二次函数压轴题——角的存在性
压轴题05二次函数与三角形存在性问题(与等腰、直角、等腰直角三角形、相似)-2023年中考

2023年中考数学压轴题专项训练压轴题05二次函数与三角形存在性问题(与等腰、直角、等腰直角三角形、相似三角形)题型一:二次函数与等腰三角形存在性问题例1.(2022•百色)已知抛物线经过A(﹣1,0)、B(0,3)、C(3,0)三点,O为坐标原点,抛物线交正方形OBDC的边BD于点E,点M为射线BD上一动点,连接OM,交BC于点F.(1)求抛物线的表达式;(2)求证:∠BOF=∠BDF;(3)是否存在点M,使△MDF为等腰三角形?若不存在,请说明理由;若存在,求ME的长.题型二:二次函数与直角三角形存在性问题例2.(2022•滨州)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴相交于点A、B(点A在点B 的左侧),与y轴相交于点C,连接AC、BC.(1)求线段AC的长;(2)若点P为该抛物线对称轴上的一个动点,当P A=PC时,求点P的坐标;(3)若点M为该抛物线上的一个动点,当△BCM为直角三角形时,求点M的坐标.题型三:二次函数与等腰直角三角形存在性问题例3.(2022•枣庄)如图①,已知抛物线L:y=x2+bx+c经过点A(0,3),B(1,0),过点A作AC∥x轴交抛物线于点C,∠AOB的平分线交线段AC于点E,点P是抛物线上的一个动点.(1)求抛物线的关系式;(2)若动点P在直线OE下方的抛物线上,连结PE、PO,当△OPE面积最大时,求出P点坐标;(3)将抛物线L向上平移h个单位长度,使平移后所得抛物线的顶点落在△OAE内(包括△OAE的边界),求h的取值范围;(4)如图②,F是抛物线的对称轴l上的一点,在抛物线上是否存在点P,使△POF成为以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.题型四:二次函数与相似三角形存在性问题例4.(2023•宜兴市一模)如图,在平面直角坐标系xOy中,二次函数y=ax2+bx﹣2的图象经过点A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C,连接BC、AC.(1)求二次函数的函数表达式;(2)设二次函数的图象的顶点为D,求直线BD的函数表达式以及sin∠CBD的值;(3)若点M在线段AB上(不与A、B重合),点N在线段BC上(不与B、C重合),是否存在△CMN 与△AOC相似,若存在,请直接写出点N的坐标,若不存在,请说明理由.一.解答题(共20小题)1.(2023•绥宁县模拟)如图,一次函数y=12x+2与x轴,y轴分别交于A、C两点,二次函数y=ax2+bx+c的图象经过A、C两点,与x轴交于另一点B,其对称轴为直线x=−3 2.(1)求该二次函数表达式;(2)在y轴的正半轴上是否存在一点M,使以点M、O、B为顶点的三角形与△AOC相似,若存在,求出点M的坐标,若不存在,请说明理由;(3)在对称轴上是否存在点P,使△P AC为等腰三角形,若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.2.(2023•泗阳县校级一模)如图,二次函数y=ax2+bx+4与x轴交于点A(4,0)、B(﹣1,0),与y轴交于点C.(1)求函数表达式及顶点坐标;(2)连接AC,点P为线段AC上方抛物线上一点,过点P作PQ⊥x轴于点Q,交AC于点H,当PH =2HQ时,求点P的坐标;(3)是否存在点M在抛物线上,点N在抛物线对称轴上,使得△BMN是以BN为斜边的等腰直角三角形,若存在,直接写出点M的横坐标;若不存在,请说明理由.3.(2023•碑林区校级一模)二次函数y=ax2+bx+2的图象交x轴于A(﹣1,0),B(4,0)两点,交y轴于点C,动点M从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿AB方向运动,过点M作MN⊥x轴交直线BC于点N,交抛物线于点D,连接AC,设运动的时间为t秒.(1)求二次函数y=ax2+bx+2的表达式;(2)在直线MN上存在一点P,当△PBC是以∠BPC为直角的等腰直角三角形时,求此时点D的坐标.4.(2023•崂山区开学)如图1,已知二次函数y=ax2+32x+c(a≠0)的图象与y轴交于点A(0,4).与x轴交于点B,C,点C坐标为(8,0),连接AB、AC.(1)请直接写出二次函数y=ax2+32x+c(a≠0)的表达式;(2)判断△ABC的形状,并说明理由;(3)如图2,若点N在线段BC上运动(不与点B,C重合),过点N作NM∥AC,交AB于点M,当△AMN面积最大时,求此时点N的坐标;(4)若点N在x轴上运动,当以点A,N,C为顶点的三角形是等腰三角形时,请写出此时点N的坐标.5.(2023•泰山区校级一模)已知二次函数y=ax2+32x+c(a≠0)的图象与y轴交于点A(0,4),与x轴交于点B、C,点C坐标为(8,0),连接AB、AC.(1)求出二次函数表达式;(2)判断△ABC的形状,并说明理由;(3)若点N在x轴上运动,当以点A、N、C为顶点的三角形是等腰三角形时,求出此时点N的坐标,并说明理由;(4)如图2,若点N在线段BC上运动(不与点B、C重合),过点N作NM∥AC,交AB于点M,当△AMN面积最大时,求此时点N的坐标.6.(2023•灞桥区校级二模)如图,二次函数y=−12x2−x+4的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的右侧),与y轴交于点C.(1)求点A、B、C的坐标;(2)若点P在抛物线对称轴上,且在x轴上方,当△PBC为等腰三角形时,求出所有符合条件的点P 的坐标.7.(2023春•仓山区校级期中)如图抛物线y=﹣x2+bx+c交x轴于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.(1)求二次函数的解析式及顶点P的坐标;(2)过定点(1,3)的直线l:y=kx+b与二次函数的图象相交于M,N两点.①若S△PMN=2,求k的值;②证明:无论k为何值,△PMN恒为直角三角形.8.(2023春•兴化市月考)已知:二次函数y=ax2+2ax﹣8a(a为常数,且a>0)的图象与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,顶点为点D.(1)分别求点A、B的坐标;(2)若△ABC是直角三角形,求该二次函数相应的表达式;(3)当a=12时,一次函数y=12x+b的图象过B点,与二次函数的对称轴交于Q点,N为一次函数图象上一点,过N点作y的平行线交二次函数图象于M点,当D、M、N、Q四点组成的四边形是平行四边形时,求N点的坐标.9.(2023•广水市模拟)二次函数y=ax2+bx+c交x轴于点A(﹣1,0)和点B(﹣3,0),交y轴于点C(0,﹣3).(1)求二次函数的解析式;(2)如图1,点E为抛物线的顶点,点T(0,t)为y轴负半轴上的一点,将抛物线绕点T旋转180°,得到新的抛物线,其中B,E旋转后的对应点分别记为B',E',当四边形BEB'E'的面积为12时,求t的值;(3)如图2,过点C作CD∥x轴,交抛物线于另一点D.点M是直线CD上的一个动点,过点M作x 轴的垂线,交抛物线于点P.是否存在点M使△PBC为直角三角形,若存在,请直接写出点M的坐标,若不存在,请说明理由.10.(2023•江油市模拟)抛物线y=ax2+114x−6与x轴交于A(t,0),B(8,0)两点,与y轴交于点C,直线y=kx﹣6经过点B.点P在抛物线上,设点P的横坐标为m.(1)求二次函数与一次函数的解析式;(2)如图1,连接AC,AP,PC,若△APC是以CP为斜边的直角三角形,求点P的坐标;(3)如图2,若点P在直线BC上方的抛物线上,过点P作PQ⊥BC,垂足为Q,求CQ+12PQ的最大值.11.如图,已知一次函数y=0.5x+2的图象与x轴交于点A,与二次函数y=ax2+bx+c的图象交于y轴上的一点B,二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴只有唯一的交点C,且OC=2.(1)求二次函数的表达式;(2)点M为一次函数下方抛物线上的点,△ABM的面积最大时,求点M的坐标;(3)设一次函数y=0.5x+2的图象与二次函数的图象的另一交点为D,已知P为x轴上的一个动点,且△PBD为直角三角形,求点P的坐标.12.(2023•儋州一模)如图,在直角坐标系中有Rt△AOB,O为坐标原点,A(0,3),B(﹣1,0),将此三角形绕原点O顺时针旋转90°,得到Rt△COD,二次函数y=ax2+bx+c的图象刚好经过A,B,C三点.(1)求二次函数的解析式及顶点P的坐标;(2)过定点Q的直线l:y=kx﹣k+3与二次函数图象相交于M,N两点.①若S△PMN=2,求k的值;②证明:无论k为何值,△PMN恒为直角三角形;③当直线l绕着定点Q旋转时,△PMN外接圆圆心在一条抛物线上运动,直接写出该抛物线的表达式.13.(2023•保亭县一模)如图,二次函数y=ax2+bx+5的图象经过点(1,8),且与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其中点A(﹣1,0),M为抛物线的顶点.(1)求二次函数的解析式;(2)求△MCB的面积;(3)在坐标轴上是否存在点N,使得△BCN为直角三角形?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.14.(2022秋•蔡甸区期末)如图,一次函数y=12x+1的图象与x轴交于点A,与y轴交于点B,二次函数y=12x2+bx+c的图象与一次函数y=12x+1的图象交于B、C两点,与x轴交于D、E两点,且D点坐标为(1,0).(1)求抛物线的解析式;(2)在x轴上找一点P,使|PB﹣PC|最大,求出点P的坐标;(3)在x轴上是否存在点P,使得△PBC是以点P为直角顶点的直角三角形?若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.15.(2023•二道区校级一模)已知一次函数y=x+4的图象与二次函数y=ax(x﹣2)的图象相交于A(﹣1,b)和B,点P是线段AB上的动点(不与A、B重合),过点P作PC⊥x轴,与二次函数y=ax(x﹣2)的图象交于点C.(1)求a、b的值;(2)如图1,M为∠APC内一点,且PM=1,E,F分别为边P A和PC上两个动点,求△MEF周长的最小值;(3)若△P AC是直角三角形,求点C的坐标.16.(2023•靖江市一模)已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴正半轴交于点A,与y轴交于点(0,−32),顶点为C(﹣1,﹣2).(Ⅰ)求该二次函数的解析式;(Ⅱ)过A、C两点作直线,并将线段AC沿该直线向上平移,记点A、C分别平移到点D、E处.若点F在这个二次函数的图象上,且△DEF是以EF为斜边的等腰直角三角形,求点F的坐标;(Ⅲ)当p+q≥﹣2时,试确定实数p,q的值,使得当p≤x≤q时,p≤y≤q.17.(2023•泰山区一模)二次函数y=ax2+bx+2的图象交x轴于点A(﹣1,0),点B(4,0)两点,交y 轴于点C.动点M从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿AB方向运动,过点M作MN⊥x轴交直线BC于点N,交抛物线于点D,连接AC,设运动的时间为t秒.(1)求二次函数y=ax2+bx+2的表达式;(2)连接BD,当t=32时,求△DNB的面积;(3)在直线MN上存在一点P,当△PBC是以∠BPC为直角的等腰直角三角形时,求此时点D的坐标.18.(2023•东营区一模)如图,已知二次函数的图象与x轴交于A(1,0)和B(﹣3,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣3),直线y=﹣2x+m经过点A,且与y轴交于点D,与抛物线交于点E.(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,点M在AE下方的抛物线上运动,求△AME的面积最大值;(3)如图2,在y轴上是否存在点P,使得以D、E、P为顶点的三角形与△AOD相似,若存在,求出点P的坐标;若不存在,试说明理由.19.(2023•铁西区模拟)如图①,已知抛物线y=mx2﹣3mx﹣4m(m<0)的图象与x轴交于A、B两点(A 在B的左侧),与y的正半轴交于点C,连结BC,二次函数的对称轴与x轴交于点E,且OC=2OE.(1)求出抛物线的解析式;(2)如图②Q(t,0)是x的正半轴上一点,过点Q作y轴的平行线,与直线BC交于点M,与抛物线交于点N,连结CN,若△MCN与△BQM相似,请求出Q的坐标;(3)如图②Q(t,0)是x的正半轴上一点,过点Q作y轴的平行线,与直线BC交于点M,与抛物线交于点N,连结CN,将△CMN沿CN翻折,M的对应点为M',是否存在点Q,使得M'恰好落在y轴上?若存在,请求出Q的坐标;若不存在,请说明理由.20.(2023•东胜区模拟)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象交坐标轴于A(﹣2,0),B(4,0),C(0,8)三点,点P是直线BC上方抛物线上的一个动点.(1)求这个二次函数的解析式;(2)动点P运动到什么位置时,△PBC的面积最大,求此时P点坐标及△PBC面积的最大值;(3)在y轴上是否存在点Q,使以O,B,Q为顶点的三角形与△AOC相似?若存在,请直接写出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.。
二次函数背景下的相似三角形存在性问题

二次函数背景下的相似三角形存在性问题
二次函数背景下的相似三角形存在性问题是中考数学常考的题型,在考试中一般出现在压轴题的位置,综合性强,难度略大。
这篇文章主要来讨论下二次函数背景下的相似三角形存在性问题的解题思路方法及应用举例。
【模型解读】
在坐标系中确定点,使得由该点及其他点构成的三角形与其他三角形相似,即为“相似三角形存在性问题”.
