【中考数学复习】二次函数综合题 专项练习(含答案)

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【中考数学复习】二次函数综合题 专项练习(含答案)

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二次函数综合题专项练习
类型一 二次函数与线段问题
考向1 线段数量关系
1. (2020恩施州12分)如图,抛物线y=-x2+bx+c经过点C(6,0),顶点为B,对称轴x=2与x轴相交于点A,D为线段BC的中点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)P为线段BC上任意一点,M为x轴上一动点,连接MP,以点M为中心,将△MPC逆时针旋转90°,记点P的对应点为E,点C的对应点为F,当直线EF与抛物线y=-x2+bx+c只有一个交点时,求点M的坐标.
(3)△MPC在(2)的旋转变换下,若PC=(如图).
①求证:EA=ED.
②当点E在(1)所求的抛物线上时,求线段CM的长.
第1题图
考向2 利用二次函数性质求线段最值
2. (2020凉山州12分)如图,二次函数y=ax2+bx+c的图象过O(0,0)、A(1,0)、B(,)三点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)若线段OB的垂直平分线与y轴交于点C,与二次函数的图象在x轴上方的部分相交于点D,求直线CD的解析式;
(3)在直线CD下方的二次函数的图象上有一动点P,过点P作PQ⊥x轴,交直线CD于Q,当线段PQ的长最大时,求点P的坐标.
第2题图
考向3 利用“将军饮马”求线段最值
3. (2020黄冈14分)已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(-1,0),点B(3,0),与y轴交于点C(0,3),顶点为点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若过点C的直线交线段AB于点E,且S△ACE∶S△CEB=3∶5,求直线CE的解析式;
(3)若点P在抛物线上,点Q在x轴上,当以点D,C,P,Q为顶点的四边形是平行四边形时,求点P的坐标;
(4)已知点H(0,),G(2,0),在抛物线对称轴上找一点F,使HF+AF的值最小.此时,在抛物线上是否存在一点K,使KF+KG的值最小,若存在,求出点K的坐标;若不存在,请说明理由.
第3题图
  
考向4 利用“垂线段最短”求线段最值
4. (2020滨州14分)如图,抛物线的顶点为A(h,-1),与y轴交于点B(0,-),点F(2,1)为其对称轴上的一个定点.
(1)求这条抛物线的函数解析式;
(2)已知直线l是过点C(0,-3)且垂直于y轴的定直线,若抛物线上的任意一点P(m,n)到直线l的距离为d,求证:PF=d;
(3)已知坐标平面内的点D(4,3),请在抛物线上找一点Q,使△DFQ的周长最小,并求此时△DFQ周长的最小值及点Q的坐标.
第4题图
类型二 二次函数与图形面积问题
考向1 求面积最值
5. (2020贺州12分)如图,抛物线y=a(x-2)2-2与y轴交于点A(0,2),顶点为B.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若点P(t,y1)、Q(t+3,y2)都在抛物线上,且y1=y2,求P、Q两点的坐标;
(3)在(2)条件下,若点C是线段QB上一动点,经过点C的直线y=-x+m与y轴交于点D,连接DQ、DB,求△BDQ面积的最大值和最小值.
第5题图
  
考向2 面积数量关系
6. (2020新疆13分)如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,抛物线y=ax2+bx+c的顶点是A(1,3),将OA绕点O顺时针旋转90°后得到OB,点B恰好在抛物线上,OB与抛物线的对称轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)P是线段AC上一动点,且不与点A,C重合,过点P作平行于x轴的直线,与△OAB的边分别交于M,N两点,将△AMN以直线MN为对称轴翻折,得到△A′MN.设点P的纵坐标为m.
①当△A′MN在△OAB内部时,求m的取值范围;
②是否存在点P,使S△A′MN=S△OA′B,若存在,求出满足条件m的值;若不存在,请说明理由.
第6题图
类型三 二次函数与角度问题
考向1 角度等于定值
7. (2020营口14分)在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx-3过点A(-3,0),B(1,0),与y轴交于点C,顶点为点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P为直线CD上的一个动点,连接BC;
①如图①,是否存在点P,使∠PBC=∠BCO?若存在,求出所有满足条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由;
②如图②,点P在x轴上方,连接PA交抛物线于点N,∠PAB=∠BCO,点M在第三象限抛物线上,连接MN,当∠ANM=45°时,请直接写出点M的坐标.
第7题图
 考向2 角度数量关系
8. (2020海南15分)抛物线y=x2+bx+c经过点A(-3,0)和点B(2,0),与y轴交于点C.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点P是该抛物线上的动点,且位于y轴的左侧.
①如图①,过点P作PD⊥x轴于点D,作PE⊥y轴于点E,当PD=2PE时,求PE的长;
②如图②, 该抛物线上是否存在点P.使得∠ACP=∠OCB?若存在,请求出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
图① 图② 备用图
第8题图                
类型四 二次函数与特殊三角形判定问题
考向1 二次函数与等腰三角形判定问题
9. (2020枣庄10分)如图,抛物线y=ax2+bx+4交x轴于A(-3,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C,连接AC,BC.M为线段OB上的一个动点,过点M作PM⊥x轴,交抛物线于点P,交BC于点Q.
(1)求抛物线的表达式;
(2)过点P作PN⊥BC,垂足为点N.设M点的坐标为M(m,0),请用含m的代数式表示线段PN的长,并求出当m为何值时PN有最大值,最大值是多少?
(3)试探究点M在运动过程中,是否存在这样的点Q,使得以A,C,Q为顶点的三角形是等腰三角形.若存在,请求出此时点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
第9题图
  
10. (2020桂林12分)如图,已知抛物线y=a(x+6)(x-2)过点C(0,2),交x轴于点A和点B(点A在点B的左侧),抛物线的顶点为D,对称轴DE交x轴于点E,连接EC.
(1)直接写出a的值,点A的坐标和抛物线对称轴的表达式;
(2)若点M是抛物线对称轴DE上的点,当△MCE是等腰三角形时,求点M的坐标;
(3)点P是抛物线上的动点,连接PC,PE,将△PCE沿CE所在的直线对折,点P落在坐标平面内的点P′处,求当点P′恰好落在直线AD上时点P的横坐标.
第10题图
考向2 二次函数与直角三角形判定问题
11. (2020通辽12分)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,直线y=x-6过点B,与y轴交于点D, 点C与点D关于x轴对称.点P是线段OB上一动点,过点P作x轴的垂线交抛物线于点M,交直线BD于点N.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)当△MDB的面积最大时,求点P的坐标:
(3)在(2)的条件下,在y轴上是否存在点Q,使得以Q,M,N三点为顶点的三角形是直角三角形,若存在,直接写出点Q的坐标:若不存在;说明理由.
第11题图
  
12. (2020徐州10分)如图,在平面直角坐标系中,函数y=-ax2+2ax+3a(a>0)的图象交x轴于点A、B,交y轴于点C,它的对称轴交x轴于点E.过C作CD∥x轴交抛物线于点D,连接DE并延长交y轴于点F,交抛物线于点G.直线AF交CD于点H,交抛物线于点K,连接HE、GK.
(1)点E的坐标为:________;
(2)当△HEF是直角三角形时,求a的值;
(3)HE与GK有怎样的位置关系?请说明理由.
第12题图 备用图
考向3 二次函数与等腰直角三角形判定问题
13. (2020岳阳10分)如图①所示,在平面直角坐标系中,抛物线F1:y=a(x-)2+与x轴交于点A(-,0)和点B,与y轴交于点C.
(1)求抛物线F1的表达式;
(2)如图②,将抛物线F1先向左平移1个单位,再向下平移3个单位,得到抛物线F2,若抛物线F1与抛物线F2相交于点D,连接BD,CD,BC.
①求点D的坐标;
②判断△BCD的形状,并说明理由;
(3)在(2)的条件下,抛物线F2上是否存在点P,使得△BDP为等腰直角三角形,若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
第13题图
  
考向4 二次函数与等边三角形判定问题
14. (2020宜宾12分)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.
