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中考数学冲刺复习资料:二次函数压轴题
面积类
1.如图,已知抛物线经过点 A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3)三点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)点 M 是线段 BC 上的点(不与 B,C 重合),过 M 作 MN∥y 轴交抛物线于 N,若点 M
的横坐标为 m,请用 m 的代数式表示 MN 的长.
(3)在(2)的条件下,连接 NB、NC,是否存在 m,使△BNC 的面积最大?若存在,求
m 的值;若不存在,说明理由.
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专题:压轴题;数形结合.
分析:
(1)已知了抛物线上的三个点的坐标,直接利用待定系数法即可求出抛物线的解析式.
(2)先利用待定系数法求出直线 BC 的解析式,已知点 M 的横坐标,代入直线 BC、抛物
线的解析式中,可得到 M、N 点的坐标,N、M 纵坐标的差的绝对值即为 MN 的长.
(3)设 MN 交 x 轴于 D,那么△BNC 的面积可表示为:S△BNC=S△MNC+S△MNB=MN
(OD+DB)=MN•OB,MN 的表达式在(2)中已求得,OB 的长易知,由此列出关于 S△
BNC、m 的函数关系式,根据函数的性质即可判断出△BNC 是否具有最大值.
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解答:
解:(1)设抛物线的解析式为:y=a(x+1)(x﹣3),则:
a(0+1)(0﹣3)=3,a=﹣1;
∴抛物线的解析式:y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣x2+2x+3.
(2)设直线 BC 的解析式为:y=kx+b,则有:
,
解得 ;
故直线 BC 的解析式:y=﹣x+3.
已知点 M 的横坐标为 m,MN∥y,则 M(m,﹣m+3)、N(m,﹣m2+2m+3);
∴故 MN=﹣m2+2m+3﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m(0<m<3).
(3)如图;
∵S△BNC=S△MNC+S△MNB=MN(OD+DB)=MN•OB,
∴S△BNC=(﹣m2+3m)•3=﹣(m﹣)2+ (0<m<3);
∴当 m=时,△BNC 的面积最大,最大值为 .
2.如图,抛物线 的图象与 x 轴交于 A、B 两点,与 y 轴交于 C
点,已知 B 点坐标为(4,0).
(1)求抛物线的解析式;
(2)试探究△ABC 的外接圆的圆心位置,并求出圆心坐标;
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(3)若点 M 是线段 BC 下方的抛物线上一点,求△MBC 的面积的最大值,并求出此时 M
点的坐标.
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专题:压轴题;转化思想.
分析:(1)该函数解析式只有一个待定系数,只需将 B 点坐标代入解析式中即可.
(2)首先根据抛物线的解析式确定 A 点坐标,然后通过证明△ABC 是直角三角形来推导出
直径 AB 和圆心的位置,由此确定圆心坐标.
(3)△MBC 的面积可由 S△MBC=BC×h 表示,若要它的面积最大,需要使 h 取最大值,即
点 M 到直线 BC 的距离最大,若设一条平行于 BC 的直线,那么当该直线与抛物线有且只
有一个交点时,该交点就是点 M.
解答:
解:(1)将 B(4,0)代入抛物线的解析式中,得:
0=16a﹣×4﹣2,即:a=;
∴抛物线的解析式为:y=x2﹣x﹣2.
(2)由(1)的函数解析式可求得:A(﹣1,0)、C(0,﹣2);
∴OA=1,OC=2,OB=4,
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即:OC2=OA•OB,又:OC⊥AB,
∴△OAC∽△OCB,得:∠OCA=∠OBC;
∴∠ACB=∠OCA+∠OCB=∠OBC+∠OCB=90°,
∴△ABC 为直角三角形,AB 为△ABC 外接圆的直径;
所以该外接圆的圆心为 AB 的中点,且坐标为:(,0).