【相似判定】
判定1:三边对应成比例的两个三角形是相似三角形;
判定2:两边对应成比例且夹角相等的两个三角形是相似三角形;
判定3:有两组角对应相等的三角形是相似三角形.
以上也是坐标系中相似三角形存在性问题的方法来源,根据题目给的已知条件选择恰当的判定方法,解决问题.
【题型分析】
通常相似的两三角形有一个是已知的,而另一三角形中有1或2个动点,即可分为“单动点”类、“双动点”两类问题.
【思路总结】
根据相似三角形的做题经验,可以发现,判定1基本是不会用的,这里也一样不怎么用,对比判定2、3可以发现,都有角相等!
所以,要证相似的两个三角形必然有相等角,关键点也是先找到一组相等角.
然后再找:
思路1:两相等角的两边对应成比例;
思路2:还存在另一组角相等.
事实上,坐标系中在已知点的情况下,线段长度比角的大小更容易表示,因此选择方法可优先考虑思路1.
一、如何得到相等角?
二、如何构造两边成比例或者得到第二组角?
搞定这两个问题就可以了.
【例题】
【分析】
综上所述,点P的坐标为(3,2)或(3,9).
【总结】
【练习】
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中考数学复习---二次函数中三角形存在性问题压轴题练习(含答案解析)

中考数学复习---二次函数中三角形存在性问题压轴题练习(含答案解析)一.相似三角形的存在性1.(2022•陕西)已知抛物线y=ax2+bx﹣4经过点A(﹣2,0),B(4,0),与y 轴的交点为C.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)若点P是该抛物线上一点,且位于其对称轴l的右侧,过点P分别作l,x 轴的垂线,垂足分别为M,N,连接MN.若△PMN和△OBC相似,求点P的坐标.【解答】解:(1)把A(﹣2,0),B(4,0)代入y=ax2+bx﹣4得:,解得,∴抛物线的函数表达式为y=x2﹣x﹣4;(2)如图:∵y=x2﹣x﹣4=(x﹣1)2﹣,∴抛物线y=x2﹣x﹣4的对称轴是直线x=1,在y=x2﹣x﹣4中,令x=0得y=﹣4,∴C(0,﹣4),∴OB=OC=4,∴△BOC是等腰直角三角形,∵△PMN和△OBC相似,∴△PMN是等腰直角三角形,∵PM⊥直线x=1,PN⊥x轴,∴∠MPN=90°,PM=PN,设P(m,m2﹣m﹣4),∴|m﹣1|=|m2﹣m﹣4|,∴m﹣1=m2﹣m﹣4或m﹣1=﹣m2+m+4,解得m=+2或m=﹣+2或m=或m=﹣,∵点P是该抛物线上一点,且位于其对称轴直线x=1的右侧,∴P的坐标为(+2,+1)或(,1﹣).2.(2022•绵阳)如图,抛物线y=ax2+bx+c交x轴于A(﹣1,0),B两点,交y轴于点C(0,3),顶点D的横坐标为1.(1)求抛物线的解析式;(2)在y轴的负半轴上是否存在点P使∠APB+∠ACB=180°,若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;(3)过点C作直线l与y轴垂直,与抛物线的另一个交点为E,连接AD,AE,DE,在直线l下方的抛物线上是否存在一点M,过点M作MF⊥l,垂足为F,使以M,F,E三点为顶点的三角形与△ADE相似?若存在,请求出M点的坐标,若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵顶点D的横坐标为1,∴抛物线的对称轴为直线x=1,∵A(﹣1,0),∴B(3,0),∴设抛物线的解析式为:y=a(x+1)(x﹣3),将C(0,3)代入抛物线的解析式,则﹣3a=3,解得a=﹣1,∴抛物线的解析式为:y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣x2+2x+3.(2)存在,P(0,﹣1),理由如下:∵∠APB+∠ACB=180°,∴∠CAP+∠CBP=180°,∴点A,C,B,P四点共圆,如图所示,由(1)知,OB=OC=3,∴∠OCB=∠OBC=45°,∴∠APC=∠ABC=45°,∴△AOP是等腰直角三角形,∴OP=OA=1,∴P(0,﹣1).(3)存在,理由如下:由(1)知抛物线的解析式为:y=﹣x2+2x+3,∴D(1,4),由抛物线的对称性可知,E(2,3),∵A(﹣1,0),∴AD=2,DE=,AE=3.∴AD2=DE2+AE2,∴△ADE是直角三角形,且∠AED=90°,DE:AE=1:3.∵点M在直线l下方的抛物线上,∴设M(t,﹣t2+2t+3),则t>2或t<0.∴EF=|t﹣2|,MF=3﹣(﹣t2+2t+3)=t2﹣2t,若△MEF与△ADE相似,则EF:MF=1:3或MF:EF=1:3,∴|t﹣2|:(t2﹣2t)=1:3或(t2﹣2t):|t﹣2|=1:3,解得t=2(舍)或t=3或﹣3或(舍)或﹣,∴M的坐标为(3,0)或(﹣3,﹣12)或(﹣,).综上,存在点M,使以M,F,E三点为顶点的三角形与△ADE相似,此时点M的坐标为(3,0)或(﹣3,﹣12)或(﹣,).3.(2022•恩施州)在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线y=﹣x2+c与y 轴交于点P(0,4).(1)直接写出抛物线的解析式.(2)如图,将抛物线y=﹣x2+c向左平移1个单位长度,记平移后的抛物线顶点为Q,平移后的抛物线与x轴交于A、B两点(点A在点B的右侧),与y轴交于点C.判断以B、C、Q三点为顶点的三角形是否为直角三角形,并说明理由.(3)直线BC与抛物线y=﹣x2+c交于M、N两点(点N在点M的右侧),请探究在x轴上是否存在点T,使得以B、N、T三点为顶点的三角形与△ABC相似,若存在,请求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.(4)若将抛物线y=﹣x2+c进行适当的平移,当平移后的抛物线与直线BC最多只有一个公共点时,请直接写出抛物线y=﹣x2+c平移的最短距离并求出此时抛物线的顶点坐标.【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+c与y轴交于点P(0,4),∴c=4,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+4;(2)△BCQ是直角三角形.理由如下:将抛物线y=﹣x2+4向左平移1个单位长度,得新抛物线y=﹣(x+1)2+4,∴平移后的抛物线顶点为Q(﹣1,4),令x=0,得y=﹣1+4=3,∴C(0,3),令y=0,得﹣(x+1)2+4=0,解得:x1=1,x2=﹣3,∴B(﹣3,0),A(1,0),如图1,连接BQ,CQ,PQ,∵P(0,4),Q(﹣1,4),∴PQ⊥y轴,PQ=1,∵CP=4﹣3=1,∴PQ=CP,∠CPQ=90°,∴△CPQ是等腰直角三角形,∴∠PCQ=45°,∵OB=OC=3,∠BOC=90°,∴△BOC是等腰直角三角形,∴∠BCO=45°,∴∠BCQ=180°﹣45°﹣45°=90°,∴△BCQ是直角三角形.(3)在x轴上存在点T,使得以B、N、T三点为顶点的三角形与△ABC相似.∵△ABC是锐角三角形,∠ABC=45°,∴以B、N、T三点为顶点的三角形与△ABC相似,必须∠NBT=∠ABC=45°,即点T在y轴的右侧,设T(x,0),且x>0,则BT=x+3,∵B(﹣3,0),A(1,0),C(0,3),∴∠ABC=45°,AB=4,BC=3,设直线BC的解析式为y=kx+b,则,解得:,∴直线BC的解析式为y=x+3,由,解得:,,∴M(﹣,),N(,),∴BN=×=,①当△NBT∽△CBA时,则=,∴=,解得:x=,∴T(,0);②当△NBT∽△ABC时,则=,∴=,解得:x=,∴T(,0);综上所述,点T的坐标T(,0)或(,0).(4)抛物线y=﹣x2+4的顶点为P(0,4),∵直线BC的解析式为y=x+3,∴直线BC与y轴的夹角为45°,当抛物线沿着垂直直线BC的方向平移到只有1个公共点时,平移距离最小,此时向右和向下平移距离相等,设平移后的抛物线的顶点为P′(t,4﹣t),则平移后的抛物线为y=﹣(x﹣t)2+4﹣t,由﹣(x﹣t)2+4﹣t=x+3,整理得:x2+(1﹣2t)x+t2+t﹣1=0,∵平移后的抛物线与直线BC最多只有一个公共点,∴Δ=(1﹣2t)2﹣4(t2+t﹣1)=0,解得:t=,∴平移后的抛物线的顶点为P′(,),平移的最短距离为.二.直角三角形的存在性4.(2022•广安)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+x+m(a≠0)的图象与x轴交于A、C两点,与y轴交于点B,其中点B坐标为(0,﹣4),点C 坐标为(2,0).(1)求此抛物线的函数解析式.(2)点D是直线AB下方抛物线上一个动点,连接AD、BD,探究是否存在点D,使得△ABD的面积最大?若存在,请求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.(3)点P为该抛物线对称轴上的动点,使得△P AB为直角三角形,请求出点P 的坐标.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+x+m(a≠0)的图象经过点B(0,﹣4),点C(2,0),∴,解得,∴抛物线的解析式为y=x2+x﹣4;(2)存在.理由:如图1中,设D (t ,t 2+t ﹣4),连接OD .令y =0,则x 2+x ﹣4=0,解得x =﹣4或2,∴A (﹣4,0),C (2,0),∵B (0,﹣4),∴OA =OB =4,∵S △ABD =S △AOD +S △OBD ﹣S △AOB =×4×(﹣﹣t +4)+×4×(﹣t )﹣×4×4=﹣t 2﹣4t =﹣(t +2)2+4,∵﹣1<0,∴t =﹣2时,△ABD 的面积最大,最大值为4,此时D (﹣2,﹣4); (3)如图2中,设抛物线的对称轴交x 轴于点N ,过点B 作BM ⊥抛物线的对称轴于点M .则N (﹣1.0).M (﹣1,﹣4);∵OA=OB=4,∠AOB=90°,∴∠OAB=∠OBA=45°,当∠P1AB=90°时,△ANP1是等腰直角三角形,∴AN=NP1=3,∴P1(﹣1,3),当∠ABP2=90°时,△BMP2是等腰直角三角形,可得P2(﹣1,﹣5),当∠APB=90°时,设P(﹣1,n),设AB的中点为J,连接PJ,则J(﹣2,﹣2),∴PJ=AB=2,∴12+(n+2)2=(2)2,解得n=﹣2或﹣﹣2,∴P3(﹣1,﹣2),P4(﹣1,﹣﹣2),综上所述,满足条件的点P的坐标为(﹣1,3)或(﹣1,﹣5)或(﹣1,﹣2)或(﹣1,﹣﹣2).5.(2022•辽宁)如图,抛物线y=ax2﹣3x+c与x轴交于A(﹣4,0),B两点,与y轴交于点C(0,4),点D为x轴上方抛物线上的动点,射线OD交直线AC 于点E,将射线OD绕点O逆时针旋转45°得到射线OP,OP交直线AC于点F,连接DF.(1)求抛物线的解析式;(2)当点D在第二象限且=时,求点D的坐标;(3)当△ODF为直角三角形时,请直接写出点D的坐标.