第14题图
类型五 二次函数与特殊四边形判定问题
考向1 二次函数与平行四边形判定问题
15. (2020天水13分)如图所示,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,且点A的坐标为A(-2,0),点C的坐标为(0,6),对称轴为直线x=1.点D是抛物线上一个动点,设点D的横坐标为m(1<m<4),连接AC,BC,DC,DB.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)当△BCD的面积等于△AOC的面积的时,求m的值;
(3)在(2)的条件下,若点M是x轴上一动点,点N是抛物线上一动点,试判断是否存在这样的点M,使得以点B,D,M,N为顶点的四边形是平行四边形,若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
第15题图
16. (2020湖州12分)如图,已知在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=-x2+bx+c(c>0)的顶点为D,与y轴的交点为C.过点C的直线CA与抛物线交于另一点A(点A在对称轴左侧),点B在AC的延长线上,连接OA,OB,DA和DB.
(1)如图①,当AC∥x轴时,
①已知点A的坐标是(-2,1),求抛物线的解析式;
②若四边形AOBD是平行四边形,求证:b2=4c;
(2)如图②,若b=-2,=,是否存在这样的点A,使四边形AOBD是平行四边形?若存在,求出点A的坐标;若不存在,请说明理由.
第16题图
17. (2020郴州12分)如图①,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于A(-1,0),B(3,0),与y轴交于点C.已知直线y=kx+n过B,C两点.
(1)求抛物线和直线BC的表达式;
(2)点P是抛物线上的一个动点,
①如图①,若点P在第一象限内,连接PA,交直线BC于点D.设△PDC的面积为S1,△ADC的面积为S2,求的最大值;
②如图②,抛物线的对称轴l与x轴交于点E,过点E作EF⊥BC,垂足为F.点Q是对称轴l上的一个动点,是否存在以点E,F,P,Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点P,Q的坐标;若不存在,请说明理由.
图① 图② 备用图
第17题图
考向2 二次函数与矩形判定问题
18. (2020抚顺、本溪、辽阳14分)如图,抛物线y=ax2-2x+c(a≠0)过点O(0,0)和A(6,0),点B是抛物线的顶点,点D是x轴下方抛物线上的一点,连接OB, OD.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图①,当∠BOD=30°时,求点D的坐标;
(3)如图②,在(2)的条件下,抛物线的对称轴交x轴于点C,交线段OD于点E,点F是线段OB上的动点(点F不与点O和点B重合),连接EF,将△BEF沿EF折叠,点B的对应点为点B′,△EFB′与△OBE的重叠部分为△EFG,在坐标平面内是否存在一点H,使以点E,F,G,H为顶点的四边形是矩形?若存在,请直接写出点H的坐标;若不存在,请说明理由.
第18题图
考向3 二次函数与菱形判定问题
19. (2020重庆A卷10分)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=x2+bx+c与直线AB相交于A,B两点,其中A(-3,-4),B(0,-1).
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点P为直线AB下方抛物线上的任意一点,连接PA,PB,求△PAB面积的最大值;
(3)将该抛物线向右平移2个单位长度得到抛物线y=a1x2+b1x+c1(a1≠0),平移后的抛物线与原抛物线相交于点C,点D为原抛物线对称轴上的一点,在平面直角坐标系中是否存在点E,使以点B,C,D,E为顶点的四边形为菱形,若存在,请直接写出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
 
第19题图 备用图
  
考向4 二次函数与正方形判定问题
20. (2020锦州12分)在平面直角坐标系中,抛物线y=-x2+bx+c交x轴于A(-3,0),B(4,0)两点,交y轴于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图,直线y=x+与抛物线交于A,D两点,与直线BC交于点E.若M(m,0)是线段AB上的动点,过点M作x轴的垂线,交抛物线于点F,交直线AD于点G,交直线BC于点H.
①当点F在直线AD上方的抛物线上,且S△EFG=S△OEG时,求m的值;
②在平面内是否存在点P,使四边形EFHP为正方形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
第20题图 备用图
  
类型六 二次函数与三角形全等、相似问题
21. (2020陕西10分)如图,抛物线y=x2+bx+c经过点(3,12)和(-2,-3),与两坐标轴的交点分别为A,B,C,它的对称轴为直线l.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)P是该抛物线上的点,过点P作l的垂线,垂足为D,E是l上的点.要使以P、D、E为顶点的三角形与△AOC全等,求满足条件的点P,点E的坐标.
第21题图
  
22. (2020广东省卷10分)如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A,B两点,点A,B分别位于原点的左、右两侧,BO=3AO=3,过点B的直线与y轴正半轴和抛物线的交点分别为C,D,BC=CD.
(1)求b,c的值;
(2)求直线BD的函数解析式;
(3)点P在抛物线的对称轴上且在x轴下方,点Q在射线BA上.当△ABD与△BPQ相似时,请直接写出所有满足条件的点Q的坐标.
第22题图
  
23. (2020烟台13分)如图,抛物线y=ax2+bx+2与x轴交于A,B两点,且OA=2OB,与y轴交于点C,连接BC,抛物线对称轴为直线x=,D为第一象限内抛物线上一动点,过点D作DE⊥OA于点E,与AC交于点F,设点D的横坐标为m.
(1)求抛物线的表达式;
(2)当线段DF的长度最大时,求D点的坐标;
(3)抛物线上是否存在点D,使得以点O,D,E为顶点的三角形与△BOC相似?若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
类型七 二次函数与圆
24. (2020遵义12分)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.
第24题图
1. (1)解:∵点C(6,0)在抛物线上,
∴0=-×36+6b+c,∴6b+c=9,
又∵对称轴为直线x=2,
∴x=-=-=2,解得b=1,
将b=1代入6b+c=9中,解得c=3,
∴二次函数的解析式为y=-x2+x+3;(2分)
(2)解:当点M在点C的左侧时,如解图①,
第1题解图①
∵抛物线的解析式为y=-x2+x+3,对称轴为直线x=2,C(6,0),
∴点A(2,0),顶点B(2,4),∴AB=AC=4,
∴△ABC是等腰直角三角形,∴∠1=45°,
易得直线BC的解析式为y=6-x,
∵将△MPC逆时针旋转90°得到△MEF,
∴FM=CM,∠2=∠1=45°,
设点M的坐标为(m,0),
∴点F(m,6-m),
又∵∠2=45°,
∴直线EF与x轴的夹角为45°,
∴设直线EF的解析式为y=x+b,
把点F(m,6-m)代入得6-m=m+b,解得b=6-2m,
直线EF的解析式为y=x+6-2m,
∵直线EF与抛物线y=-x2+x+3只有一个交点,
∴,整理得x2+3-2m=0,
∴b2-4ac=0,即0-4××(3-2m)=0,解得m=,
点M的坐标为(,0).
当点M在点C的右侧时,如解图②,
第1题解图②
由解图可知,直线EF与x轴的夹角仍是45°,因此直线EF与抛物线y=-x2+x+3不可能只有一个交点.
综上所述,点M的坐标为(,0);(6分)
(3)①证明:当点M在点C的左侧时,如解图③,连接EA,过点P作PG⊥x轴于点G,过点E作EH⊥x轴于点H,
第1题解图③
∵PC=,由(2)知∠BCA=45°,
∴PG=GC=1,∴点G(5,0),
设点M的坐标为(m,0),
∵将△MPC绕点M逆时针旋转90°得到△MEF,
∴EM=PM,
∵∠HEM+∠EMH=∠GMP+∠EMH =90°,
∴∠HEM=∠GMP,
在△EHM和△MGP中,,
∴△EHM≌△MGP,
∴EH=MG=5-m,HM=PG=1,
∴点H(m-1,0),
∴点E的坐标为(m-1,5-m);
∴EA==,
又∵D为线段BC的中点,B(2,4),C(6,0),
∴点D(4,2),
∴ED==,
∴EA=ED.