(3)已求得:B(4,0)、C(0,﹣2),可得直线 BC 的解析式为:y=x﹣2;
设直线 l∥BC,则该直线的解析式可表示为:y=x+b,当直线 l 与抛物线只有一个交点时,
可列方程:
x+b=x2﹣x﹣2,即: x2﹣2x﹣2﹣b=0,且△=0;
∴4﹣4×(﹣2﹣b)=0,即 b=﹣4;
∴直线 l:y=x﹣4.
所以点 M 即直线 l 和抛物线的唯一交点,有:
,解得: 即 M(2,﹣3).
过 M 点作 MN⊥x 轴于 N,
S△BMC=S 梯形 OCMN+S△MNB﹣S△OCB=×2×(2+3)+×2×3﹣×2×4=4.
平行四边形类
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3.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.
考点:二次函数综合题;解一元二次方程-因式分解法;待定系数法求一次函数解析式;待
定系数法求二次函数解析式;三角形的面积;平行四边形的判定.菁优网版权所有
专题:压轴题;存在型.
分析:
(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=﹣ =时,PM 最长为 =,再利用三角形的面积公式利用 S△
ABM=S△BPM+S△APM 计算即可;
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(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.
解答:
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 ,
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=﹣ =时,二次函数的最大值,即 PM 最长值为 =,
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,所以不可能有 PM=3.
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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 .
4.如图,在平面直角坐标系中放置一直角三角板,其顶点为 A(0,1),B(2,0),O
(0,0),将此三角板绕原点 O 逆时针旋转 90°,得到△A′B′O.
(1)一抛物线经过点 A′、B′、B,求该抛物线的解析式;
(2)设点 P 是在第一象限内抛物线上的一动点,是否存在点 P,使四边形 PB′A′B 的面积
是△A′B′O 面积 4 倍?若存在,请求出 P 的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)在(2)的条件下,试指出四边形 PB′A′B 是哪种形状的四边形?并写出四边形 PB′A′B
的两条性质.
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专题:压轴题.
分析:
(1)利用旋转的性质得出 A′(﹣1,0),B′(0,2),再利用待定系数法求二次函数解析式
即可;
(2)利用 S 四边形 PB′A′B=S△B′OA′+S△PB′O+S△POB,再假设四边形 PB′A′B 的面积是△A′B′O 面积
的 4 倍,得出一元二次方程,得出 P 点坐标即可;
(3)利用 P 点坐标以及 B 点坐标即可得出四边形 PB′A′B 为等腰梯形,利用等腰梯形性质
得出答案即可.
解答:
解:(1)△A′B′O 是由△ABO 绕原点 O 逆时针旋转 90°得到的,
又 A(0,1),B(2,0),O(0,0),
∴A′(﹣1,0),B′(0,2).
方法一:
设抛物线的解析式为:y=ax2+bx+c(a≠0),
∵抛物线经过点 A′、B′、B,
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∴ ,解得: ,∴满足条件的抛物线的解析式为 y=﹣x2+x+2.
方法二:∵A′(﹣1,0),B′(0,2),B(2,0),
设抛物线的解析式为:y=a(x+1)(x﹣2)
将 B′(0,2)代入得出:2=a(0+1)(0﹣2),
解得:a=﹣1,
故满足条件的抛物线的解析式为 y=﹣(x+1)(x﹣2)=﹣x2+x+2;
(2)∵P 为第一象限内抛物线上的一动点,
设 P(x,y),则 x>0,y>0,P 点坐标满足 y=﹣x2+x+2.
连接 PB,PO,PB′,
∴S 四边形 PB′A′B=S△B′OA′+S△PB′O+S△POB,
=×1×2+×2×x+×2×y,
=x+(﹣x2+x+2)+1,
=﹣x2+2x+3.
∵A′O=1,B′O=2,∴△A′B′O 面积为:×1×2=1,
假设四边形 PB′A′B 的面积是△A′B′O 面积的 4 倍,则
4=﹣x2+2x+3,
即 x2﹣2x+1=0,
解得:x1=x2=1,
此时 y=﹣12+1+2=2,即 P(1,2).