【解答】解:(1)将点A(﹣4,0),C(0,4)代入y=ax2﹣3x+c,∴,解得,∴y=﹣x2﹣3x+4;(2)过点D作DG⊥AB交于G,交AC于点H,设直线AC的解析式为y=kx+b,∴,解得,∴y=x+4,设D(n,﹣n2﹣3n+4),H(n,n+4),∴DH=﹣n2﹣4n,∵DH∥OC,∴==,∵OC=4,∴DH=3,∴﹣n2﹣4n=3,解得n=﹣1或n=﹣3,∴D(﹣1,6)或(﹣3,4);(3)设F(t,t+4),当∠FDO=90°时,过点D作MN⊥y轴交于点N,过点F作FM⊥MN交于点M,∵∠DOF=45°,∴DF=DO,∵∠MDF+∠NDO=90°,∠MDF+∠MFD=90°,∴∠NDO=∠MFD,∴△MDF≌△NOD(AAS),∴DM=ON,MF=DN,∴DN+ON=﹣t,DN=ON+(﹣t﹣4),∴DN=﹣t﹣2,ON=2,∴D点纵坐标为2,∴﹣x2﹣3x+4=2,解得x=或x=,∴D点坐标为(,2)或(,2);当∠DFO=90°时,过点F作KL⊥x轴交于L点,过点D作DK⊥KL交于点K,∵∠KFD+∠LFO=90°,∠KFD+∠KDF=90°,∴∠LFO=∠KDF,∵DF=FO,∴△KDF≌△LFO(AAS),∴KD=FL,KF=LO,∴KL=t+4﹣t=4,∴D点纵坐标为4,∴﹣x2﹣3x+4=4,解得x=0或x=﹣3,∴D(0,4)或(﹣3,4);综上所述:D点坐标为(,2)或(,2)或(0,4)或(﹣3,4).三.等腰三角形的存在性6.(2022•百色)已知抛物线经过A(﹣1,0)、B(0,3)、C(3,0)三点,O 为坐标原点,抛物线交正方形OBDC的边BD于点E,点M为射线BD上一动点,连接OM,交BC于点F.(1)求抛物线的表达式;(2)求证:∠BOF=∠BDF;(3)是否存在点M,使△MDF为等腰三角形?若不存在,请说明理由;若存在,求ME的长.【解答】(1)解:设抛物线的表达式为y=ax2+bx+c,把A(﹣1,0)、B(0,3)、C(3,0)代入得:,解得,∴抛物线的表达式为:y=﹣x2+2x+3;(2)证明:∵正方形OBDC,∴∠OBC=∠DBC,BD=OB,∵BF=BF,∴△BOF≌△BDF,∴∠BOF=∠BDF;(3)解:∵抛物线交正方形OBDC的边BD于点E,∴令y=3,则3=﹣x2+2x+3,解得:x1=0,x2=2,∴E(2,3),①如图,当M在线段BD的延长线上时,∠BDF为锐角,∴∠FDM为钝角,∵△MDF为等腰三角形,∴DF=DM,∴∠M=∠DFM,∴∠BDF=∠M+∠DFM=2∠M,∵BM∥OC,∴∠M=∠MOC,由(2)得∠BOF=∠BDF,∴∠BDF+∠MOC=3∠M=90°,∴∠M=30°,在Rt△BOM中,BM=,∴ME=BM﹣BE=3﹣2;②如图,当M在线段BD上时,∠DMF为钝角,∵△MDF为等腰三角形,∴MF=DM,∴∠BDF=∠MFD,∴∠BMO=∠BDF+∠MFD=2∠BDF,由(2)得∠BOF=∠BDF,∴∠BMO=2∠BOM,∴∠BOM+∠BMO=3∠BOM=90°,∴∠BOM=30°,在Rt△BOM中,BM=,∴ME=BE﹣BM=2﹣,综上所述,ME的值为:3﹣2或2﹣.7.(2022•山西)综合与探究如图,二次函数y=﹣x2+x+4的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.点P是第一象限内二次函数图象上的一个动点,设点P的横坐标为m.过点P作直线PD⊥x轴于点D,作直线BC交PD于点E.(1)求A,B,C三点的坐标,并直接写出直线BC的函数表达式;(2)当△CEP是以PE为底边的等腰三角形时,求点P的坐标;(3)连接AC,过点P作直线l∥AC,交y轴于点F,连接DF.试探究:在点P 运动的过程中,是否存在点P,使得CE=FD,若存在,请直接写出m的值;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)在y=﹣x2+x+4中,令x=0得y=4,令y=0得x=8或x=﹣2,∴A(﹣2,0),B(8,0),C(0,4),设直线BC解析式为y=kx+4,将B(8,0)代入得:8k+4=0,解得k=﹣,∴直线BC解析式为y=﹣x+4;(2)过C作CG⊥PD于G,如图:设P(m,﹣m2+m+4),∴PD=﹣m2+m+4,∵∠COD=∠PDO=∠CGD=90°,∴四边形CODG是矩形,∴DG=OC=4,CG=OD=m,∴PG=PD﹣DG=﹣m2+m+4﹣4=﹣m2+m,∵CP=CE,CG⊥PD,∴GE=PG=﹣m2+m,∵∠GCE=∠OBC,∠CGE=90°=∠BOC,∴△CGE∽△BOC,∴=,即=,解得m=0(舍去)或m=4,∴P(4,6);(3)存在点P,使得CE=FD,理由如下:过C作CH⊥PD于H,如图:设P(m,﹣m2+m+4),由A(﹣2,0),C(0,4)可得直线AC解析式为y=2x+4,根据PF∥AC,设直线PF解析式为y=2x+b,将P(m,﹣m2+m+4)代入得:﹣m2+m+4=2m+b,∴b=﹣m2﹣m+4,∴直线PF解析式为y=2x﹣m2﹣m+4,令x=0得y=﹣m2﹣m+4,∴F(0,﹣m2﹣m+4),∴OF=|﹣m2﹣m+4|,同(2)可得四边形CODH是矩形,∴CH=OD,∵CE=FD,∴Rt△CHE≌Rt△DOF(HL),∴∠HCE=∠FDO,∵∠HCE=∠CBO,∴∠FDO=∠CBO,∴tan∠FDO=tan∠CBO,∴=,即=,∴﹣m2﹣m+4=m或﹣m2﹣m+4=﹣m,解得m=2﹣2或m=﹣2﹣2或m=4或m=﹣4,∵P在第一象限,∴m=2﹣2或m=4.8.(2022•东营)如图,抛物线y=ax2+bx﹣3(a≠0)与x轴交于点A(﹣1,0),点B(3,0),与y轴交于点C.(1)求抛物线的表达式;(2)在对称轴上找一点Q,使△ACQ的周长最小,求点Q的坐标;(3)点P是抛物线对称轴上的一点,点M是对称轴左侧抛物线上的一点,当△PMB是以PB为腰的等腰直角三角形时,请直接写出所有点M的坐标.【解答】解:(1)将点A(﹣1,0),点B(3,0)代入y=ax2+bx﹣3,∴,解得,∴y=x2﹣2x﹣3;(2)连接CB交对称轴于点Q,∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,∴抛物线的对称轴为直线x=1,∵A、B关于对称轴x=1对称,∴AQ=BQ,∴AC+AQ+CQ=AC+CQ+BQ≥AC+BC,当C、B、Q三点共线时,△ACQ的周长最小,∵C(0,﹣3),B(3,0),设直线BC的解析式为y=kx+b,∴,解得,∴y=x﹣3,∴Q(1,﹣2);(3)当∠BPM=90°时,PM=PB,∴M点与A点重合,∴M(﹣1,0);当∠PBM=90°时,PB=BM,如图1,当P点在M点上方时,过点B作x轴的垂线GH,过点P作PH⊥GH 交于H,过点M作MG⊥HG交于G,∵∠PBM=90°,∴∠PBH+∠MBG=90°,∵∠PBH+∠BPH=90°,∴∠MBG=∠BPH,∵BP=BM,∴△BPH≌△MBG(AAS),∴BH=MG,PH=BG=2,设P(1,t),则M(3﹣t,﹣2),∴﹣2=(3﹣t)2﹣2(3﹣t)﹣3,解得t=2+或t=2﹣,∴M(1﹣,﹣2)或(1+,﹣2),∵M点在对称轴的左侧,∴M点坐标为(1﹣,﹣2);如图2,当P点在M点下方时,同理可得M(3+t,2),∴2=(3+t)2﹣2(3+t)﹣3,解得t=﹣2+(舍)或t=﹣2﹣,∴M(1﹣,2);综上所述:M点的坐标为(1﹣,﹣2)或(1﹣,2)或(﹣1,0).9.(2022•枣庄)如图①,已知抛物线L:y=x2+bx+c经过点A(0,3),B(1,0),过点A作AC∥x轴交抛物线于点C,∠AOB的平分线交线段AC于点E,点P是抛物线上的一个动点.(1)求抛物线的关系式;(2)若动点P在直线OE下方的抛物线上,连结PE、PO,当△OPE面积最大时,求出P点坐标;(3)将抛物线L向上平移h个单位长度,使平移后所得抛物线的顶点落在△OAE 内(包括△OAE的边界),求h的取值范围;(4)如图②,F是抛物线的对称轴l上的一点,在抛物线上是否存在点P,使△POF成为以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵抛物线L:y=x2+bx+c经过点A(0,3),B(1,0),∴,解得,∴抛物线的解析式为:y=x2﹣4x+3;(2)如图,过P作PG∥y轴,交OE于点G,设P(m,m2﹣4m+3),∵OE平分∠AOB,∠AOB=90°,∴∠AOE=45°,∴△AOE是等腰直角三角形,∴AE=OA=3,∴E(3,3),∴直线OE的解析式为:y=x,∴G(m,m),∴PG=m﹣(m2﹣4m+3)=﹣m2+5m﹣3,∴S△OPE =S△OPG+S△EPG=PG•AE=×3×(﹣m2+5m﹣3)=﹣(m2﹣5m+3)=﹣(m﹣)2+,∵﹣<0,∴当m=时,△OPE面积最大,此时,P点坐标为(,﹣);(3)由y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,得抛物线l的对称轴为直线x=2,顶点为(2,﹣1),抛物线L向上平移h个单位长度后顶点为F(2,﹣1+h).设直线x=2交OE于点M,交AE于点N,则E(3,3),∵直线OE的解析式为:y=x,∴M(2,2),∵点F在△OAE内(包括△OAE的边界),∴2≤﹣1+h≤3,解得3≤h≤4;(4)设P(m,m2﹣4m+3),分四种情况:①当P在对称轴的左边,且在x轴下方时,如图,过P作MN⊥y轴,交y轴于M,交l于N,∴∠OMP=∠PNF=90°,∵△OPF是等腰直角三角形,∴OP=PF,∠OPF=90°,∴∠OPM+∠NPF=∠PFN+∠NPF=90°,∴∠OPM=∠PFN,∴△OMP≌△PNF(AAS),∴OM=PN,∵P(m,m2﹣4m+3),则﹣m2+4m﹣3=2﹣m,解得:m=(舍)或,∴P的坐标为(,);②当P在对称轴的左边,且在x轴上方时,同理得:2﹣m=m2﹣4m+3,解得:m1=(舍)或m2=,∴P的坐标为(,);③当P在对称轴的右边,且在x轴下方时,如图,过P作MN⊥x轴于N,过F作FM⊥MN于M,同理得△ONP≌△PMF,∴PN=FM,则﹣m2+4m﹣3=m﹣2,解得:m1=或m2=(舍);P的坐标为(,);④当P在对称轴的右边,且在x轴上方时,如图,同理得m2﹣4m+3=m﹣2,解得:m=或(舍),P的坐标为:(,);综上所述,点P的坐标是:(,)或(,)或(,)或(,).方法二:作直线DE:y=x﹣2,E(1,﹣1)是D点(2,0)绕O点顺时针旋转45°并且OD缩小倍得到,易知直线DE即为对称轴上的点绕O点顺时针旋转45°,且到O点距离缩小倍的轨迹,联立直线DE和抛物线解析式得x2﹣4x+3=x﹣2,解得x1=,x2=,同理可得x3=或x4=;综上所述,点P的坐标是:(,)或(,)或(,)或(,).10.(2023•澄城县一模)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0)、B,与y轴交于点C(0,3),直线l是抛物线的对称轴.(1)求抛物线的函数解析式;(2)在对称轴l上是否存在点M,使△MAC为等腰三角形,若存在,求出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)把点A(﹣1,0)、点C(0,3)分别代入y=﹣x2+bx+c,得.解得.故该抛物线解析式为:y=﹣x2+2x+3;(2)由(1)知,该抛物线解析式为:y=﹣x2+2x+3.则该抛物线的对称轴为直线x=﹣=1.故设M(1,m).∵A(﹣1,0)、点C(0,3),∴AC2=10,AM2=4+m2,CM2=1+(m﹣3)2.