当点M在点C的右侧时,如解图④:
第1题解图④
同理,点E的坐标仍为(m-1,5-m),∴EA= ED;(9分)
②解:当点E在(1)所求的抛物线y=-x2+x+3上时,
把E(m-1,5-m)代入,整理得m2-10m+13=0,
解得m=5+2或m=5-2,
∴CM=6-(5-2)=2+1或CM=5+2-6=2-1.(12分)
2. 解:(1)设抛物线解析式为y=ax(x-1),
将B(,)代入y=ax(x-1)中得:a=,
∴y=x2-x;(3分)
第2题解图
(2)如解图,设直线CD与x轴相交于点F,与OB相交于点E,
∵OB==,
∴OE=OB=,
∵sin∠BOF==,
∴∠BOF=30°,∴∠COE=60°,
∴OC=2OE=,∴C(0,),E(,),
设直线CD的解析式为y=kx+.
将E(,)代入y=kx+中,得k=-,
∴yCD=-x+;(7分)
(3)联立,
解得,.∴D(-,).
设P(n,n2-n)(-∴PQ=-n+-(n2-n)=-n2-n+=-(n+)2+.
∵-<0,∴当n=-时,PQmax=.
∴当线段PQ的长最大时,P(-,).(12分)
3. 解:(1)设抛物线的解析式为y=a(x-3)(x+1).
将点C(0,3)代入解析式中,则有1×(0-3)a=3,
∴a=-1.
∴抛物线的解析式为y=-(x2-2x-3)=-x2+2x+3;(3分)
(2)∵S△ACE∶S△CEB=3∶5,∴=.
∴AE∶EB=3∶5.∴AE=AB=×4=.
∴xE=-1+=.∴E的坐标为(,0).
设直线CE的解析式为y=kx+m,将C(0,3),E(,0)代入得,解得
∴直线CE的解析式为y=-6x+3;(6分)
(3)∵y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4.
∴顶点D的坐标为(1,4).
①当四边形DCPQ为平行四边形时,由DQ∥CP,DQ=CP得:
yD-yQ=yC-yP,即4-0=3-yP.
∴yp=-1.令y=-1,则-x2+2x+3=-1.
∴x=1±.
∴点P的坐标为(1+,-1)或(1-,-1);
②当四边形DCQP为平行四边形时,由CQ∥DP,CQ=DP得:
yC-yQ=yD-yp,即3-0=4-yP,
∴yp=1.令y=1,则-x2+2x+3=1.
∴x=1±.∴点P的坐标为(1+,1)或(1-,1).
∴综上所述,点P的坐标为(1+,-1)或(1-,-1)或(1+,1)或(1-,1);(9分)
(4)存在.∵点A或点B关于对称轴直线x=1对称,
∴连接BH与直线x=1交点即为F点.
∵点H的坐标为(0,),点B的坐标为(3,0),
∴直线BH的解析式为:y=-x+.
令x=1,则y=.
当点F的坐标为(1,)时,HF+AF的值最小.
设抛物线上存在一点K(x0,y0),使得KF+KG的值最小.
则由勾股定理可得KF2=(x0-1)2+(y0-)2.
又∵点K在抛物线上,
∴y0=-(x0-1)2+4,
∴(x0-1)2=4-y0,代入上式中,
∴KF2=(4-y0)+(y0-)2=(y0-)2,
∴KF=|y0-|.
第3题解图
如解图,过点K作直线SK,使SK∥y轴,且点S的纵坐标为.
∴点S的坐标为(x0,).则SK=|y0-|.
∵y0<,∴|y0-|=-y0.
∴KF=SK.∴KF+KG=SK+KG,
当且仅当S,K,G三点在一条直线上,且该直线平行于y轴时,FK+KG的值最小.
又∵点G的坐标为(2,0),
∴x0=2,将其代入抛物线解析式中可得y0=3.
∴当点K的坐标为(2,3)时,KF+KG最小.(14分)
4. (1)解:设抛物线的函数解析式为y=a(x-h)2+k,(1分)
由题意,抛物线的顶点为A(2,-1),
∴y=a(x-2)2-1.(2分)
又∵抛物线与y轴交于点B(0,-),
∴-=a(0-2)2-1,(3分)
∴a=,
∴抛物线的函数解析式为y=(x-2)2-1;(4分)
第4题解图
(2)证明:如解图,过点P作PM垂直于对称轴直线x=2于点M,
在Rt△PFM中,PM=|m-2|,FM=|n-1|,(5分)
由勾股定理可得PF==.(6分)
∵点P(m,n)在抛物线y=(x-2)2-1上,
∴n=(m-2)2-1,
∴8n=(m-2)2-8,8n+8=(m-2)2.(7分)
∴PF===
=.
∵n≥-1,∴n+3≥2>0,
∴PF=n+3.(8分)
又∵d=n-(-3)=n+3,
∴PF=d;(9分)
(3)解:如解图,作DG⊥l于点G,交抛物线于点Q,则点Q即为所求,此时△DFQ的周长最小.(11分)
由(2)可知,QF=QG,
∴DQ+QF=DQ+QG=DG.
又∵连接直线外一点与直线上各点的所有线段中,垂线段最短,
∴△DFQ周长的最小值为DF+DQ+FQ=DF+DG.(12分)
又∵DF==2,DG=3-(-3)=6,
∴△DFQ周长的最小值为2+6.(13分)
此时点Q的横坐标为4,纵坐标为y=×(4-2)2-1=-,即Q(4,-).(14分)
5. 解:(1)把A(0,2)代入y=a(x-2)2-2,得a=1.(1分)
∴抛物线解析式为y=(x-2)2-2=x2-4x+2;(2分)
(2)由(1)知抛物线的对称轴为直线x=2.(3分)
∵点P(t,y1)、Q(t+3,y2)在抛物线上,且y1=y2.
∴=2,解得t=.(4分)
∴t+3=,把t=代入抛物线,得y=.
∴P(,)、Q(,);(6分)
(3)将直线y=-x+m平移.
当直线过点B(2,-2)时,-2=-2+m,解得m=0.(7分)
当直线过点Q(,)时,=-+m,解得m=.(8分)
∵直线y=-x+m与y轴交于点D,
∴D的坐标是(0,m),且0≤m≤.
如解图,延长QB交y轴于点E.设直线QB的解析式为y=kx+b,将点Q、B的坐标代入,得解得
第5题解图
∴直线QB的解析式为y=x-5,故E点的坐标为(0,-5).(9分)
∴S△BDQ=S△DEQ-S△DEB=DE(xQ-xB).
∴S△BDQ=×(m+5)(-2)=m+.(10分)
∵当m=0时,S△BDQ最小为; (11分)
当m=时,S△BDQ最大为.(12分)
6. 解:(1)∵点A坐标(1,3),将OA顺时针旋转90°得到点B,
∴B点坐标为(3,-1),
∵点A为抛物线的顶点,
∴-=1,即2a+b=0,将A、B两点的坐标分别代入可得,联立得,解得,
∴抛物线的解析式为y=-x2+2x+2;(3分)
(2)①∵B点坐标为(3,-1),
∴BC所在直线的解析式为y1=-x,当x=1时,y1=-,故点C的坐标为(1,-),P点坐标为(1,m),
∴AC=3-(-)=,AP=3-m,
当△A′MN在△AOB内部时,点A′在线段AC上,且不与点C重合,
∴3-m<×,∴m>,
∵点P为AC上一动点,∴m<3,
∴m的取值范围为②存在点P使S△A′MN=S△OA′B,
∵A(1,3),B(3,-1),
∴OA所在直线的解析式为y2=3x,AB所在的直线的解析式为y3=-2x+5,
情况一:当y2=y3=m,分别交OA、AB于点M、N时,x2=,x3= ,则MN=-=-m,
∵AP=3-m,
∴S△A′MN=(-m)×(3-m)=m2-m+,
∵点A′的纵坐标为2m-3,点C的坐标为(1,-),
当点A′在点C上方时,即∴S△OA′B=×(2m-)×3=3m-4,
∵ S△A′MN=S△OA′B ,
∴m2-m+=×(3m-4),
∴m2-12m+17=0,
∴m1=6+(舍去),m2=6-.