∴存在点 P(1,2),使四边形 PB′A′B 的面积是△A′B′O 面积的 4 倍.
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(3)四边形 PB′A′B 为等腰梯形,答案不唯一,下面性质中的任意 2 个均可.
①等腰梯形同一底上的两个内角相等;②等腰梯形对角线相等;
③等腰梯形上底与下底平行;④等腰梯形两腰相等.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(10 分)
或用符号表示:
①∠B′A′B=∠PBA′或∠A′B′P=∠BPB′;②PA′=B′B;③B′P∥A′B;④B′A′=PB.﹣﹣﹣﹣﹣﹣
﹣﹣﹣﹣(10 分)
5.如图,抛物线 y=x2﹣2x+c 的顶点 A 在直线 l:y=x﹣5 上.
(1)求抛物线顶点 A 的坐标;
(2)设抛物线与 y 轴交于点 B,与 x 轴交于点 C、D(C 点在 D 点的左侧),试判断△ABD
的形状;
(3)在直线 l 上是否存在一点 P,使以点 P、A、B、D 为顶点的四边形是平行四边形?若
存在,求点 P 的坐标;若不存在,请说明理由.
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专题:压轴题;分类讨论.
分析:
(1)先根据抛物线的解析式得出其对称轴,由此得到顶点 A 的横坐标,然后代入直线 l 的
解析式中即可求出点 A 的坐标.
(2)由 A 点坐标可确定抛物线的解析式,进而可得到点 B 的坐标.则 AB、AD、BD 三边
的长可得,然后根据边长确定三角形的形状.
(3)若以点 P、A、B、D 为顶点的四边形是平行四边形,应分①AB 为对角线、②AD 为
对角线两种情况讨论,即①AD PB、②AB PD,然后结合勾股定理以及边长的等量关系
列方程求出 P 点的坐标.
解答:
解:(1)∵顶点 A 的横坐标为 x=﹣ =1,且顶点 A 在 y=x﹣5 上,
∴当 x=1 时,y=1﹣5=﹣4,
∴A(1,﹣4).
(2)△ABD 是直角三角形.
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将 A(1,﹣4)代入 y=x2﹣2x+c,可得,1﹣2+c=﹣4,∴c=﹣3,
∴y=x2﹣2x﹣3,∴B(0,﹣3)
当 y=0 时,x2﹣2x﹣3=0,x1=﹣1,x2=3
∴C(﹣1,0),D(3,0),
BD2=OB2+OD2=18,AB2=(4﹣3)2+12=2,AD2=(3﹣1)2+42=20,
BD2+AB2=AD2,
∴∠ABD=90°,即△ABD 是直角三角形.
(3)存在.
由题意知:直线 y=x﹣5 交 y 轴于点 E(0,﹣5),交 x 轴于点 F(5,0)
∴OE=OF=5,
又∵OB=OD=3
∴△OEF 与△OBD 都是等腰直角三角形
∴BD∥l,即 PA∥BD
则构成平行四边形只能是 PADB 或 PABD,如图,
过点 P 作 y 轴的垂线,过点 A 作 x 轴的垂线交过 P 且平行于 x 轴的直线于点 G.
设 P(x1,x1﹣5),则 G(1,x1﹣5)
则 PG=|1﹣x1|,AG=|5﹣x1﹣4|=|1﹣x1|
PA=BD=3
由勾股定理得:
(1﹣x1)2+(1﹣x1)2=18,x12﹣2x1﹣8=0,x1=﹣2 或 4
∴P(﹣2,﹣7)或 P(4,﹣1),
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存在点 P(﹣2,﹣7)或 P(4,﹣1)使以点 A、B、D、P 为顶点的四边形是平行四边
形.