①若AC=AM时,10=4+m2,解得m=±.∴点M的坐标为(1,)或(1,﹣);②若AC=CM时,10=1+(m﹣3)2,解得m=0或m=6,∴点M的坐标为(1,0)或(1,6).当点M的坐标为(1,6)时,点A、C、M共线,∴点M的坐标为(1,0);③当AM=CM时,4+m2=1+(m﹣3)2,解得m=1,∴点M的坐标为(1,1).综上所述,符合条件的点M的坐标为(1,)或(1,﹣)或(1,0)或(1,1).11.(2023•碑林区校级一模)二次函数y=ax2+bx+2的图象交x轴于A(﹣1,0),B(4,0)两点,交y轴于点C,动点M从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿AB方向运动,过点M作MN⊥x轴交直线BC于点N,交抛物线于点D,连接AC,设运动的时间为t秒.(1)求二次函数y=ax2+bx+2的表达式;(2)在直线MN上存在一点P,当△PBC是以∠BPC为直角的等腰直角三角形时,求此时点D的坐标.【解答】解:(1)将点(﹣1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx+2,∴a=﹣,b=,∴y=﹣x2+x+2;(2)∵BM=5﹣2t,∴M(2t﹣1,0),设P(2t﹣1,m),∵PC2=(2t﹣1)2+(m﹣2)2,PB2=(2t﹣5)2+m2,∵PB=PC,∴(2t﹣1)2+(m﹣2)2=(2t﹣5)2+m2,∴m=4t﹣5,∴P(2t﹣1,4t﹣5),∵PC⊥PB,∴×=﹣1,∴t=1或t=2,∴M(1,0)或M(3,0),∴D(1,3)或D(3,2).12.(2023•东洲区模拟)抛物线y=ax2+bx+3经过A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴正半轴交于点C.(1)求此抛物线解析式;(2)如图①,连接BC,点P为抛物线第一象限上一点,设点P的横坐标为m,△PBC的面积为S,求S与m的函数关系式,并求S最大时P点坐标;(3)如图②,连接AC,在抛物线的对称轴上是否存在点M,使△MAC为等腰三角形?若存在,请直接写出符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3经过A(﹣1,0),B(3,0)两点,∴,解得:,∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3;(2)点P作PF⊥x轴于点F,交BC于点E,设BC直线解析式为:y=kx+b,∵B(3,0),C(0,3),∴,解得,∴y=﹣x+3,由题意可知P(m,﹣m2+2m+3),E(m,﹣m+3),S=S△PBE+S△PCE,S=PE•OB=(﹣m2+2m+3+m﹣3)×3,,∵,∴当时,S有最大值,此时P点坐标为;(3)存在,M1(1,0),,,M4(1,1),①当AC=AM时,如图,设对称轴l与AB交于点E,则,∵AM2=AE2+EM2,∴,解得:,∴M点的坐标为或,②当AC=MC时,则OC为AM的垂直平分线.因此M与E重合,因此,M点的坐标为(1,0),③当AM=CM时,如图,设M点的坐标为(1,n),则AM2=22+n2=4+n2,CM2=12+(3﹣n)2,∴4+n2=12+(3﹣n)2,解得:n=1,∴M点的坐标为(1,1),综上可知,潢足条件的M点共四个,其坐标为M1(1,0),,,M4(1,1).13.(2023•三亚一模)如图,抛物线y=ax2+3x+c(a≠0)与x轴交于点A(﹣2,0)和点B,与y轴交于点C(0,8),顶点为D,连接AC,CD,DB,直线BC 与抛物线的对称轴l交于点E.(1)求抛物线的解析式和直线BC的解析式;(2)求四边形ABDC的面积;(3)P是第一象限内抛物线上的动点,连接PB,PC,当S△PBC =S△ABC时,求点P的坐标;(4)在抛物线的对称轴l上是否存在点M,使得△BEM为等腰三角形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+3x+c(a≠0)过点A(﹣2,0)和C(0,8),∴,解得,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+3x+8.令y=0,得.解得x1=﹣2,x2=8.∴点B的坐标为(8,0).设直线BC的解析式为y=kx+b.把点B(8,0),C(0,8)分别代入y=kx+b,得,解得,∴直线BC的解析式为y=﹣x+8.(2)如图1,设抛物线的对称轴l与x轴交于点H.∵抛物线的解析式为,∴顶点D的坐标为.∴S四边形ABDC =S△AOC+S梯形OCDH+S△BDH===70.(3)∵.∴.如图2,过点P作PG⊥x轴,交x轴于点G,交BC于点F.设点.∵点F在直线BC上,∴F(t,﹣t+8).∴.∴.∴.解得t1=2,t2=6.∴点P的坐标为(2,12)或P(6,8).(4)存在.∵△BEM为等腰三角形,∴BM=EM或BE=BM或BE=EM,设M(3,m),∵B(8,0),E(3,5),∴BE==5,EM=|m﹣5|,BM==,当BM=EM时,=|m﹣5|,∴m2+25=(m﹣5)2,解得:m=0,∴M(3,0);当BE=BM时,5=,∴m2+25=50,解得:m=﹣5或m=5(舍去),∴M(3,﹣5);当BE=EM时,5=|m﹣5|,解得:m=5+5或m=5﹣5,∴M(3,5+5)或(3,5﹣5),综上所述,点M的坐标为(3,0)或(3,﹣5)或(3,5+5)或(3,5﹣5).14.(2023•南海区一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3(a >0)与x轴交于A(﹣1,0)、B(3,0)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)点P为直线BC下方抛物线上的一动点,PM⊥BC于点M,PN∥y轴交BC 于点N.求线段PM的最大值和此时点P的坐标;(3)点E为x轴上一动点,点Q为抛物线上一动点,是否存在以CQ为斜边的等腰直角三角形CEQ?若存在,请直接写出点E的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)将A(﹣1,0),B(3,0)代入函数y=ax2+bx﹣3(a>0)中,得,解得,∴解析式为y=x2﹣2x﹣3,故抛物线解析式为y=x2﹣2x﹣3;(2)当x=0时,y=3,∴C(0,﹣3),∵B(3,0),∴∠OCB=∠OBC=45°,∵PN∥y轴,∴∠MNP=45°,∵PM⊥BC,∴PM=PN,则当PN最大时,PM也最大,设BC的解析式为y=mx+n,∴,解得,∴BC解析式为y=x﹣3,设P(x,x2﹣2x﹣3),N(x,x﹣3),∴PN=x﹣3﹣(x2﹣2x﹣3)=﹣(x﹣)2+,当x=时,PN最大,则PM=PN=×=,∴P(,),故PM最大值为,P点坐标为(,﹣);(3)存在,点E的坐标为(﹣5,0),(,0),(0,0),(,0).∵CEQ是以CQ为斜边的等腰直角三角形,∴设Q(x,x2﹣2x﹣3),①如图,过点E作x轴的垂线l,再分别过点C和点Q作垂线l的垂线,分别交于点M和点N,∵∠CEQ=90°,∴∠QEM+∠CEN=90°,∵∠QEM+∠MQE=90°,∴∠EQM=∠CEN,∵∠CNE=∠QME=90°,EC=EQ,∴△EMQ≌△CNE(AAS),∴CN=EM=x2﹣2x﹣3,MQ=EN=3,∴|x Q|+MQ=CN,﹣x+3=x2﹣2x﹣3,解得x=﹣2,x=3(舍去),∴OE=CM=2+3=5,E(﹣5,0),②如图,过点E作x轴的垂线l,再分别过点C和点Q作垂线l的垂线,分别交于点M和点N,同理:△EMC≌△QNE(AAS),CM=EN=x2﹣2x﹣3,NQ=EM=3,∴﹣x+x2﹣2x﹣3=3,解得x=,x=(舍去),∴OE=CM=,E(,0),③如图,点E和点O重合,点Q和点B重合,此时E(0,0),④如图,过点E作x轴的垂线l,再分别过点C和点Q作垂线l的垂线,分别交于点M和点N,同理:△EMC≌△QNE(AAS),CM=EN=x2﹣2x﹣3,NQ=EM=3,∴x+3=x2﹣2x﹣3,解得x=,x=(舍去),∴OE=CM=,E(,0),综上所述,点E的坐标为(﹣5,0),(,0),(0,0),(,0)41。
中考二次函数与角度有关的问题知识解读

二次函数与角度有关的问题知识解读【专题说明】二次函数背景下与角有关的存在性问题,是各地中考和模拟考试压轴题的热点问题,这种类型的题目综合性较强,更重要的是涉及方程与函数思想、数形结合思想、分类讨论等重要的思想方法,对学生分析、解决问题的能力具有较高的要求。
为此,下面将与角度有关的常见压轴题题型及解法做统一整理【知识点梳理】类型一:将等角问题转化成等腰三角形或平行线问题。
如例1:抛物线y=-x+3x+4,与坐标轴交于点A、B、C,CP⊥y轴交抛物线与点P,点M为A、C间抛物线上一点(包括端点),求满足∠MPO=∠POA的点M的坐标。
分析:显然符合条件的点M有两个,OP上方一个,OP下方一个、当M在OP 上方时,由∠MPO=∠POA可知PM//OA,则M与C点重合。
当M在OP下方时,∠MPO=∠POA,这两角组成的三角形是等腰三角形。
设PM与x轴交于点D,坐标为D(n,0),由两点间距离公式可表示出OD、PD长,根据OD=PD列方程即可求出D点坐标,再求出PD直线表达式与抛物线表达式联立,进而求出M点坐标。
类型二:将等角问题转化成等角所在三角形相似或等角对应的三角函数(通常是正切值)相等问题。
这类问题有两种情况:一种是所求角的一边与坐标轴平行(重合);例2如图,抛物线y=x221+bx+c 与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于点C ,其对称轴交抛物线于点D ,交x 轴于点E ,已知OB=OC=6.(1)求抛物线的解析式及点D 的坐标;(2)连接BD ,F 为抛物线上一动点,当∠FAB=∠EDB 时,求点F 的坐标;解析:通过已知条件易得抛物线表达式为6221y 2+−=x x 及各定点坐标,第二问中的F 有两种情况:x 轴上方一个,x 轴下方一个。
在Rt ⊿BDE 中,可知tan ∠EDB=21,则tan ∠FAB=21,过F 作x 轴垂线,构造∠FAB 所在直角三角形,接着通过设F 点坐标,表示FH 和AH 长,根据tan ∠FAB=21=AH FH 列方程,或利用相似三角形对应边成比例列式,从而求出点F 坐标,由于表示FH 时加了绝对值,已经考虑到了上下两种情况,这样两个F 就都求出来了。
中考数学总复习《二次函数中的角度问题存在性问题》专题训练-附答案