当点A′在点C下方时,AP=3-m<,-<m<3,A′C=-2m,
∴S△OA′B=×(-2m)×3=4-3m,
∵ S△A′MN=S△OA′B ,
∴m2-m+=×(4-3m),
∴m2+1=0,∴m无实数解.(10分)
情况二:当y1=y3=m,分别交OB、AB于点M、N时,x4=-3m,x5=,
则MN=-(-3m)=+m,此时点A′在点C下方,AP=3-m<,-∵S△OA′B=4-3m,S△A′MN=S△OA′B,
∴S△A′MN=(+m)×(3-m)=×(4-3m),
∴m2-4m-=0,
∴m3=,m4=(舍去),
综上所述,存在点P使S△AM′N=S△OA′B,
此时m的值为6-或.(13分)
7. 解:(1)∵y=ax2+bx-3过点A(-3,0),B(1,0),
将A(-3,0),B(1,0)代入得,,解得,
∴抛物线的解析式为y=x2+2x-3;(5分)
(2)①存在. (6分)
如解图①,∵y=x2+2x-3=(x+1)2-4,
∴D(-1,-4),
当x=0时,y=-3,
∴C(0,-3).
设直线CD的解析式为y=k1x+b1,
将C(0,-3),D(-1,-4)代入得,,解得,
∴直线CD的解析式为y=x-3.(7分)
第一种情形:当点P在点C右侧时,记为P1,
∵∠P1BC=∠BCO,∴BP1∥OC,
∵B(1,0),∴点P1的横坐标为1,
当x=1时,y=1-3=-2,
∴P1(1,-2).(9分)
第7题解图①
第二种情形:当点P在点C左侧时,记为P2,
连接BP2交y轴于点H,
∵∠P2BC=∠BCO,∴HC=HB,
设OH=m,则HC=OC-OH=3-m,
∴HB=3-m,
在Rt△BOH中,
OH2+OB2=BH2,
∴m2+12=(3-m)2,解得m=,
∴H(0,-),
设直线BH的解析式为y=k2x+b2,将B(1,0),H(0,-)代入得,解得,
∴直线BH的解析式为y=x-.
令x-3=x-,解得x=-5,
当x=-5时,y=-5-3=-8.
∴P2(-5,-8).
综上所述,存在点P,使∠PBC=∠BCO,满足条件的点P的坐标为(1,-2)和(-5,-8).(12分)
②M(-,-).(14分)
【解法提示】PA与y轴交于点G,∠GOA=∠BOC=90°,OA=OC=3,∠PAB=∠BCO,∴△GOA≌△BOC,∴OG=OB=1,∴点G(0,1).又∵A(-3,0),∴直线AN解析式为y=x+1,联立抛物线解析式得N(,).如解图②,过N作NK⊥AN,且NK=NA,连接AK,过N、K分别作NW⊥x轴,KQ⊥x轴,过N作NR⊥KQ,交KQ延长线于R.∴△ANK、△ANH、△NHK是等腰直角三角形,∴NW∥KR,∴∠NKR=∠WNK.∵∠ANW+∠KNW=∠KNW+∠RNK=90°,∴∠ANW=∠RNK.在△NWA和△NRK中,,△NWA≌△NRK,∴KR=AW=,∴K(,-),∵H为AK的中点,∴H(,),∴H(-,-),∴直线NH解析式为y=2x-,联立抛物线解析式得M(-,-).
第7题解图②
8. 解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过点A(-3,0)、B(2,0),
∴(2分)
解得(4分)
∴抛物线的函数表达式为y=x2+x-6;(5分)
(2)①设PE=t(t>0),则PD=2t,
∵点P是抛物线上的动点且位于y轴左侧,当点P在x轴上时,点P与A重合,不合题意,故舍去,因此分为以下两种情况讨论:
如解图①,当点P在第三象限时,点P坐标为(-t,-2t),
则t2-t-6=-2t即t2+t-6=0,(6分)
解得t1=2,t2=3(舍去),
∴PE=2.(7分)
如解图②,当点P在第二象限时,点P坐标为(-t,2t),
则t2-t-6=2t即t2-3t-6=0,(8分)
解得t1=,t2=(舍去),
∴PE=.
综上所述,PE的长为2或;(9分)
第8题解图
②存在点P,使得∠ACP=∠OCB,理由如下:
当x=0时,y=-6,
∴C(0,-6),∴OC=6,
在Rt△AOC中,AC===3,
如解图③、④,连接BC,过点A作AH⊥AC于点A,交直线CP于点H,则∠CAH=∠COB=90°,
又∠ACP=∠OCB,
∴△CAH∽△COB,∴===,(11分)
如解图③、④,过点H作HM⊥x轴于点M,则∠HMA=∠AOC=90°,
∵∠MAH+∠OAC=90°,∠OAC+∠OCA=90°,
∴∠MAH=∠OCA,∴△HMA∽△AOC,
∴==,即==,
∴MH=1,MA=2;(12分)
图③ 图④
第8题解图
如解图③,当点P在第三象限时,点H的坐标为(-5,-1),由H(-5,-1)和C(0,-6)得直线CP的解析式为y=-x-6,
于是有x2+x-6=-x-6,即x2+2x=0,
解得x1=-2,x2=0(舍去),
将x=-2代入二次函数表达式得y=-4,
∴点P的坐标为(-2,-4);(13分)
如解图④,当点P在第二象限时,点H的坐标为(-1,1),
由H(-1,1)和C(0,-6)得直线CP的解析式为y=-7x-6,
于是有x2+x-6=-7x-6,即x2+8x=0,
解得x1=-8,x2=0(舍去),
将x=-8代入二次函数表达式得y=50,
∴点P的坐标为(-8,50),(14分)
综上所述,点P的坐标为(-2,-4)或(-8,50).(15分)
9. 解:(1)将A(-3,0),B(4,0)代入y=ax2+bx+4,
得,解得,
∴抛物线的表达式为y=-x2+x+4;(3分)
(2)由y=-x2+x+4得C(0,4).
设直线BC的解析式为y=kx+p.
将点B(4,0)、C(0,4)代入y=kx+p,得,解得,
∴直线BC的表达式为y=-x+4.(4分)
由M(m,0),得P(m,-m2+m+4),Q(m,-m+4).
∴PQ=-m2+m+4+m-4=-m2+m.
∵OB=OC,∴∠ABC=∠OCB=45°.
∴∠PQN=∠BQM=45°.
∴PN=PQ·sin 45°=(-m2+m)=-m2+m
=-(m-2)2+.(6分)
∵-<0,
∴当m=2时,PN有最大值,最大值为;(7分)
(3)存在,理由如下:
∴点A(-3,0)、C(0,4),知AC=5,
如解图,①当AC=CQ时,过Q作QE⊥y轴于点E,易得CQ2=EQ2+CE2=m2+[4-(-m+4)]2=25,
由2m2=25,得m1=,m2=-(舍).
此时,点Q(,);(8分)
②当AC=AQ时,则AQ=AC=5.
在Rt△AMQ中,由勾股定理,得[m-(-3)]2+(-m+4)2=25.
解得m=1或m=0(舍),
此时,点Q(1,3);(9分)
③当CQ=AQ时,
由2m2=[m-(-3)]2+(-m+4)2,得m=(舍).
综上所述,满足条件的点Q有两个,坐标分别为:Q(1,3),Q(,).(10分)
第9题解图
10. 解:(1)-;A(-6,0);x=-2;(3分)
【解法提示】将点C(0,2)代入抛物线y=a(x+6)(x-2)得,2=-12a,解得a=-,∴抛物线解析式为y=-(x+6)(x-2),令y=0,0=-(x+6)(x-2),解得x1=-6,x2=2,∵点A在点B左侧,∴A(-6,0),B(2,0),∴抛物线的对称轴的表达式为直线x=(-6+2)=-2.
