:M的纵坐标的值,即:﹣×(﹣1)+3=;当M在CB延长线,⊙M与y轴相切时,如图6所示:延长PM交x轴于D,过点M作ME⊥y轴于E,则点E为⊙M与y轴的切点,即PM=ME,PD﹣MD=EM=x,设P(x,﹣x2+x+3),M(x,﹣x+3),则PD=x2﹣x﹣3,MD=x﹣3,∴(x2﹣x﹣3)﹣(x﹣3)=x,解得:x1=,x2=0(不合题意舍去),∴⊙M的半径为:EM=;综上所述,⊙M的半径为或或或.题组2:两动一定5.如图,抛物线y=x2﹣2x+c经过点A(﹣2,5),与x轴相交于B,C两点,点B在点C的左边.(1)求抛物线的函数表达式与B,C两点坐标;(2)点D在抛物线的对称轴上,且位于x轴的上方,将△BCD沿直线BD翻折得到△BC′D,若点C′恰好落在抛物线的对称轴上,求点C′和点D的坐标;(3)设P是抛物线上位于对称轴右侧的一点,点Q在抛物线的对称轴上,当△CPQ为等边三角形时,求直线BP的函数表达式.【解答】解:(1)由题意得:y=x2﹣2x+c过点A(﹣2,5),∴c=﹣3,∴抛物线的函数表达式为y=x2﹣2x﹣3,∵B、C是抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴的交点,x2﹣2x﹣3=0,∴B(﹣1,0),C(3,0);(2)∵抛物线与x轴交于B(﹣1,0),C(3,0),∴BC=4,抛物线的对称轴为直线x=1,如图,设抛物线的对称轴与x轴交于点H,则H点的坐标为(1,0),BH=2,由翻折得C′B=CB=4,在Rt△BHC′中,由勾股定理,得C′H===2,∴点C′的坐标为(1,2),tan∠C′BH===,∴∠C′BH=60°,由翻折得∠DBH=∠C′BH=30°,在Rt△BHD中,DH=BH tan∠DBH=2 tan30°=,∴点D的坐标为(1,);(3)取(2)中的点C′、D,连接CC′,∵BC′=BC,∠C′BC=60°,△C′CB为等边三角形,分类讨论如下:①当点P在x轴的上方时,点Q在x轴上方,连接BQ,C′P,∵△PCQ,△C′CB为等边三角形,∴CQ=CP,BC=C′C,∠PCQ=∠C′CB=60°,∴∠BCQ=∠C′CP,∴△BCQ≌C′CP(SAS),∴BQ=C′P,∵点Q在抛物线的对称轴上,∴BQ=CQ,∴C′P=CQ=CP,又∵BC′=BC,∴BP垂直平分CC′,∴点D在直线BP上,设直线BP的函数表达式为y=kx+b,则,解得,∴直线BP的函数表达式为y=x+;②当点P在x轴下方时,点Q在x轴下方,∵△PCQ,△C′CB为等边三角形,∴CP=CQ,BC=CC′,∠CC′B=∠QCP=∠C′CB﹣60°,∴∠BCP=∠C′CQ,∴△BCP≌△C′CQ(SAS),∴∠CBP=∠CC′Q,∵BC′=CC′,C′H⊥BC,∴∠CC′Q=∠CC′B=30°,∴∠CBP=30°,设BP与x轴相交于点E,在Rt△BOE中,OE=OB tan∠CBP=OB tan30°=1×=.∴点E的坐标为(0,).设直线BP的函数表达式为y=mx+n,则,解得,∴直线BP的函数表达式为y=﹣x﹣,综上所述,直线BP的函数表达式为y=x+或y=﹣x﹣.6.如图,抛物线的解析式为y=﹣x+5,抛物线与x轴交于A、B两点(A点在B点的左侧),与y轴交于点C,抛物线对称轴与直线BC交于点D.(1)E点是线段BC上方抛物线上一点,过点E作直线EF平行于y轴,交BC于点F,若线段CD长度保持不变,沿直线BC移动得到C'D',当线段EF最大时,求EC'+C'D'+D'B的最小值;(2)Q是抛物线上一动点,请问抛物线对称轴上是否存在一点P是△APQ为等边三角形,若存在,请直接写出三角形边长,若不存在请说明理由.【解答】解:(1)因为y=﹣x2+x+5=﹣(x﹣5)(x+),∴A(﹣,0),B(5,0),C(0,5),抛物线对称轴为x==2,由B、C坐标可求得直线BC的解析式为y=﹣x+5,令x=2,则y=﹣×2+5=3,∴D(2,3),∴CD=C'D'=4.设E(m,﹣m2+m+5),则F(m,﹣m+5),∴EF=yE﹣yF=﹣m2+m+5+m﹣5=﹣m2+m=﹣(m﹣)2+,∴当m=时,EF取得最大值,此时E(,).如图1,作平行四边形EC'D'E',则EC'=E'D',E'(,).作D'G⊥OB于G,E'H⊥OB于H.∵tan∠CBO===,所以∠CBO=30°,∴D'G=D'B,∴EC'+C'D'+D'B=C'D'+E'D'+D'G≥C'D'+E'H,当且仅当E'、D'、G三点共线时,EC'+C'D'+D'B取得最小值C'D'+E'H=4+=.(2)①如图2,△APQ是等边三角形,此时Q与B重合,∴等边三角形的边长为AQ=AB=6.②如图3,△APQ是等边三角形,此时Q与B重合,P在x轴下方.∴等边三角形的边长为AQ=AB=6.③如图4,△APQ是等边三角形,此时Q与C重合,P在x轴上方.∴等边三角形的边长为AQ=AC=2.④如图5,△APQ是等边三角形,此时Q在第三象限,P在x轴下方.