中考数学总复习《二次函数中的角度问题存在性问题》专题训练-附答案学校:___________班级:___________姓名:___________考号:___________1.如图,抛物线与x 轴相交于原点和点()4,0A ,在第一象限内与直线y x =交于点B ()5,5,抛物线的顶点为C 点.(1)求抛物线的解析式和顶点C 的坐标;(2)点()3,M m 在抛物线上,连接MO MB ,,求MOB △的面积;(3)抛物线上是否存在点D ,使得DOB OBC ∠=∠?若存在,求出所有点D 的坐标;若不存在,请说明理由. 2.综合与探究如图,已知抛物线238y x bx c =-++与x 轴相交于()4,0A -,B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴相交于点()0,3C ,连接AC .(1)求该抛物线的解析式及对称轴;(2)若过点B 的直线与抛物线相交于另一点D ,当ABD BAC ∠=∠时,求直线的解析式; (3)在(2)的条件下,当点D 在x 轴下方时,连接AD ,此时在y 轴左侧的抛物线上存在点P ,使23BDP ABD S S =△△,请直接写出所有符合条件的点P 的坐标.3.如图,抛物线2y ax bx c =++与x 轴交于点A 、B ,与y 轴交于点()0,2C -,2OC OA =和1tan 2ABC ∠=.直线l :()0y kx n k =+>与抛物线交于M ,N 两点(点M 在点N 的左边).(1)求抛物线的解析式,并写出顶点坐标;(2)当直线l BC ∥时,若MON △的面积被y 轴分成的两个三角形的面积比为1:4时,求n 的值; (3)当0n =时,试在抛物线上找一定点P ,使得90MPN ∠=︒,求P 点坐标以及点P 到MN 的最大距离. 4.如图①,抛物线2y ax bx =+的顶点为()2,4D -.(1)求抛物线的解析式;(2)连接OD ,P 为x 轴上的动点,当AOD ∠与PDO ∠互余时,求点P 的坐标;(3)如图①,点M ,N 都在抛物线上,点M 位于第四象限,点N 位于第二象限,连接MN 分别交x 轴,y 轴于点E ,F ,连接OM ON 、,求证:若NOF MOE ∠=∠,则直线MN 经过一定点.5.如图,在平面直角坐标系中,抛物线2=23y x x --交x 轴于A B 、两点(点A 在点B 的左边),交y 轴于点C .(1)直接写出、、A B C 三点的坐标;(2)若抛物线上有一点,45D ACD ∠=︒,求点D 的坐标.(3)如图2,点P 是第一象限抛物线上一点,过点P 的直线(0)y mx n n =+<与抛物线交于另一点Q ,连接AP AQ 、,分别交y 轴于M N 、两点,若2OM ON ⋅=,探究,m n 之间的数量关系,并说明理由.6.如图,顶点坐标为(3,4)的抛物线2y ax bx c =++交x 轴于A ,B 两点,交y 轴于点()0,5C -.(1)求a ,b 的值;(2)已知点M 在射线CB 上,直线AM 与抛物线2y ax bx c =++的另一公共点是点P .①抛物线上是否存在点P ,满足:2:1=AM MP ,如果存在,求出点P 的横坐标;如果不存在,请说明理由; ①连接AC ,当直线AM 与直线BC 的夹角等于ACB ∠的2倍时,请直接写出点M 的坐标.7.如图,已知(2,0),(3,0)A B -,抛物线24y ax bx =++经过A 、B 两点,交y 轴于点C .点P 是第一象限内抛物线上的一点,点P 的横坐标为m .过点P 作PM x ⊥轴,垂足为点M ,PM 交BC 于点Q .过点P 作PN BC ⊥,垂足为点N .(1)求抛物线的函数表达式;(2)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)连接PC ,在第一象限的抛物线上是否存在点P ,使得290BCO PCN ∠+∠=︒?若存在,请直接写出m 的值;若不存在,请说明理由.8.如图1,已知抛物线233y ax bx =++,与x 轴交于点()2,0A -,点()6,0B 与y 轴交于点C ,抛物线的顶点为M ,其对称轴与x 轴交于Q 点.(1)抛物线解析式为______,顶点M 的坐标为______; (2)判断MAB 的形状,并说明理曲;(3)如图2,点P 是线段MQ 上的一个动点(点P 与点M 、点Q 不重合),连结PA 和PB ,过点B 作BD AP ⊥,射线BD 交射线AP 于点D ,交抛物线于点E ;过点E 作EF AB ⊥,垂足为点F ,EF 交射线BP 于点G . ①当ABD ①EBF 时,请求出此时点P 的坐标; ①当135APB ∠=︒时,请你直接写出BFEG的值. 9.如图1,二次函数y =ax 2+bx +c 的图象交x 轴于点A (﹣1,0),B (3,0),交y 轴于点C (0,﹣3),直线l 经过点B .(1)求二次函数的表达式和顶点D 的坐标; (2)如图2,当直线l 过点D 时,求①BCD 的面积;(3)如图3,直线l 与抛物线有另一个交点E ,且点E 使得①BAC ﹣①CBE >45°,求点E 的横坐标m 的取值范围;(4)如图4,动点F 在直线l 上,作①CFG =45°,FG 与线段AB 交于点G ,连接CG ,当①ABC 与①CFG 相似,且S △CFG 最小时,在直线l 上是否存在一点H ,使得①FHG =45°存在,请求出点H 的坐标;若不存在,请说明理由.10.如图,已知抛物线2y ax bx c =++经过(1,0),(2,0),(0,2)A B C -三点,点D 在该抛物线的对称轴l 上.(1)求抛物线的表达式;(2)若DA DC =,求ADC ∠的度数及点D 的坐标;(3)若在(2)的条件下,点P 在该抛物线上,当PBC DAB ∠=∠时,请直接给出点P 的坐标. 11.如图,抛物线2y ax bx c =++经过()1,0A -,()3,0B 且与y 轴交于点()0,3C -.(1)求抛物线的函数表达式;(2)若点P 是x 轴的正半轴上一点1tan 3APC ∠=,求点P 的坐标;(3)当点P 是抛物线上第一象限上的点1tan 3APC ∠=,直接写出点P 的坐标为______.12.如图,平面直角坐标系中,抛物线24y x nx =-++过点()4,0A -,与y 轴交于点N ,与x 轴正半轴交于点B .直线l 过定点A .(1)求抛物线解析式;(2)连接AN ,BN ,直线l 交抛物线于另一点M ,当①MAN =①BNO 时,求点M 的坐标;(3)过点(),1T t -的任意直线EF (不与y 轴平行)与抛物线交于点E 、F ,直线BE 、BF 分别交y 轴于点P 、Q ,是否存在t 的值使得OP 与OQ 的积为定值?若存在,求t 的值,若不存在,请说明理由.13.抛物线y =ax 2+c (a <0)与x 轴交于A 、B 两点,顶点为C ,点P 在抛物线上,且位于x 轴上方.(1)如图1,若P (1,2),A (-3,0). ①求该抛物线的解析式;①若D 是抛物线上异于点P 一点,满足①DPO =①POB ,求点D 的坐标; (2)如图2,已知直线P A 、PB 与y 轴分别交于E 、F 两点.当点P 运动时,OE OFOC+是否为定值?若是,试求出该定值;若不是,请说明理由.14.如图1,直线y =ax ²+4ax +c 与x 轴交于点A (-6,0)和点B ,与y 轴交于点C ,且OC =3OB(1)直接写出抛物线的解析式及直线AC 的解析式;(2)抛物线的顶点为D ,F 为抛物线在第四象限的一点,直线AF 解析式为123y x =--,求①CAF -①CAD 的度数.(3)如图2,若点P 是抛物线上的一个动点,作PQ ①y 轴垂足为点Q ,直线PQ 交直线AC 于E ,再过点E 作x 轴的垂线垂足为R ,线段QR 最短时,点P 的坐标及QR 的最短长度.15.如图,在平面直角坐标系中,抛物线22y ax bx =++与x 轴交于1,0A ,()4,0B 两点,与y 轴交于点C .直线l :2y kx =+过点C .(1)求抛物线的解析式;(2)当直线l 经过点B 时,取线段BC 的中点M ,作直线l 的平行线,恰好与抛物线有一个交点P 时,判断以点P ,O ,M ,B 为顶点的四边形是什么特殊的平行四边形,并说明理由;(3)在直线l 上是否存在唯一一点Q ,使得90AQB ∠=︒?若存在,请求出此时l 的解析式;若不存在,请说明理由.参考答案:1.(1)24y x x =- ()2,4 (2)15(3)点D 的坐标为(7,21)或1313,39⎛⎫⎪⎝⎭;2.(1)233384y x x =--+,对称轴为直线=1x -(2)3342y x =-+或3342y x =-;(3)322222⎛⎫--- ⎪ ⎪⎝⎭,或12362262⎛⎫+--- ⎪ ⎪⎝⎭, 3.(1)213222y x x =-- (2)149n =(3)()3,2P - 134.(1)24y x x =-(2)()20,或()20-,5.(1)()1,0A -,()3,0B 和()0,3C - (2)()4,5D (3)23n m =-6.(1)-1;6 (2)①存在,5172+或5332+或5332-;①1317,66⎛⎫- ⎪⎝⎭;237,66⎛⎫- ⎪⎝⎭7.(1)222433y x x =-++(2)22655PN m m =-+,当32m =时,有最大值910(3)存在 74m =8.(1)233334y x x =-++和()2,43; (2)①MAB 为等边三角形 (3)①432,3⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭;①12BF EG =.9.(1)二次函数的表达式为y =x 2﹣2x ﹣3,顶点D 的坐标为(1,﹣4) (2)2(3)﹣23<m <2(4)存在,点H 的坐标为:(65,185)或(95,185)10.(1)22y x x =-++(2)90ADC ∠=︒,点D 的坐标为11,22⎛⎫⎪⎝⎭(3)点P 的坐标为()1,2或15,24⎛⎫- ⎪⎝⎭11.(1)2=23y x x -- (2)点P 的坐标为()9,0 (3)点P 的坐标为()4,512.(1)234y x x =--+ (2)250,39⎛⎫- ⎪⎝⎭或266,525⎛⎫ ⎪⎝⎭(3)存在,4t =-13.(1)①21944y x =-+;①(-1,2)或(133,229-)(2)OE OFOC+是定值,定值为2.14.(1)抛物线的解析式为y =-12x ²-2x +6,直线BC 的解析式为y =x +6 (2)45°(3)点P 的坐标为(-2+10,3)或(-2-10,3),QR 的最短长度为3215.(1)215222y x x =-+;(2)菱形;(3)存在,122y x =-+或53224y x -+=+或53224y x --=+.。
【中考数学压轴题专题突破12】二次函数中的直角三角形存在性问题