(2)∵抛物线的对称轴的表达式为直线x=-2,
∴点E(-2,0),OE=2,
∵点C(0,2),
∴OC=2,
∴CE==2,
∵点M在抛物线的对称轴上,设点M(-2,m),则MC=,ME=|m|,(4分)
当△MCE是等腰三角形时,有三种情况:
①MC=ME时,=|m|,解得m=2,
∴点M(-2,2);
②MC=CE时,=2,解得m=4或0(舍去),
∴点M(-2,4);
③ME=CE,|m|=2,解得m=±2,
∴点M(-2,2)或M(-2,-2);
综上所述,点M坐标为(-2,2)或(-2,4)或(-2,2)或(-2,-2);(8分)
(3)如解图,过点P作PG⊥x轴,垂足为G ,过点P′作P′H⊥DE,垂足为H,当P的对称点P′在直线AD上时,设P的坐标为(n,-(n+6)(n-2)),
第10题解图
∵△PCE沿直线CE对折,
∴△PCE≌△P′CE,
∵OE=OC,
∴△OCE是等腰直角三角形,∠DEC=∠OEC,
∴∠DEP=∠OEP′,
∵∠PGE=∠P′HE,PE=P′E,
∴△PEG≌△P′EH;
∴P′坐标为(-(n+6)(n-2)-2,n+2).
把x=-2代入y=-(x+6)(x-2),得y=,
∴D(-2,).
设直线AD的解析式为y=kx+b,把D(-2,),A(-6,0)代入可得,解得,
∴直线AD的解析式为y=x+4,
将P′坐标(-(n+6)(n-2)-2,n+2)代入y=x+4,化简得n2+13n-18=0,
解得n=,
∴点P的横坐标为.(12分)
11. 解:(1)∵直线y=x-6过点B,D,点B在x轴上,点D在y轴上,
令y=0,解得x=6,令x=0,解得y=-6,
∴B(6,0),D(0,-6).
∵点C和点D关于x轴对称,
∴C(0,6).(1分)
∵抛物线y=-x2+bx+c经过点B和点C,代入,
,解得,
∴抛物线的表达式为y=-x2+5x+6;(3分)
(2)设点P坐标为(m,0),
则点M坐标为(m,-m2+5m+6),点N坐标为(m,m-6),
∴MN=-m2+5m+6-m+6=-m2+4m+12.(4分)
∴S△BMD=S△MNB+S△MND=MN·OB=×(-m2+4m+12)×6=-3m2+12m+36=-3(m-2)2+48.(4分)
∵-3<0,
∴当m=2时,S△BMD最大=48,
此时点P的坐标为(2,0);(6分)
(3)存在,点Q的坐标为(0,12)或(0,-4)或(0,4+2)或(0,4-2).(12分)
【解法提示】由(2)可得:M(2,12),N(2,-4).
设点Q的坐标为(0,n),当∠QMN=90°时,即QM⊥MN,如解图①,可得,此时点Q和点M的纵坐标相等,即Q(0,12);
图① 图②
第11题解图
当∠QNM=90°时,即QN⊥MN,如解图②,可得,此时点Q和点N的纵坐标相等,即Q(0,-4);
当∠MQN=90°时,MQ⊥NQ,如解图③,分别过点M和N作y轴的垂线,垂足为E和F,∵∠MQN=90°,
∴∠MQE+∠NQF=90°,又∠MQE+∠QME=90°,
∴∠NQF=∠QME,
∴△MEQ∽△QFN,
∴=,即=,解得n=4+2或4-2,
∴点Q(0,4+2)或(0,4-2).
第11题解图③
综上所述,点Q的坐标为(0,12)或(0,-4)或(0,4+2)或(0,4-2).
12. 解:(1)(1,0);(2分)
【解法提示】对称轴为直线x=-=-=1,∴点E的坐标为(1,0).
(2)令y=0,即-ax2+2ax+3a=0,
解得x1=-1,x2=3,
∴A(-1,0),B(3,0),
令x=0,y=3a,∴C(0,3a),
∵点C、D关于对称轴对称,∴D(2,3a),
设DE所在直线的函数表达式为y=k1x+b1,
把D(2,3a),E(1,0)代入,
得k1=3a,b1=-3a,∴y=3ax-3a,
∴F(0,-3a),
设AF所在直线的函数表达式为y=k2x+b2,
把A(-1,0),F(0,-3a)代入,
得k2=-3a,b2=-3a,∴y=-3ax-3a,
令y=3a,得x=-2,∴H(-2,3a),
△HEF为直角三角形时,分为以下三种情况,
①当∠HFE=90°时,
∵OA=OE=1,OF⊥AE,∴AF=EF,
∴△AEF为等腰直角三角形,
∴OF=OE=1=3a,a=;
②当∠HEF=90°时,
如解图①,过F作FM⊥对称轴,交对称轴于点M,设HD与对称轴的交点为N,
第12题解图①
∴∠HNE=∠EMF=90°.
∵∠NHE+∠NEH=90°,∠MEF+∠NEH=90°,
∴∠NHE=∠MEF,
∴△HNE∽△EMF,∴=,
易知HN=3,NE=3a,EM=3a,FM=1,
即=,解得a=±,
∵a>0,∴a=;
③当∠EHF=90°时,
设HK与对称轴交于点I,在△HDI中,∠HDI=90°,
∴∠DHI<90°,∴∠EHF<90°,
∴此种情况不存在.
综上所述,当△HEF为直角三角形时,a的值为或;(6分)
(3)HE∥GK,理由如下:
-ax2+2ax+3a=3ax-3a,
解得x1=-3,x2=2,∴G(-3,-12a),
如解图②,过G点作GP⊥对称轴,交对称轴于点P,
第12题解图②
则P(1,-12a),
-ax2+2ax+3a=-3ax-3a,解得x1=-1,x2=6,
∴K(6,-21a),
则直线GK的解析式为y=-ax-15a,
设GK与对称轴的交点为Q,则Q(1,-16a),
∴PQ=4a,
设HD与对称轴的交点为J,
易知HJ=3,JE=3a,GP=4,
∴==,
∵∠HJE=∠GPQ=90°,
∴△HJE∽△GPQ,
∴∠HEJ=∠GQP,∴HE∥GK.(10分)
13. 解:(1)把点A(-,0)代入抛物线F1,
得0=a(--)2+,解得a=-,
∴抛物线F1的表达式为y=-(x-)2+;(2分)
(2)①∵将抛物线F1先向左平移1个单位,再向下平移3个单位,得到抛物线F2,
∴抛物线F2:y=-(x-+1)2+-3=-(x+)2+,
设点D的横坐标为n,
∵点D是F1与F2的交点,
∴把x=n分别代入抛物线F1、F2的表达式有:
-(n-)2+=-(n+)2+,
-(n-)2+(n+)2+3=0,
-[(n-)2-(n+)2]+3=0,
-[(n-+n+)(n--n-)]+3=0,
(2n+)+3=0,解得n=-1,
∴-(n-)2+=-(-1-)2+=1,
∴点D的坐标为(-1,1);(4分)
②△BCD是等腰直角三角形,理由如下:
令-(x-)2+=0,
解得x1=2,x2=-,∴B(2,0).
令x=0,则y=-(0-)2+=4,
∴点C(0,4),
∵由①可知点D(-1,1),
∴BD2=(2+1)2+(0-1)2=10,CD2=(0+1)2+(4-1)2=10,BC2=(2-0)2+(0-4)2=20,
∵BD2+CD2=BC2,
∴△BCD是直角三角形.
又∵BD2=CD2,即BD=CD,
∴△BCD是等腰直角三角形;(6分)
(3)存在.点P的坐标为(1,-3)或(-2,-2).