∵PA=PB=PQ,所以A、Q、B三点在以P为圆心PA为半径为圆周上,∴∠ABQ=∠APQ=30°,∴直线BQ的解析式为y=x﹣5,联立方程组,解得或(舍),∴Q=(﹣2,﹣7),∴AQ=2,即等边△APQ的边长为2√.综上所述,满足要求的等边三角形的边长可以是:6、2、2.7.综合与探究如图,抛物线y=﹣x2﹣x+与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,直线l经过B、C两点,点M从点A出发以每秒1个单位长度的速度向终点B运动,连接CM,将线段MC绕点M顺时针旋转90°得到线段MD,连接CD、BD.设点M运动的时间为t(t>0),请解答下列问题:(1)求点A的坐标与直线l的表达式;(2)①请直接写出点D的坐标(用含t的式子表示),并求点D落在直线l上时t的值;②求点M运动的过程中线段CD长度的最小值.【解答】解:(1)当y=0时,,解得x1=1,x2=﹣3,∵点A在点B的左侧,∴A(﹣3,0),B(1,0),当x=0时,y=,即C(0,),设直线l的表达式为y=kx+b,将B,C两点坐标代入得,,解得,,则直线l的表达式为y=﹣x+;(2)①如图1,当点M在AO上运动时,过点D作DN⊥x轴于N,由题意可知,AM=t,OM=3﹣t,MC⊥MD,则∠DMN+∠CMO=90°,∠CMO+∠MCO=90°,∴∠MCO=∠DMN,在△MCO与△DMN中,,∴△MCO≌△DMN(AAS),∴MN=OC=,DN=OM=3﹣t,∴D(t﹣3+,t﹣3);同理,如图2,当点M在OB上运动时,点D的坐标为:D(﹣3+t+,t﹣3)将D点坐标代入直线BC的解析式y=﹣x+得,t﹣3=﹣×(﹣3+t+)+,t=6﹣2,即点D落在直线l上时,t=6﹣2;②∵△COD是等腰直角三角形,∴CM=MD,∴线段CM最小时,线段CD长度的最小,∵M在AB上运动,∴当CM⊥AB时,CM最短,CD最短,即CM=CO=,根据勾股定理得,CD的最小值为.题组3:三动点8.如图1,抛物线C1:y=ax2﹣2ax+c(a<0)与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C.已知点A的坐标为(﹣1,0),点O为坐标原点,OC=3OA,抛物线C1的顶点为G.(1)求出抛物线C1的解析式,并写出点G的坐标;(2)如图2,将抛物线C1向下平移k(k>0)个单位,得到抛物线C2,设C2与x轴的交点为A′、B′,顶点为G′,当△A′B′G′是等边三角形时,求k的值:(3)在(2)的条件下,如图3,设点M为x轴正半轴上一动点,过点M作x轴的垂线分别交抛物线C1、C2于P、Q两点,试探究在直线y=﹣1上是否存在点N,使得以P、Q、N为顶点的三角形与△AOQ全等,若存在,直接写出点M,N的坐标:若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵点A的坐标为(﹣1,0),∴OA=1,∴OC=3OA,∴点C的坐标为(0,3),将A、C坐标代入y=ax2﹣2ax+c,得:,解得:,∴抛物线C1的解析式为y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,所以点G的坐标为(1,4).(2)设抛物线C2的解析式为y=﹣x2+2x+3﹣k,即y=﹣(x﹣1)2+4﹣k,过点G′作G′D⊥x轴于点D,设BD′=m,∵△A′B′G′为等边三角形,∴G′D=B′D=m,则点B′的坐标为(m+1,0),点G′的坐标为(1,m),将点B′、G′的坐标代入y=﹣(x﹣1)2+4﹣k,得:,解得:(舍),,∴k=1;(3)设M(x,0),则P(x,﹣x2+2x+3)、Q(x,﹣x2+2x+2),∴PQ=OA=1,∵∠AOQ、∠PQN均为钝角,∴△AOQ≌△PQN,如图2,延长PQ交直线y=﹣1于点H,则∠QHN=∠OMQ=90°,又∵△AOQ≌△PQN,∴OQ=QN,∠AOQ=∠PQN,∴∠MOQ=∠HQN,∴△OQM≌△QNH(AAS),∴OM=QH,即x=﹣x2+2x+2,解得:x=(负值舍去),当x=时,HN=QM=﹣x2+2x+2=,点M(,0),∴点N坐标为(+,﹣1),即(,﹣1);或(﹣,﹣1),即(1,﹣1);如图3,同理可得△OQM≌△PNH,∴OM=PH,即x=﹣(﹣x2+2x+3)﹣1,解得:x=﹣1(舍)或x=4,当x=4时,点M的坐标为(4,0),HN=QM=﹣(﹣x2+2x+2)=6,∴点N的坐标为(4+6,﹣1)即(10,﹣1),或(4﹣6,﹣1)即(﹣2,﹣1);综上点M1(,0)、N1(,﹣1);M2(,0)、N2(1,﹣1);M3(4,0)、N3(10,﹣1);M4(4,0)、N4(﹣2,﹣1).21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 专题10 存在性-等边三角形(原卷版).doc 专题10 存在性-等边三角形(解析版).doc