周长类
6.如图,Rt△ABO 的两直角边 OA、OB 分别在 x 轴的负半轴和 y 轴的正半轴上,O 为坐
标原点,A、B 两点的坐标分别为(﹣3,0)、(0,4),抛物线 y=x2+bx+c 经过点 B,且
顶点在直线 x=上.
(1)求抛物线对应的函数关系式;
(2)若把△ABO 沿 x 轴向右平移得到△DCE,点 A、B、O 的对应点分别是 D、C、E,当四
边形 ABCD 是菱形时,试判断点 C 和点 D 是否在该抛物线上,并说明理由;
(3)在(2)的条件下,连接 BD,已知对称轴上存在一点 P 使得△PBD 的周长最小,求出
P 点的坐标;
(4)在(2)、(3)的条件下,若点 M 是线段 OB 上的一个动点(点 M 与点 O、B 不重
合),过点 M 作∥BD 交 x 轴于点 N,连接 PM、PN,设 OM 的长为 t,△PMN 的面积为
S,求 S 和 t 的函数关系式,并写出自变量 t 的取值范围,S 是否存在最大值?若存在,求
出最大值和此时 M 点的坐标;若不存在,说明理由.
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专题:压轴题.
分析:(1)根据抛物线 y= 经过点 B(0,4),以及顶点在直线 x=上,得出 b,
c 即可;
(2)根据菱形的性质得出 C、D 两点的坐标分别是(5,4)、(2,0),利用图象上点的性
质得出 x=5 或 2 时,y 的值即可.
(3)首先设直线 CD 对应的函数关系式为 y=kx+b,求出解析式,当 x=时,求出 y 即可;
(4)利用 MN∥BD,得出△OMN∽△OBD,进而得出 ,得到 ON= ,进而表示出△
PMN 的面积,利用二次函数最值求出即可.
解答:
解:(1)∵抛物线 y= 经过点 B(0,4)∴c=4,
∵顶点在直线 x=上,∴﹣ =﹣ =,∴b=﹣ ;
∴所求函数关系式为 ;
(2)在 Rt△ABO 中,OA=3,OB=4,∴AB= ,
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∵四边形 ABCD 是菱形,∴BC=CD=DA=AB=5,
∴C、D 两点的坐标分别是(5,4)、(2,0),
当 x=5 时,y= ,
当 x=2 时,y= ,
∴点 C 和点 D 都在所求抛物线上;
(3)设 CD 与对称轴交于点 P,则 P 为所求的点,
设直线 CD 对应的函数关系式为 y=kx+b,
则 ,解得: ,∴ ,
当 x=时,y= ,∴P( ),
(4)∵MN∥BD,
∴△OMN∽△OBD,
∴ 即 得 ON= ,
设对称轴交 x 于点 F,
则 (PF+OM)•OF=(+t)× ,
∵ ,
S△PNF=×NF•PF=×(﹣t)×= ,
S= (﹣ ),
=﹣ (0<t<4),
a=﹣<0∴抛物线开口向下,S 存在最大值.
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由 S△PMN=﹣t2+ t=﹣(t﹣ )2+ ,
∴当 t= 时,S 取最大值是 ,此时,点 M 的坐标为(0, ).
等腰三角形类
7.如图,点 A 在 x 轴上,OA=4,将线段 OA 绕点 O 顺时针旋转 120°至 OB 的位置.
(1)求点 B 的坐标;
(2)求经过点 A、O、B 的抛物线的解析式;
(3)在此抛物线的对称轴上,是否存在点 P,使得以点 P、O、B 为顶点的三角形是等腰三
角形?若存在,求点 P 的坐标;若不存在,说明理由.
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(1)首先根据 OA 的旋转条件确定 B 点位置,然后过 B 做 x 轴的垂线,通过构建直角三角
形和 OB 的长(即 OA 长)确定 B 点的坐标.
(2)已知 O、A、B 三点坐标,利用待定系数法求出抛物线的解析式.