设点P的坐标为(m,-(m+)2+),由(2)知点B(2,0),点D(-1,1);
分三种情况讨论:
①当∠PBD=90°,PB=BD时,如解图①,过点P作PE⊥x轴于点E,过点D作DF⊥x轴于点F,则BE=|2-m|,DF=1,
∵∠DBF+∠PBF=90°,∠BPE+∠PBF=90°,
∴∠DBF=∠BPE,
∴Rt△PBE≌Rt△BDF(AAS),
∴BE=DF,即|2-m|=1,
解得m1=1,m2=3(不符合题意,舍去),
当m=1时,-(m+)2+=-3,
即点P的坐标为(1,-3);
第13题解图①
  
第13题解图②
②当∠PDB=90°,PD=BD时,如解图②,过点D作x轴的平行线MN,过点P1作P1E⊥MN于点E,过点B作BF⊥MN于点F,则DE=|m+1|,BF=1,
∵∠BDF+∠P1DE=90°,∠DP1E+∠P1DE=90°,
∴∠BDF =∠DP1E,
∴Rt△P1DE≌Rt△DBF(AAS),
∴DE=BF,即|m+1|=1,
解得m3=-2,m4=0(不符合题意,舍去),
当m=-2时,-(m+)2+=-2,
即点P1的坐标为(-2,-2);
③当∠BPD=90°,PD=PB时,显然此时点P在BD下方,且-1第13题解图③
∵P2E⊥x轴,MN∥y轴,
∴P2E∥MN,
∴∠FDP2=∠EP2D,
∵∠FDP2+∠FP2D=90°,∠EP2D+∠EP2B=90°,
∴∠FP2D=∠EP2B,
∴Rt△P2DF≌Rt△P2BE(AAS),
∴P2E=P2F=m+1,
由(2)②可得BD=,
∵△BP2D是等腰直角三角形,P2B=P2D,
∴P2B==,
在Rt△BP2E中,由勾股定理可得:P2E2+BE2=P2B2,
∴(m+1)2+(2-m)2=5,即2m2-2m=0,解得m5=0,m6=1,
∵m=1时,点P2与P重合,∴舍去m6.
∴点P2的坐标为(0,),
此时,D、P、B三点共线.
∴此种情况不存在.
综上所述,抛物线F2上存在点P(1,-3)或(-2,-2),使得△PBD是等腰直角三角形.(10分)
14. 解:(1)设二次函数的表达式为y=ax2,
把(2,1)代入得a=,
∴二次函数的表达式为y=x2;(3分)
(2)令x2 =1,解得x1=-2,x2=2.
∴M(-2,1), N(2,1),∴MN=4.
当△MNP为等边三角形时,由MF=NF,OF⊥MN得PF=MN=2,且点P在y轴上,
∴P1(0,1+2),P2(0,1-2),
∴点P的坐标为(0,1+2)或(0,1-2); (7分)
(3)存在.
∵点F,点N在⊙E上,
∴点E一定在线段FN的垂直平分线上,
∵F(0,1),N(2,1),
∴FN的垂直平分线为直线x=1.
把x=1代入y=x2得,y=.∴E(1,).
∵⊙E与直线y=-1相切,
∴点E到直线y=-1的距离即是半径,⊙E的半径为-(-1)=.
综上所述,存在点E(1,),⊙E的半径为.(12分)
15. 解:(1)由题意得解得.
故抛物线的函数表达式为y=-x2+x+6;(3分)
(2)如解图①,过点D作DE⊥x轴于点E,交BC于点G,过点C作CF⊥ED,交ED的延长线于点F.
∵点A的坐标为(-2,0),∴OA=2.
∵点C的坐标为(0,6),∴OC=6,
S△AOC=OA·OC=×2×6=6,
S△BCD=S△AOC=×6=.(5分)
当y=0时,-x2+x+6=0,解得x1=-2,x2=4.
∴B(4,0).
设直线BC的函数表达式为y=kx+n,
则,解得.
∴直线BC的函数表达式为y=-x+6.(6分)
∵点D的横坐标为m,
∴点D的坐标为(m,-m2+m+6),
∴点G的坐标为(m,-m+6),
∴DG=-m2+m+6-(-m+6)
=-m2+3m,
∵点B的坐标为(4,0),∴OB=4.
∴S△BCD=S△CDG+S△BDG=DG·CF+DG·BE=DG(CF+BE)=DG·BO=×(-m2+3m)×4=-m2+6m.(8分)
则有-m2+6m=,解得m1=1(不合题意,舍去),m2=3.
∴m的值为3;(9分)
图① 图②
第15题解图
(3)存在,点M的坐标为(8,0) ,(0,0),(,0),(-,0)
(13分)
【解法提示】由(2)得,当x=3时,y=,∴D(3,).
分三种情况讨论:
①当DB为对角线时,如解图②,易知点D与点N关于直线x=1对称.
∴N(-1,),DN=4,∴BM=4,
又∵B(4,0),∴M1(8,0);
②当DM为对角线时,如解图③,N(-1,),DN=4,
∴BM=4.
又∵B(4,0),∴M2(0,0);
③当DN为对角线时,D(3,),易知点N的纵坐标为-.
将y=-代入y=-x2+x+6中,得-x2+x+6=-,
解得x1=1+,x2=1-.
当x=1+时,点N的位置如解图④所示,则N(1+,-).
分别过点D,N作x轴的垂线,垂足分别为点E,Q,易证△DEM≌△NQB.
∵BQ=1+-4 =-3,∴EM=-3,
又∵E(3,0),∴M3(,0);
当x=1-时,点N的位置如解图⑤所示,则N(1-,-).
图③ 图④
第15题解图
同理易得点M的坐标为(-,0).
综上所述,点M的坐标为(8,0),(0,0),(,0),(-,0).
第15题解图⑤
16. (1)①解:∵AC∥x轴,点A的坐标是(-2,1),
∴点C的坐标是(0,1).(1分)
把点A(-2,1),C(0,1)的坐标分别代入y=-x2+bx+c,
得,解得.(2分)
∴抛物线的解析式为y=-x2-2x+1;(3分)
②证明:过点D作DE⊥x轴于点E,交AB于点F,如解图①.
第16题解图①
∵AC∥x轴,∴EF=OC=c,
又∵点D的坐标是(,c+),(5分)
∴DF=DE-EF=c+-c=.
∵四边形AOBD是平行四边形,
∴AD=BO,AD∥OB,
∴∠DAF=∠OBC.
又∵∠AFD=∠BCO=90°,
∴△AFD≌△BCO(AAS),
∴DF=OC,(7分)
∴=c,即b2=4c;(8分)
(2)解:存在.
由题意得抛物线的解析式为y=-x2-2x+c,
∴顶点D的坐标是(-1,c+1).
第16题解图②
假设存在这样的点A,使四边形AOBD是平行四边形,如解图②.
设点A的坐标是(m,-m2-2m+c),m<0.
过点D作DE⊥x轴于点E,交AB于点F,
则∠AFD=∠EFC=∠BCO.
∵四边形AOBD是平行四边形,
∴AD=BO,AD∥OB,
∴∠DAF=∠OBC.
∴△AFD≌△BCO(AAS),∴AF=BC,DF=OC.
过点A作AM⊥y轴于点M,交DE于点N,
则DE∥CO,∴△ANF∽△AMC,
∴====.
∵AM=-m,AN=AM-NM=-m-1,
∴=,解得m=-.(10分)
∴点A的纵坐标是-(-)2-2×(-)+c=c-<c.
∵AM∥x轴,∴点M的坐标是(0,c-),点N的坐标是(-1,c-),∴CM=c-(c-)=.
∵点D的坐标是(-1,c+1),∴DN=(c+1)-(c-)=.
∵DF=OC=c,∴FN=DN-DF=-c.
由=,得=,解得c=.
∴c-=,∴点A的纵坐标是,
∴点A的坐标是(-,).
∴存在这样的点A,使四边形AOBD是平行四边形.(12分)
17. 解:(1)把点A(-1,0)和B(3,0)代入y=ax2+bx+3得,
,解得.
∴抛物线解析式为y=-x2+2x+3;(2分)
当x=0时,y=-x2+2x+3=3,
∴点C的坐标为(0,3).
把点B(3,0)和点C(0,3)代入y=kx+n得,
,解得.
∴直线BC的解析式为y=-x+3;(4分)
(2)①如解图①,过点A作AM∥y轴交直线BC于点M,过点P作PN∥y轴交直线BC于点N,
第17题解图①
∴AM∥PN,
∴△ADM∽△PDN,∴= .
当x=-1时,y=-x+3=4,
∴点M的坐标为(-1,4),则AM=4.
∵点P在抛物线上,设点P的坐标为(m,-m2+2m+3),则点N的坐标为(m,-m+3),
∵点P在第一象限,
∴PN=-m2+2m+3-(-m+3)=-m2+3m(0∵△PDC的面积为S1,△ADC的面积为S2,
∴====-m2+m=-(m-)2+.