【中考压轴题专题突破】二次函数中的直角三角形存在性问题1.如图,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(0,3),且OB=OC.直线y=x+1与抛物线交于A、D两点,与y轴交于点E,点Q是抛物线的顶点,设直线AD上方的抛物线上的动点P的横坐标为m.(1)求该抛物线的解析式及顶点Q的坐标.(2)连接CQ,直接写出线段CQ与线段AE的数量关系和位置关系.(3)连接P A、PD,当m为何值时S△APD=S△DAB?(4)在直线AD上是否存在一点H,使△PQH为等腰直角三角形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.2.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=﹣1,抛物线经过A(1,0),C(0,3)两点,与x轴交于A、B两点.(1)若直线y=mx+n经过B、C两点,求直线BC和抛物线的解析式.(2)在该抛物线的对称轴x=﹣1上找一点M,使点M到点A的距离与到点C的距离之和最小,求出点M的坐标;(3)设点P为该抛物线的对称轴x=﹣1上的一个动点,直接写出使△BPC为直角三角形的点P的坐标.提示:若平面直角坐标系内有两点P(x1,y1)、Q(x2,y2),则线段PQ的长度PQ=).3.如图,已知抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣1,0)、B(3,0),顶点为M.(1)求抛物线的解析式和点M的坐标;(2)点E是抛物线段BC上的一个动点,设△BEC的面积为S,求出S的最大值,并求出此时点E的坐标;(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得以A、P、C为顶点的三角形是直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.4.综合与探究如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A(﹣3,0)、B两点,与y轴相交于点.当x=﹣4和x=2时,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的函数值y相等,连接AC,BC.(1)求抛物线的解析式;(2)判断△ABC的形状,并说明理由;(3)若点M、N同时从B点出发,均以每秒1个单位长度的速度分别沿BA、BC边运动,其中一个点到达终点时,另一点也随之停止运动,当运动时间为t秒时,连接MN,将△BMN沿MN翻折,B点恰好落在AC边上的P处,则t的值为,点P的坐标为;(4)抛物线对称轴上是否存在一点F,使得△ACF是以AC为直角边的直角三角形?若不存在,请说明理由;若存在,请直接写出点F的坐标.参考答案与试题解析1.【分析】(1)直线y=x+1与抛物线交于A 点,则点A(﹣1,0)、点E(0,1),可得出点B、C的坐标分别为:(3,0)、(0,3),用待定系数法求出二次函数解析即可求解;(2)求出CQ和AE的长,可得出CQ=AE,由两直线的解析式k相等可得出CQ 与AE平行;(3)联立直线y=x+1与抛物线的表达式,并解得x=﹣1或2.故点D(2,3),过点P作y轴的平行线交AD于点K,设点P(m,﹣m2+2m+3),则点K(m,m+1),根据面积关系可求出m的值;(4)分∠QOH=90°、∠PQH=90°、∠QHP=90°三种情况,分别求解即可.【解答】(1)直线y=x+1与抛物线交于A点,则点A(﹣1,0)、点E(0,1).∵OB=OC,C(0,3),∴点B的坐标为(3,0),故抛物线的表达式为y=a(x+1)(x﹣3)=a(x2﹣2x﹣3),将点C的坐标代入,得﹣3a=3,解得a=﹣1,∴抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+3,∴函数的对称轴为x=1,故点Q的坐标为(1,4).(2)CQ=AE,且CQ∥AE,理由:∵Q(1,4),C(0,3),∴CQ ==,CQ的解析式为y=x+3,又∵AE ==,直线AE的解析式为y=x+1,∴CQ=AE,CQ∥AE,(3)∵,∴,,∴点D的坐标为(2,3).如图1,过点P作y轴的平行线,交AD 于点K,设点P(m,﹣m2+2m+3),则点K(m,m+1)∴===.解得m=0或1.(4)存在,点P的坐标为(2,3)或(0,3)或.设点H(t,t+1),点P(m,n),n=﹣m2+2m+3,而点Q(1,4),①当∠QPH=90°时,如图2,过点P作y轴的平行线,过点H、点Q作x轴的平行线,交过点P且平行于y轴的直线于点M、G,∵∠GQP+∠QPG=90°,∠QPG+∠HPM=90°,∴∠HPM=∠GQP,∠PGQ=∠HMP=90°,PH=PQ,∴△PGQ≌△HMP(AAS),∴PG=MH,GQ=PM,即4﹣n|=|t﹣m|,|1﹣m|=|n﹣(t+1)|,解得m=2或n=3.当n=3时,3=﹣m2+2m+3,解得m1=0,m2=2,∴点P(2,3)或(0,3).②当∠PQH=90°时,如图3所示,同理可得m1=0,m2=3(舍去),故点P为(0,3).③当∠PHQ=90°时,同理可得n=2,解得(舍去),.故点P 为.综上可得,点P的坐标为(2,3)或(0,3)或.【点评】本题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法求函数解析式(包括二次函数解析式,一次函数解析式),三角形面积,全等三角形的判定与性质,等腰直角三角形的判定与性质,坐标与图形的性质,正确进行分类是解题的关键.2.【分析】(1)用待定系数法即可求出直线BC和抛物线的解析式;(2)设直线BC与对称轴x=﹣1的交点为M,则此时MA+MC的值最小.把x =﹣1代入直线y=x+3得y的值,即可求出点M坐标;(3)设P(﹣1,t),又因为B(﹣3,0),C(0,3),所以可得BC2=18,PB2=(﹣1+3)2+t2=4+t2,PC2=(﹣1)2+(t﹣3)2=t2﹣6t+10,再分三种情况分别讨论求出符合题意t值即可求出点P的坐标.【解答】(1)由题意得:,解得:,∴抛物线解析式为y=﹣x2﹣2x+3,∵对称轴为x=﹣1,且抛物线经过A(1,0),∴把B(﹣3,0)、C(0,3)分别代入直线y=mx+n,得,解得:,∴直线y=mx+n的解析式为y=x+3;(2)设直线BC与对称轴x=﹣1的交点为M,则此时MA+MC的值最小.把x=﹣1代入直线y=x+3得,y=﹣1+3=2,∴M(﹣1,2),即当点M到点A的距离与到点C的距离之和最小时M的坐标为(﹣1,2);(3)如图,设P(﹣1,t),又∵B(﹣3,0),C(0,3),∴BC2=18,PB2=(﹣1+3)2+t2=4+t2,PC2=(﹣1)2+(t﹣3)2=t2﹣6t+10,①若点B为直角顶点,则BC2+PB2=PC2即:18+4+t2=t2﹣6t+10解之得:t=﹣2;②若点C为直角顶点,则BC2+PC2=PB2即:18+t2﹣6t+10=4+t2解之得:t=4,③若点P为直角顶点,则PB2+PC2=BC2即:4+t2+t2﹣6t+10=18解之得:t1=,t2=;综上所述P的坐标为(﹣1,﹣2)或(﹣1,4)或(﹣1,)或(﹣1,).【点评】本题是二次函数的综合题,考查了二次函数的图象与性质,待定系数法求函数的解析式,利用轴对称性质确定线段的最小长度,两点间的距离公式的运用,直角三角形的性质等知识点,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.3.【分析】(1)将点A、B的坐标代入函数解析式,列出方程组,通过解方程组求得a、b的值即可;利用配方法将函数解析式转化为顶点式,即可得到点M的坐标;(2)利用待定系数法确定直线BC解析式,由函数图象上点的坐标特征求得点E、F的坐标,然后根据两点间的距离公式求得EF长度,结合三角形的面积公式列出函数式,根据二次函数最值的求法求得点E的横坐标,易得其纵坐标,则点E的坐标迎刃而解了;(3)需要分类讨论:点A、P、C分别为直角顶点,利用勾股定理求得答案.【解答】(1)∵抛物线y=ax2+bx+3与x 轴交于点A(﹣1,0)、B(3,0),∴.解得.∴y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,则M (1,4);(2)如图,作EF∥y轴交BC于点F∵B(3,0),C(0,3),∴直线BC解析式为:y=﹣x+3.设E(m,﹣m2+2m+3),则F(m,﹣m+3).∴EF=(﹣m2+2m+3)﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m.∴S =EF•OB =(﹣m2+3m)×3=﹣(m ﹣)2+.当m =时,S最大=.此时,点E 的坐标是(,);(3)设P(1,n),A(﹣1,0)、C(0,3),∴AC2=10,AP2=4+n2,CP2=1+(n﹣3)2=n2﹣6n+10.①当AC⊥AP时,AC2+AP2=CP2,即10+4+n2=n2﹣6n+10.解得n =﹣.②当AC⊥CP时,AC2+CP2=AP2,即10+n2﹣6n+10=4+n2.解得n =.③当AP⊥CP时,AP2+CP2=AC2,即4+n2+n2﹣6n+10=10.解得n=1或2.综上所述,存在,符合条件的点P的坐标是(1,﹣)或(1,)或(1,1)或(1,2),【点评】主要考查了二次函数的解析式的求法和与几何图形结合的综合能力的培养.要会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,利用点的坐标的意义表示线段的长度,从而求出线段之间的关系.4.【分析】(1)由对称性先求出点B的坐标,可设抛物线的解析式为y=a(x+3)(x﹣1),将C坐标代入y=a(x+3)(x﹣1)即可;(2)先判断△ABC为直角三角形,分别求出AB,AC,BC的长,由勾股定理的逆定理可证明结论;(3)因为点M、N同时从B点出发,均以每秒1个单位长度的速度分别沿BA、BC边运动,所以BM=BN=t,证四边形PMBN是菱形,设PM与y轴交于H,证△CPN∽△CAB,由相似三角形的性质可求出t的值,CH的长,可得出点P纵坐标,求出直线AC的解析式,将点P纵坐标代入即可;(4)求出直线BC的解析式,如图2,当∠ACF=90°时,点B,C,F在一条直线上,求出直线BC与对称轴的交点即可;当∠CAF=90°时,求出直线AF的解析式,再求其与对称轴的交点即可.【解答】(1)∵在抛物线y=ax2+bx+c中,当x=﹣4和x=2时,二次函数y=ax2+bx+c的函数值y相等,∴抛物线的对称轴为x ==﹣1,又∵抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A (﹣3,0)、B两点,由对称性可知B(1,0),∴可设抛物线的解析式为y=a(x+3)(x ﹣1),将C(0,)代入y=a(x+3)(x﹣1),得,﹣3a =,解得,a =﹣,∴此抛物线的解析式为y =﹣(x+3)(x﹣1)=﹣x2﹣x +;(2)△ABC为直角三角形,理由如下:∵A(﹣3,0),B(1,0),C(0,),∴OA=3,OB=1,OC =,∴AB=OA+OB=4,AC ==2,BC ==2,∵AC2+BC2=16,AB2=16,∴AC2+BC2=AB2,∴△ABC是直角三角形;(3)∵点M、N同时从B点出发,均以每秒1个单位长度的速度分别沿BA、BC 边运动,∴BM=BN=t,由翻折知,△BMN≌△PMN,∴BM=PM=BN=PN=t,∴四边形PMBN是菱形,∴PN∥AB,∴△CPN∽△CAB,设PM与y轴交于H,∴==,即==,解得,t =,CH =,∴OH=OC﹣CH =﹣=,∴y P =,设直线AC的解析式为y=kx +,将点A(﹣3,0)代入y=kx +,得,k =,∴直线AC的解析式为y =x +,将y P =代入y =x +,∴x=﹣1,∴P(﹣1,),故答案为:,(﹣1,);(4)设直线BC的解析式为y=kx +,将点B(1,0)代入y=kx +,得,k =﹣,∴直线BC的解析式为y =﹣x +,由(2)知△ABC为直角三角形,∠ACB =90°,如图2,当∠ACF=90°时,点B,C,F在一条直线上,在y =﹣x +中,当x=﹣1时,y=2,∴F1(﹣1,2);当∠CAF=90°时,AF∥BC,∴可设直线AF的解析式为y=﹣x+n,将点A(﹣3,0)代入y =﹣x+n,得,n=﹣3,∴直线AF的解析式为y =﹣x﹣3,在y =﹣x﹣3中,当x=﹣1时,y =﹣2,∴F2(﹣1,﹣2);∴点F的坐标为F1(﹣1,2),F2(﹣1,﹣2).【点评】本题考查了待定系数法求解析式,勾股定理,相似三角形的判定与性质,直角三角形的性质等,解题关键是注意分类讨论思想在解题过程中的运用.。