(3)根据(2)的抛物线解析式,可得到抛物线的对称轴,然后先设出 P 点的坐标,而 O、
B 坐标已知,可先表示出△OPB 三边的边长表达式,然后分①OP=OB、②OP=BP、③OB=BP
三种情况分类讨论,然后分辨是否存在符合条件的 P 点.
解答:
解:(1)如图,过 B 点作 BC⊥x 轴,垂足为 C,则∠BCO=90°,
∵∠AOB=120°,∴∠BOC=60°,
又∵OA=OB=4,∴OC=OB=×4=2,BC=OB•sin60°=4× =2 ,
∴点 B 的坐标为(﹣2,﹣2 );
(2)∵抛物线过原点 O 和点 A、B,∴可设抛物线解析式为 y=ax2+bx,
将 A(4,0),B(﹣2.﹣2 )代入,得
,解得 ,∴此抛物线的解析式为 y=﹣ x2+ x
(3)存在,
如图,抛物线的对称轴是直线 x=2,直线 x=2 与 x 轴的交点为 D,设点 P 的坐标为(2,
y),
①若 OB=OP,
则 22+|y|2=42,解得 y=±2 ,
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当 y=2 时,在 Rt△POD 中,∠PDO=90°,sin∠POD= = ,
∴∠POD=60°,
∴∠POB=∠POD+∠AOB=60°+120°=180°,
即 P、O、B 三点在同一直线上,
∴y=2 不符合题意,舍去,
∴点 P 的坐标为(2,﹣2 )
②若 OB=PB,则 42+|y+2 |2=42,
解得 y=﹣2 ,
故点 P 的坐标为(2,﹣2 ),
③若 OP=BP,则 22+|y|2=42+|y+2 |2,
解得 y=﹣2 ,
故点 P 的坐标为(2,﹣2 ),
综上所述,符合条件的点 P 只有一个,其坐标为(2,﹣2 ),
8.在平面直角坐标系中,现将一块等腰直角三角板 ABC 放在第二象限,斜靠在两坐标轴
上,且点 A(0,2),点 C(﹣1,0),如图所示:抛物线 y=ax2+ax﹣2 经过点 B.
(1)求点 B 的坐标;
(2)求抛物线的解析式;
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(3)在抛物线上是否还存在点 P(点 B 除外),使△ACP 仍然是以 AC 为直角边的等腰直角
三角形?若存在,求所有点 P 的坐标;若不存在,请说明理由.
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分析:
(1)根据题意,过点 B 作 BD⊥x 轴,垂足为 D;根据角的互余的关系,易得 B 到 x、y 轴
的距离,即 B 的坐标;
(2)根据抛物线过 B 点的坐标,可得 a 的值,进而可得其解析式;
(3)首先假设存在,分 A、C 是直角顶点两种情况讨论,根据全等三角形的性质,可得答
案.
解答:
解:(1)过点 B 作 BD⊥x 轴,垂足为 D,
∵∠BCD+∠ACO=90°,∠ACO+∠CAO=90°,
∴∠BCD=∠CAO,(1 分)
又∵∠BDC=∠COA=90°,CB=AC,
∴△BCD≌△CAO,(2 分)
∴BD=OC=1,CD=OA=2,(3 分)
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∴点 B 的坐标为(﹣3,1);(4 分)
(2)抛物线 y=ax2+ax﹣2 经过点 B(﹣3,1),
则得到 1=9a﹣3a﹣2,(5 分)
解得 a=,
所以抛物线的解析式为 y=x2+x﹣2;(7 分)
(3)假设存在点 P,使得△ACP 仍然是以 AC 为直角边的等腰直角三角形:
①若以点 C 为直角顶点;
则延长 BC 至点 P1,使得 P1C=BC,得到等腰直角三角形△ACP1,(8 分)
过点 P1 作 P1M⊥x 轴,
∵CP1=BC,∠MCP1=∠BCD,∠P1MC=∠BDC=90°,
∴△MP1C≌△DBC.(10 分)
∴CM=CD=2,P1M=BD=1,可求得点 P1(1,﹣1);(11 分)
②若以点 A 为直角顶点;
则过点 A 作 AP2⊥CA,且使得 AP2=AC,得到等腰直角三角形△ACP2,(12 分)
过点 P2 作 P2N⊥y 轴,同理可证△AP2N≌△CAO,(13 分)
∴NP2=OA=2,AN=OC=1,可求得点 P2(2,1),(14 分)
经检验,点 P1(1,﹣1)与点 P2(2,1)都在抛物线 y=x2+x﹣2 上.(16 分)
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9.在平面直角坐标系中,现将一块等腰直角三角板放在第一象限,斜靠在两坐标轴上,且
点 A(0,2),点 C(1,0),如图所示,抛物线 y=ax2﹣ax﹣2 经过点 B.