∵-<0,
∴当m=时,有最大值,最大值为; (6分)
②存在以点E,F,P,Q为顶点的四边形是平行四边形,点P、Q的坐标分别为:点P(2,3),点Q(1,2);或点P(0,3),点Q(1,4);或点P(2,3),点Q(1,-2);
∵抛物线解析式为y=-x2+2x+3,
∴抛物线y=-x2+2x+3的对称轴为直线x=1,
∴点E的坐标为(1,0).
∵直线BC的解析式为y=-x+3,EF⊥BC,
∴设直线EF的解析式为y=x+b,
把点E(1,0)代入y=x+b得b=-1,
∴直线EF的解析式为y=x-1,
∴,解得.
∴点F的坐标为(2,1).
设点P的坐标为(m,-m2+2m+3),
(ⅰ)以线段EF为边构造平行四边形:
当点P在对称轴l的右侧时,过点F作PF∥l交抛物线于点P,过点P作PQ∥EF交直线l于点Q,则构成平行四边形EFPQ,如解图②所示,
∵F(2,1),
当x=2时,y=-x2+2x+3=3.
∴点P的坐标为(2,3),∴PF=3-1=2,
在 EFPQ中,∵PF=EQ=2,
∴点Q的坐标为(1,2);
当点P在对称轴左侧时,如解图③所示,
在 EFQP中,∵对角线EQ与FP互相平分,
∴PF的中点在对称轴x=1上,
∵点P(m,-m2+2m+3),点F(2,1),
∴=1,解得m=0,
∴此时点P与点C重合,即点P的坐标为(0,3).
设直线BC与直线l相交于点D,如解图③所示,则点D的坐标为(1,2),
∴点D即为对角线EQ与FP的交点,DE=2,
∵QD=DE=2,∴点Q的坐标为(1,4);
图② 图③
第17题解图
(ⅱ)以线段EF为对角线构造平行四边形,则对角线EF与PQ互相平分,
∵E(1,0),F(2,1),∴EF的中点为(,),
∵点Q的横坐标为1,点P的横坐标为m,
∴=,解得m=2,
令m=2,则-m2+2m+3=3,
第17题解图④
∴点P的坐标为(2,3),
∵点F(2,1),∴FP=3-1=2.
如解图④所示,在 EQFP中,
∵点Q在对称轴x=1上,
∴EQ∥PF,且EQ=PF.
∴EQ=PF=2,
∴点Q的坐标为(1,-2).
综上所述,存在以点E,F,P,Q为顶点的四边形是平行四边形,点P、Q的坐标分别为:点P(2,3),点Q(1,2);或点P(0,3),点Q(1,4);或点P(2,3),点Q(1,-2).(12分)
18. 解:(1)把点O(0,0)和A(6,0)分别代入抛物线解析式:y=ax2-2x+c中,得,解得.
∴抛物线的解析式为y=x2-2x;(4分)
(2)如解图①,设抛物线的对称轴与x轴相交于点M,与OD相交于点N.
∵y=x2-2x=(x-3)2-3,
第18题解图①
∴顶点B(3,-3),对称轴与x轴的交点M(3,0),
∴OM=3,MB=3.
∵在Rt△OMB中,tan∠MOB===,
∴∠MOB=60°.
∵∠BOD=30°,
∴∠MOD=∠MOB-∠BOD=60°-30°=30°.
∵在Rt△OMN中,MN=OM·
tan∠MON=3×tan30°=3×=,
∴N(3,-).
设直线OD的解析式是y=kx(k≠0),把点N(3,-)代入,得3k=-,解得k=-,
∴直线OD的解析式是y=-x,
∴-x=x2-2x,
解得x1=0(舍去),x2=5,
∴当x=5时,y=-,
∴D(5,-);(8分)
(3)存在,点H的坐标为(,)或(,-)或(,-).(14分)
【解法提示】由(2)知B(3,-3),E(3,-),C(3,0),∠AOD=∠BOD=∠OBC=30°,
∴OE=BE=2,
①如解图②,当∠EFG=90°,则OF=BF,点G、点B′都与O点重合,
∴F(,-),G(0,0),
此时四边形EFGH为矩形,则GH可由FE平移得到,
由平移性质得H(,);
图② 图③
第18题解图
②如解图③,当∠EGF=90°时,G点在OB上时,则G(,-),
∠BEF=∠B′EF=∠EBF=30°,
∴BF=EF,
过F作FM⊥BE于点M,则EM=BM=BE=,FM=EM·tan30°=1,
∴CM=2,
∴F(2,-2),
此时四边形EGFH为矩形,则EH可由GF平移得到,
由平移性质得H(,-);
③当∠EGF=90°,G点在OE上时,如解图④,则∠OFG=60°,
∴∠BFE=∠B′FE=60°,
∴∠EBF+∠BFE=30°+60°=90°,
∴∠BEF=90°,
∴EF=BE·tan30°=2×=2,
∴F(1,-),
∵∠OEF=∠OEB-∠BEF=30°,
∴∠EOF=∠OEF,
∴OF=EF,
∵∠EGF=90°,
∴G点是OE的中点,∴G(,-),
此时四边形EGFH为矩形,则EH可由GF平移得到,
由平移性质得H(,-).
综上所述,存在H点,使以点E、F、G、H为顶点的四边形是矩形,H点的坐标为(,)或(,-)或(,-).
第18题解图④
19. 解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过点A(-3,-4),点B(0,-1),∴,解得.
∴该抛物线的函数表达式为y=x2+4x-1;(3分)
(2)设直线AB的函数表达式为y=kx+m(k≠0).
将点A(-3,-4),点B(0,-1)代入直线AB的函数表达式,
得,解得.
∴直线AB的函数表达式为y=x-1.
如解图①,过点P作PQ⊥x轴交AB于点Q.
设P(t,t2+4t-1)(-3<t<0),则Q(t,t-1),
∴PQ=(t-1)-(t2+4t-1)=-t2-3t.
∴S△PAB=PQ·|xA -xB|=(-t2-3t)×3=-t2-t.
∵-<0.
∴t=-=-时,S△PAB有最大值.
S△PAB最大值==.
∴△PAB面积的最大值为;(6分)
第19题解图①
(3)存在.点E的坐标为(1,-3)或(-1,2)或(-3,-4+)或(-3,-4-).(10分)
【解法提示】∵y=x2+4x-1=(x+2)2-5,
∴原抛物线的顶点坐标为(-2,-5),对称轴为直线x=-2,
∵原抛物线向右平移2个单位得到新抛物线的解析式为y=x2-5,
联立方程组,解得,
∴C(-1,-4).
如解图②,当BC为菱形的对角线时,则DB=DC,设D(-2,d),∴22+(d+1)2=12+(d+4)2,∴d=-2,∴D(-2,-2),∵DB平移得到CE,∴E(1,-3);
第19题解图②
如解图③,当BD为菱形的对角线时,则CB=DC,
设D(-2,d),
∴12+(-4+1)2=12+(d+4)2,
解得d=-1或-7,
∴D(-2,-1)或D(-2,-7)(D、C、B三点共线,舍去),
∴D(-2,-1),∵CB平移得到DE,
∴E(-1,2);
图③ 图④
第19题解图
如解图④,当CD为菱形的对角线时,则DB=BC,
设D(-2,d),
∴22+(d+1)2=12+(-1+4)2,
解得d=-1±,
∴D(-2,-1+)或(-2,-1-),
∵DB平移得到EC,
∴E(-3,-4+)或(-3,-4-).
综上所述,存在以点B、C、D、E为顶点的四边形为菱形,E点的坐标为:(1,-3)或(-1,2)或(-3,-4+)或(-3,-4-).
20. 解:(1)∵抛物线y=-x2+bx+c经过A(-3,0),B(4,0)两点.
∴解得(3分)
∴抛物线的表达式为y=-x2+x+4;(4分)
(2)①如解图①,过点O作OR⊥AD于点R,过点F作FQ⊥AD于点Q.
第20题解图①
设直线AD与y轴交点为N.
∵M(m,0),直线FG⊥x轴.
∴G(m,m+),F(m,-m2+m+4).