二次函数中和角有关的存在性问题

二次函数中与角有关的存在性问题与角有关的存在性问题包括相等角的存在性、二倍角或半角的存在性,其他倍数关系角的存在性等,解决这类问题我们通常利用以下知识点去构造相关角:①平行线的同位角、内错角相等;②等腰三角形的等边对等角;③相似三角形对应角相等;④全等三角形对应角相等;⑤三角形的外角定理等。
然后利用解直角三角形、相似三角形边的比例关系作为计算工具去计算求解,难度相对较大,需要同学们灵活运用,融会贯通。
【类型一 相等角的存在性问题】(一).利用平行线、等腰三角形构造相等角例1 如图,直线33+-=x y 与x 轴、y 轴分别交于A ,B 两点,抛物线c bx x y ++-=2与直线y =c 分别交y 轴的正半轴于点C 和第一象限的点P ,连接PB ,得BOA PCB ≌△△(O 为坐标原点)。
若抛物线与x 轴正半轴交点为点F ,设M 是点C ,F 间抛物线上的一点(包括端点),其横坐标为m . (1)直接写出点P 的坐标和抛物线的解析式. (2)求满足POA MPO ∠=∠的点M 的坐标.解:(1)易得点P 坐标为(3,4),抛物线解析式为432++-=x x y .(2) ①当点M 在线段OP 上方时,∵CP ∥x 轴,∴当点C 、M 重合时,∠MPO=∠POA ,∴点M 的坐标为(0,4);②当点M 在线段OP 下方时,在x 轴正半轴取点D ,连接DP ,使得DO=DP ,此时∠DPO=∠POA.设点D 坐标为(n ,0),则DO=n ,()16322+-=n DP ,∴()16322+-=n n ,解得:n=625,∴点D 坐标为⎪⎭⎫⎝⎛0625,. 设直线PD 解析式为b kx y +=,代入得:7100724+-=x y .联立抛物线解析式得⎪⎭⎫⎝⎛49124,724M 综上所述:点M 的坐标为(0,4)或⎪⎭⎫⎝⎛49124,724(二).利用相似三角形构造相等角例2 如图,抛物线c bx x y ++=221与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于点C ,其对称轴交抛物线于点D ,交x 轴于点E ,已知OB=OC=6. (1)求抛物线的解析式及点D 的坐标;(2)连接BD ,F 为抛物线上一动点,当EDB FAB ∠=∠时,求点F 的坐标;解:(1)因为OB=OC=6,所以B (6,0),C ()6,0-, 将B、C点坐标代入解析式,得()8221622122--=--=x x x y , 所以点D 的坐标为(2,—8)(2)如图1,过F 作FG ⊥x 轴于点G ,设⎪⎭⎫ ⎝⎛--6221,F 2x x x ,则FG=62212--x x ,AG=x +2,当EDB FAB ∠=∠时,且B ED GA ∠=∠F ,所以BDE FAG ∽△△,所以FGAGEB DE =,即262212482=--+=x x x , 当点F 在x 轴上方时,则有12422--=+x x x ,解得x=—2(舍去)或x=7,此时F 点的坐标为⎪⎭⎫ ⎝⎛297,;当点F 在x 轴下方时,则有)(12422---=+x x x ,解得x=—2(舍去)或x=5,此时F 点的坐标为⎪⎭⎫⎝⎛-275,,,综上可知点F 的坐标为⎪⎭⎫ ⎝⎛297,或⎪⎭⎫ ⎝⎛-275,.【类型二二倍角或半角的存在性问题】(一).二倍角的构造方法如图,已知α∠,我们可以利用等腰三角形和外角定理去构造α2,在BC 边上找一点D,使得BD=AD,则α2ADC=∠.这样我们就构造出了二倍角,接下来利用三角函数(一般用正切)计算就可以了。
二次函数综合--角度存在性问题

二次函数综合--角度存在性问题【题型解读】二次函数综合中的角度问题是大部分地区全卷的压轴题,具有较好的区分度和选拔功能,此类试题不仅可以考查二次函数与平面几何的基础知识,还可以考查数形结合、分类讨论等数学思想方法,以及阅读理解能力、收集处理信息能力、运用数学知识探究问题的能力等.解题关键是,充分挖掘题目中的隐含条件,构造角,利用解直角三角形或相似进行计算求解.【主要类型】1.相等角的存在性,主要形式为基于动点构造某个角使其与特定已知角相等2.二倍角的存在性,主要形式为基于动点构造某个角使其等于特定已知角的2倍3.半角的存在性,主要形式为基于动点构造某个角使其等于特定已知角的一半【方法总结】角度存在性问题主要解题突破口在于构造相关角,主要有以下几种构造方法:⑴构造相等角的方法①利用平行线的性质或者等腰三角形的性质构造相等角②利用相似三角形构造相等角⑵构造二倍角的方法⑶构造半角的方法【典型例题】1.如图,已知直线BC的解析式为y=﹣x+3,与x轴,y轴交于点B,C.抛物线y=ax2+bx+3过A(﹣1,0),B,C三点,D点为抛物线的顶点,抛物线的对称轴与x轴交于点E,连接BD,CD.(1)求二次函数及直线CD的解析式;(2)点P是线段CD上一点(不与点C,D重合),当△BCP的面积为时,求点P的坐标.(3)点F是抛物线上一点,过点F作FG⊥CD交直线CD于点G,当∠CFG=∠EDB 时,请直接写出点F的坐标.2.如图,已知二次函数y=ax2+x+b的图象经过点A(﹣3,0)和点B(0,4),∠BAO 的平分线分别交抛物线和y轴于点C,D.点P为抛物线上一动点,过点P作x轴的垂线交直线AC于点E,连接PC.(1)求二次函数的解析式;(2)当以点P,C,E为顶点的三角形与△ADO相似时,求点P的坐标;(3)设点F为直线AC上一点,若∠BFD=∠ABO,请直接写出点F的坐标.3.如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=x﹣2的图象分别交x、y轴于点A、B,抛物线y=x2+bx+c经过点A、B,点P为第四象限内抛物线上的一个动点.(1)求此抛物线对应的函数表达式;(2)如图1所示,过点P作PM∥y轴,分别交直线AB、x轴于点C、D,若以点P、B、C为顶点的三角形与以点A、C、D为顶点的三角形相似,求点P的坐标;(3)如图2所示,过点P作PQ⊥AB于点Q,连接PB,当△PBQ中有某个角的度数等于∠OAB度数的2倍时,请直接写出点P的横坐标.4.如图,在平面直角坐标系中,直线y=x+2与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=﹣x2+bx+c经过AB两点,与x轴的另一个交点为C.(1)直接写出点A和点B的坐标.(2)求抛物线的解析式.(3)D为直线AB上方抛物线上一动点.①连接DO交AB于点E,若DE:OE=3:4,求点D的坐标;②是否存在点D,使得∠DBA的度数恰好是∠BAC的2倍?如果存在,直接写出点D的坐标;如果不存在,请说明理由.5.如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线y=ax2+bx+4(a≠0)经过点A(﹣8,0)、B(2,0),与y轴交于点C,点D是AB中点,连接CD.点P是抛物线上一点.(1)求a、b的值;(2)若S△CDP=S△CDO,求点P的横坐标;(3)过点P作直线CD的垂线,垂足为E,若∠CPE=∠CDO,求点P的横坐标.。
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二次函数压轴题——角的存在性一.解答题(共5小题)例1.(2013•河南)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与直线y=x+2交于C、D两点,其中点C在y轴上,点D的坐标为(3,).点P是y轴右侧的抛物线上一动点,过点P作PE⊥x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O、C、P、F为顶点的四边形是平行四边形?请说明理由.(3)若存在点P,使∠PCF=45°,请直接写出相应的点P的坐标.例2.(2012•惠山区校级模拟)如图,抛物线y=ax2+bx﹣3a经过A(﹣1,0)、C(0,﹣3)两点,与x轴交于另一点B.(1)求此抛物线的解析式;(2)已知点D(m,﹣m﹣1)在第四象限的抛物线上,求点D关于直线BC对称的点D'的坐标.(3)在(2)的条件下,连接BD,问在x轴上是否存在点P,使∠PCB=∠CBD?若存在,请求出P点的坐标;若不存在,请说明理由.例3.(2014•湖州)如图,已知在平面直角坐标系xOy中,O是坐标原点,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作CA∥x轴交抛物线于点A,在AC延长线上取点B,使BC=AC,连接OA,OB,BD和AD.(1)若点A的坐标是(﹣4,4).①求b,c的值;②试判断四边形AOBD的形状,并说明理由;(2)是否存在这样的点A,使得四边形AOBD是矩形?若存在,请直接写出一个符合条件的点A的坐标;若不存在,请说明理由.练习1.(2013•十堰)已知抛物线y=x2﹣2x+c与x轴交于A.B两点,与y轴交于C点,抛物线的顶点为D点,点A的坐标为(﹣1,0).(1)求D点的坐标;(2)如图1,连接AC,BD并延长交于点E,求∠E的度数;(3)如图2,已知点P(﹣4,0),点Q在x轴下方的抛物线上,直线PQ交线段AC于点M,当∠PMA=∠E时,求点Q的坐标.2.(2012•合川区模拟)如图,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与x轴交于点B(﹣3,0),与y轴交于点C(0,﹣3).(1)求直线BC及二次函数的解析式;(2)设抛物线的顶点为D,与x轴的另一个交点为A.点P在抛物线的对称轴上,且∠APD=∠ACB,求点P的坐标;(3)连接CD,求∠OCA与∠OCD两角和的度数.2015年05月13日1873957725的初中数学组卷参考答案与试题解析一.解答题(共5小题)1.(2013•河南)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与直线y=x+2交于C、D两点,其中点C在y轴上,点D的坐标为(3,).点P是y轴右侧的抛物线上一动点,过点P作PE⊥x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O、C、P、F为顶点的四边形是平行四边形?请说明理由.(3)若存在点P,使∠PCF=45°,请直接写出相应的点P的坐标.考点:二次函数综合题.专题:压轴题.分析:(1)首先求出点C的坐标,然后利用待定系数法求出抛物线的解析式;(2)本问采用数形结合的数学思想求解.将直线y=x+2沿y轴向上或向下平移2个单位之后得到的直线,与抛物线y轴右侧的交点,即为所求之交点.由答图1可以直观地看出,这样的交点有3个.联立解析式解方程组,即可求出m的值;(3)本问符合条件的点P有2个,如答图2所示,注意不要漏解.在求点P坐标的时候,需要充分挖掘已知条件,构造直角三角形或相似三角形,解方程求出点P的坐标.解答:解:(1)在直线解析式y=x+2中,令x=0,得y=2,∴C(0,2).