∴FG=-m2+m+4-(m+)
=-m2-m+,(5分)
由题意可知,点N坐标为(0,),
在Rt△AON中,OA=3,ON=,
∴AN==,
∵S△AON=OA·ON=AN·OR,
∴OR==,(6分)
∵S△EFG=S△OEG,∴EG·FQ=×EG·OR,
∴FQ=OR=1,(7分)
∵FM∥y轴,∴∠FGQ=∠ANO,
∴sin∠FGQ=sin∠ANO=,∴FG==,
∴-m2-m+=,解得m1=,m2=-2,
∴m的值为或-2;(9分)
②存在,点P的坐标为(1,)或(1,).(12分)
【解法提示】∵B(4,0),C(0,4),∴直线BC的表达式为y=-x+4,联立解得∴点E的坐标为(1,3),要使四边形EFHP是正方形,则∠EFH=90°,即F点的纵坐标为3.设F(x,-x2+x+4),则-x2+x+4=3,解得x1=,x2=,∴F1(,3),F2(,3).∴EF1=1-=,EF2=-1=,∵四边形EFHP是正方形,∴EP1=EF1,EP2=EF2,设P1(1,m1),则m1-3=,解得m1=,∴P1(1,).设P2(1,m2),则3-m2=,解得m2=,∴P2(1,).综上所述,P点的坐标为(1,)或(1,).
第20题解图②
21. 解:(1)由题意,得
,解得.
∴y=x2+2x-3;(3分)
(2)由(1)可得,对称轴l:x=-1.
令y=0,则x2+2x-3=0.解得x1=-3,x2=1.
∴A(-3,0),B(1,0).令x=0,则y=-3.
∴C(0,-3),∴OA=OC=3.(6分)
∵∠PDE=∠AOC=90°,
∴当PD=DE=3时,△PDE≌△AOC.
设P(m,n),当点P在l右侧时,m-(-1)=3.
∴m=2,∴n=22+2×2-3=5,∴P(2,5).
∴E(-1,2)或E(-1,8);(9分)
当点P在l左侧时,由抛物线的对称性可知,P(-4,5)也满足条件,相应的点E的坐标同上.
∴满足条件的点P,点E的坐标为P(2,5)或P(-4,5),E(-1,2)或E(-1,8).(10分)
22. 解:(1)∵BO=3AO=3,
∴A(-1,0),B(3,0),
∴y=(x+1)(x-3)=x2-x-,
∴b=-,c=-;(2分)
(2)过点D作DE⊥y轴于点E,如解图①.
∵DE∥OB,
∴△OBC∽△EDC,
∴=,∴DE=,即xD=-,
∴yD=×(-)2-×(-)-=+1,
∴D(-,+1).
设直线BD的函数解析式为y=kx+m,
∵图象过点B(3,0),D(-,+1),
∴,解得.
∴直线BD的函数解析式为y=-x+;(6分)
图① 图②
第22题解图
(3)满足条件的点Q共有四个:(,0),(,0),(5-2,0),(1-2,0).(10分)
【解法提示】如解图②,连接AC,过点D作DE⊥y轴于点E.
∵A(-1,0),B(3,0),C(0,),
∴OA=1,OB=3,OC=,
∴AC==2,BC==2,AB=4,
∴AC2+BC2=AB2,
∴△ABC是直角三角形,∠ACB=90°,
∵tanB==,∴∠B=30°.
由xD=-,得DE=CO.
∵yD=+1,∴CE=AO=1,
∵∠CED=∠AOC,∴△CED≌△AOC,∴CD=AC,
∴△ACD是等腰直角三角形,∠ADC=45°,
∴AC是钝角△ABD的高,两个锐角分别为30°和45°.
如解图③,当P1H是△BQ1P1的边BQ1上的高,∠P1BQ1=45°,∠P1Q1B=30°时,P1H=HB=2,
∴Q1H===2,∴Q1(1-2,0);
当P2H是△BP2Q2的边BQ2上的高,∠P2BQ2=30°,∠P2Q2B=45°时,
Q2H=P2H=HB·tan30°=,
∴Q2(,0);
图③ 图④
第22题解图
如解图④,当Q3G1是△BP3Q3的边BP3上的高,∠Q3BP3=30°,∠BP3Q3=45°时,
∴P3B===,
P3G1=Q3G1=Q3B,BG1=Q3B·cos30°=Q3B,
∵P3G1+BG1=P3B,
∴Q3B+Q3B=.
解得Q3B=4-,
∴OQ3=OB-Q3B=3-(4-)=-1,
∴Q3(,0);
当Q4G2是△BP4Q4的边BP4上的高,∠P4BQ4=45°,∠BP4Q4=30°时,
∴P4B===2,
P4G2==Q4G2,
Q4G2=BG2=Q4B·sin45°=Q4B,
∵P4G2+BG2=P4B,
∴Q4B+Q4B=2,解得Q4B=2-2,
∴OQ4=OB-Q4B=3-(2-2)=5-2,
∴Q4(5-2,0).
综上所述,满足条件的Q点有:(1-2,0)或(,0)或(-1,0)或(5-2,0).
23. 解:(1)设点A的坐标为(x,0),
∵OA=2OB,
∴点B的坐标为(-x,0),
∵抛物线对称轴为直线x=,
∴=,解得x=2,∴-x=-1,
∴A点的坐标为(2,0),B点的坐标为(-1,0),
将A、B两点的坐标代入抛物线y=ax2+bx+2,得,解得.
∴抛物线的表达式为y=-x2+x+2;(3分)
(2)∵抛物线的表达式y=-x2+x+2,
∴点C的坐标为(0,2)
设直线AC的解析式为y=kx+b,将A(2,0),C(0,2)代入,得,解得,
∴直线AC的解析式为y=-x+2.
∴点D(m,-m2+m+2),则点F(m,-m+2),
∴DF=-m2+m+2-(-m+2)
=-(m-1)2+1,
∵-1<0,
∴m=1时,DF的长度最大,
∴点D的坐标为(1,2);(7分)
(3)存在,m的值为1或.
∵DE⊥OA于点E,∠BOC=90°,
∴要使△OBC与△ODE相似,只需有一个锐角相等,
当∠CBO=∠DOE时,BC∥OD,
设直线BC的解析式为y=kx+b,将B(-1,0),C(0,2)代入,得,解得.
∴直线BC的解析式为y=2x+2,
∴直线OD的解析式为y=2x,
∴解方程组,解得或.
∵点D是第一象限内抛物线上一动点,
∴点D的坐标为(1,2).∴m=1;
当∠CBO=∠ODE时,
∵tan∠BCO=,tan∠DOE=,
∴=.
∵OB=1,OC=2,OE=m,DE=-m2+m+2,
∴=,
解得m=(舍去)或.
综上所述,m的值为1或.(13分)
24. 解:(1)把点A(-1,0)和C(0,3)代入y=ax2+x+c中,得,解得.
∴抛物线的解析式为y=-x2+x+3;(3分)
(2)不存在.理由如下:
∵OC=3,
∴以OC为边的等边△QCO的顶点Q在OC的垂直平分线y=上,
∴点Q的横坐标为3×=或-3×=,
∴点Q的坐标为(±,),
当x=±时,y=-x2+x+3≠,
∴等边△QCO的顶点Q不在抛物线y=-x2+x+3上,
∴抛物线上不存在点Q,使得△QCO是等边三角形;(7分)
(3)令y=0,即y=-x2+x+3=0,
解得x=-1或x=4,
∴B(4,0),
设直线BC的解析式为y=kx+b(k≠0),
将B(4,0),C(0,3)代入得,解得.
∴直线BC的解析式为y=-x+3,
设M(m,-m+3),则P(m,-m2+m+3),
∴PM=|m2-3m|,
①当⊙M与y轴相切时,有|m2-3m|=|m|,即m2-3m=m或m2-3m=-m,
解得m=0(舍)或m=或m=,
此时⊙M的半径为|m|=或|m|=;
②当⊙M与x轴相切时,有|m2-3m|=|-m+3|,即m2-3m=-m+3或m2-3m=m-3,
解得m=4(舍)或m=-1或m=1,
此时⊙M的半径为|-m+3|=或|-m+3|=.
综上所述,当⊙M与坐标轴相切时,⊙M的半径为或或或.(12分)

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