∵点C(0,2)、D(3,)在抛物线y=﹣x2+bx+c上,∴,解得b=,c=2,∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+x+2.(2)∵PF∥OC,且以O、C、P、F为顶点的四边形是平行四边形,∴PF=OC=2,∴将直线y=x+2沿y轴向上、下平移2个单位之后得到的直线,与抛物线y轴右侧的交点,即为所求之交点.由答图1可以直观地看出,这样的交点有3个.将直线y=x+2沿y轴向上平移2个单位,得到直线y=x+4,联立,解得x1=1,x2=2,∴m1=1,m2=2;将直线y=x+2沿y轴向下平移2个单位,得到直线y=x,联立,解得x3=,x4=(在y轴左侧,不合题意,舍去),∴m3=.∴当m为值为1,2或时,以O、C、P、F为顶点的四边形是平行四边形.(3)存在.理由:设点P的横坐标为m,则P(m,﹣m2+m+2),F(m,m+2).如答图2所示,过点C作CM⊥PE于点M,则CM=m,EM=2,∴FM=y F﹣EM=m,∴tan∠CFM=2.在Rt△CFM中,由勾股定理得:CF=m.过点P作PN⊥CD于点N,则PN=FN•tan∠PFN=FN•tan∠CFM=2FN.∵∠PCF=45°,∴PN=CN,而PN=2FN,∴FN=CF=m,PN=2FN=m,在Rt△PFN中,由勾股定理得:PF==m.∵PF=y P﹣y F=(﹣m2+m+2)﹣(m+2)=﹣m2+3m,∴﹣m2+3m=m,整理得:m2﹣m=0,解得m=0(舍去)或m=,∴P(,);同理求得,另一点为P(,).∴符合条件的点P的坐标为(,)或(,).点评:本题是二次函数综合题型,考查了二次函数的图象与性质、一次函数的图象与性质、解方程(方程组)、平行四边形、相似三角形(或三角函数)、勾股定理等重要知识点.第(2)问采用数形结合思想求解,直观形象且易于理解;第(3)问中,符合条件的点P有两个,注意不要漏解.2.(2012•惠山区校级模拟)如图,抛物线y=ax2+bx﹣3a经过A(﹣1,0)、C(0,﹣3)两点,与x轴交于另一点B.(1)求此抛物线的解析式;(2)已知点D(m,﹣m﹣1)在第四象限的抛物线上,求点D关于直线BC对称的点D'的坐标.(3)在(2)的条件下,连接BD,问在x轴上是否存在点P,使∠PCB=∠CBD?若存在,请求出P点的坐标;若不存在,请说明理由.考点:二次函数综合题.分析:(1)将A(﹣1,0)、C(0,﹣3)两点坐标代入抛物线y=ax2+bx﹣3a中,列方程组求a、b的值即可;(2)将点D(m,﹣m﹣1)代入(1)中的抛物线解析式,求m的值,再根据对称性求点D关于直线BC对称的点D'的坐标;(3)当∠PCB=∠CBD时,可知CP∥BD,根据三角形的全等关系确定P点坐标.解答:解:(1)将A(﹣1,0)、C(0,﹣3)代入抛物线y=ax2+bx﹣3a中,得,解得,∴y=x2﹣2x﹣3;(2)将点D(m,﹣m﹣1)代入y=x2﹣2x﹣3中,得m2﹣2m﹣3=﹣m﹣1,解得m=2或﹣1,∵点D(m,﹣m﹣1)在第四象限,∴D(2,﹣3),∵直线BC解析式为y=x﹣3,∴∠BCD=∠BCO=45°,CD′=CD=2,OD′=3﹣2=1,∴点D关于直线BC对称的点D'(0,﹣1);(3)存在.过D点作DE⊥x轴,垂足为E,交直线BC于F点(如图),∵∠PCB=∠CBD,∴CP∥BD,又∵CD∥x轴,四边形PCDB为平行四边形,∴△OCP≌△EDB,∴OP=BE=1,设CP与BD相交于M点(m,3m﹣9),易求BD解析式为:y=3x﹣9,由BM=CM,得到关于m的方程,解方程后,得m=;于是,M点坐标为:M(,﹣);于是CM解析式为:y=x﹣3,令CM方程中,y=0,则x=9,所以,P点坐标为:P(9,0),∴P(1,0),或(9,0).点评:本题考查了二次函数的综合运用.关键是由已知条件求抛物线解析式,根据抛物线的对称性,直线BC的特殊性求点的坐标.3.(2014•湖州)如图,已知在平面直角坐标系xOy中,O是坐标原点,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作CA∥x轴交抛物线于点A,在AC延长线上取点B,使BC=AC,连接OA,OB,BD和AD.(1)若点A的坐标是(﹣4,4).①求b,c的值;②试判断四边形AOBD的形状,并说明理由;(2)是否存在这样的点A,使得四边形AOBD是矩形?若存在,请直接写出一个符合条件的点A的坐标;若不存在,请说明理由.考点:二次函数综合题.专题:几何综合题;压轴题.分析:(1)①将抛物线上的点的坐标代入抛物线即可求出b、c的值;②求证AD=BO和AD∥BO即可判定四边形为平行四边形;(2)根据矩形的各角为90°可以求得△ABO∽△OBC即=,再根据勾股定理可得OC=BC,AC=OC,可求得横坐标为±c,纵坐标为c.解答:解:(1)①∵AC∥x轴,A点坐标为(﹣4,4).∴点C的坐标是(0,4)把A、C两点的坐标代入y=﹣x2+bx+c得,,解得;②四边形AOBD是平行四边形;理由如下:由①得抛物线的解析式为y=﹣x2﹣4x+4,∴顶点D的坐标为(﹣2,8),过D点作DE⊥AB于点E,则DE=OC=4,AE=2,∵AC=4,∴BC=AC=2,∴AE=BC.∵AC∥x轴,∴∠AED=∠BCO=90°,∴△AED≌△BCO,∴AD=BO.∠DAE=∠OBC,∴AD∥BO,∴四边形AOBD是平行四边形.(2)存在,点A的坐标可以是(﹣2,2)或(2,2)要使四边形AOBD是矩形;则需∠AOB=∠BCO=90°,∵∠ABO=∠OBC,∴△ABO∽△OBC,∴=,又∵AB=AC+BC=3BC,∴OB=BC,∴在Rt△OBC中,根据勾股定理可得:OC=BC,AC=OC,∵C点是抛物线与y轴交点,∴OC=c,∴A点坐标为(﹣c,c),∴顶点横坐标=c,b=c,∵将A点代入可得c=﹣(﹣c)2+c•c+c,∴横坐标为±c,纵坐标为c即可,令c=2,∴A点坐标可以为(2,2)或者(﹣2,2).点评:本题主要考查了二次函数对称轴顶点坐标的公式,以及函数与坐标轴交点坐标的求解方法.4.(2013•十堰)已知抛物线y=x2﹣2x+c与x轴交于A.B两点,与y轴交于C点,抛物线的顶点为D点,点A的坐标为(﹣1,0).(1)求D点的坐标;(2)如图1,连接AC,BD并延长交于点E,求∠E的度数;(3)如图2,已知点P(﹣4,0),点Q在x轴下方的抛物线上,直线PQ交线段AC于点M,当∠PMA=∠E时,求点Q的坐标.考点:二次函数综合题.专题:压轴题.分析:(1)将点A的坐标代入到抛物线的解析式求得c值,然后配方后即可确定顶点D的坐标;(2)连接CD、CB,过点D作DF⊥y轴于点F,首先求得点C的坐标,然后证得△DCB∽△AOC得到∠CBD=∠OCA,根据∠ACB=∠CBD+∠E=∠OCA+∠OCB,得到∠E=∠OCB=45°;(3)设直线PQ交y轴于N点,交BD于H点,作DG⊥x轴于G点,得到△DGB∽△PON后利用相似三角形的性质求得ON的长,从而求得点N的坐标,进而求得直线PQ的解析式,设Q(m,n),根据点Q在y=x2﹣2x﹣3上,得到﹣m﹣2=m2﹣2m﹣3,求得m、n的值后即可求得点Q的坐标.解答:解:(1)把x=﹣1,y=0代入y=x2﹣2x+c得:1+2+c=0∴c=﹣3∴y=x2﹣2x﹣3=y=(x﹣1)2﹣4∴顶点坐标为(1,﹣4);(2)如图1,连接CD、CB,过点D作DF⊥y轴于点F,由x2﹣2x﹣3=0得x=﹣1或x=3∴B(3,0)当x=0时,y=x2﹣2x﹣3=﹣3∴C(0,﹣3)∴OB=OC=3∵∠BOC=90°,∴∠OCB=45°,BC=3又∵DF=CF=1,∠CFD=90°,∴∠FCD=45°,CD=,∴∠BCD=180°﹣∠OCB﹣∠FCD=90°.∴∠BCD=∠COA又∵∴△DCB∽△AOC,∴∠CBD=∠OCA又∵∠ACB=∠CBD+∠E=∠OCA+∠OCB∴∠E=∠OCB=45°,(3)如图2,设直线PQ交y轴于N点,交BD于H点,作DG⊥x轴于G点∵∠PMA=45°,∴∠EMH=45°,∴∠MHE=90°,∴∠PHB=90°,∴∠DBG+∠OPN=90°又∴∠ONP+∠OPN=90°,∴∠DBG=∠ONP∴∠DGB=∠PON=90°,∴△DGB∽△PON∴=,即:=∴ON=2,∴N(0,﹣2)设直线PQ的解析式为y=kx+b则解得:∴y=﹣x﹣2设Q(m,n)且n<0,∴n=﹣m﹣2又∵Q(m,n)在y=x2﹣2x﹣3上,∴n=m2﹣2m﹣3∴﹣m﹣2=m2﹣2m﹣3解得:m=2或m=﹣∴n=﹣3或n=﹣∴点Q的坐标为(2,﹣3)或(﹣,﹣).点评:本题考查了二次函数的综合知识,难度较大,题目中渗透了许多的知识点,特别是二次函数与相似三角形的结合,更是一个难点,同时也是中考中的常考题型之一.5.(2012•合川区模拟)如图,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与x轴交于点B(﹣3,0),与y轴交于点C(0,﹣3).(1)求直线BC及二次函数的解析式;(2)设抛物线的顶点为D,与x轴的另一个交点为A.点P在抛物线的对称轴上,且∠APD=∠ACB,求点P的坐标;(3)连接CD,求∠OCA与∠OCD两角和的度数.考点:二次函数综合题.专题:代数几何综合题.分析:(1)根据待定系数法求直线BC的解析式即可;把点B、C的坐标代入二次函数,利用待定系数法求函数解析式解答;(2)根据抛物线解析式求出顶点D的坐标,再根据二次函数的对称性求出点A的坐标,连接AD,然后求出∠ADP=∠ABC=45°,然后证明△ADP和△ABC相似,根据相似三角形对应边成比例列出比例式求出PD的长度,从而得解;(3)连接BD,利用勾股定理求出BD、BC的长度,再求出∠CBD=90°,然后根据∠BCD与∠ACO的正切值相等可得∠BCD=∠ACO,从而得到∠OCA与∠OCD的和等于∠BCO,是45°.解答:解:(1)设直线BC的解析式为y=kx+m,∵点B(﹣3,0),点C(0,﹣3),∴,解得,所以,直线BC的解析式为y=﹣x﹣3,∵二次函数y=﹣x2+bx+c的图象经过点B(﹣3,0),点C(0,﹣3),∴,解得,∴二次函数的解析式为y=﹣x2﹣4x﹣3;(2)∵y=﹣x2﹣4x﹣3=﹣(x+2)2+1,∴抛物线的顶点D(﹣2,1),对称轴为x=﹣2,∵A、B关于对称轴对称,点B(﹣3,0),∴点A的坐标为(﹣1,0),AB=﹣1﹣(﹣3)=﹣1+3=2,BC==3,连接AD,则AD==,tan∠ADP==1,∴∠ADP=45°,又∵B(﹣3,0),C(0,﹣3),∴△OBC是等腰直角三角形,∴∠ABC=45°,∴∠ADP=∠ABC=45°,又∵∠APD=∠ACB,∴△ADP∽△ABC,∴=,即=,解得DP=3,点P到x轴的距离为3﹣1=2,点P的坐标为(﹣2,﹣2);(3)连接BD,∵B(﹣3,0),D(﹣2,1),∴tan∠DBA==1,∴∠DBA=45°,根据勾股定理,BD==,又∵∠ABC=45°,∴∠DBC=45°×2=90°,∴tan∠BCD===,又∵tan∠OCA==,∴∠BCD=∠OCA,∴∠OCA+∠OCD=∠BCD+∠OCD=∠OCB,∵B(﹣3,0),C(0,﹣3),∴△OAC是等腰直角三角形,∴∠OCB=45°,即∠OCA与∠OCD两角和是45°.点评:本题是对二次函数的综合考查,主要利用了待定系数法求函数解析式,二次函数的对称性,解直角三角形,勾股定理,以及相似三角形的判定与性质,利用数据的特殊性求出等腰直角三角形得到45°角,然后找出相等的角是解题的关键.。