(1)求点 B 的坐标;
(2)求抛物线的解析式;
(3)在抛物线上是否还存在点 P(点 B 除外),使△ACP 仍然是以 AC 为直角边的等腰直角
三角形?若存在,求所有点 P 的坐标;若不存在,请说明理由.
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专题:代数几何综合题;压轴题.
分析:
(1)首先过点 B 作 BD⊥x 轴,垂足为 D,易证得△BDC≌△COA,即可得 BD=OC=1,
CD=OA=2,则可求得点 B 的坐标;
(2)利用待定系数法即可求得二次函数的解析式;
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(3)分别从①以 AC 为直角边,点 C 为直角顶点,则延长 BC 至点 P1 使得 P1C=BC,得到
等腰直角三角形 ACP1,过点 P1 作 P1M⊥x 轴,②若以 AC 为直角边,点 A 为直角顶点,
则过点 A 作 AP2⊥CA,且使得 AP2=AC,得到等腰直角三角形 ACP2,过点 P2 作 P2N⊥y
轴,③若以 AC 为直角边,点 A 为直角顶点,则过点 A 作 AP3⊥CA,且使得 AP3=AC,得
到等腰直角三角形 ACP3,过点 P3 作 P3H⊥y 轴,去分析则可求得答案.
解答:
解:(1)过点 B 作 BD⊥x 轴,垂足为 D,
∵∠BCD+∠ACO=90°,∠AC0+∠OAC=90°,
∴∠BCD=∠CAO,
又∵∠BDC=∠COA=90°,CB=AC,
∴△BDC≌△COA,
∴BD=OC=1,CD=OA=2,
∴点 B 的坐标为(3,1);
(2)∵抛物线 y=ax2﹣ax﹣2 过点 B(3,1),
∴1=9a﹣3a﹣2,
解得:a=,
∴抛物线的解析式为 y=x2﹣x﹣2;
(3)假设存在点 P,使得△ACP 是等腰直角三角形,
①若以 AC 为直角边,点 C 为直角顶点,
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则延长 BC 至点 P1 使得 P1C=BC,得到等腰直角三角形 ACP1,过点 P1 作 P1M⊥x 轴,如
图(1),
∵CP1=BC,∠MCP1=∠BCD,∠P1MC=∠BDC=90°,
∴△MP1C≌△DBC,
∴CM=CD=2,P1M=BD=1,
∴P1(﹣1,﹣1),经检验点 P1 在抛物线 y=x2﹣x﹣2 上;
②若以 AC 为直角边,点 A 为直角顶点,则过点 A 作 AP2⊥CA,且使得 AP2=AC,
得到等腰直角三角形 ACP2,过点 P2 作 P2N⊥y 轴,如图(2),
同理可证△AP2N≌△CAO,
∴NP2=OA=2,AN=OC=1,
∴P2(﹣2,1),经检验 P2(﹣2,1)也在抛物线 y=x2﹣x﹣2 上;
③若以 AC 为直角边,点 A 为直角顶点,则过点 A 作 AP3⊥CA,且使得 AP3=AC,
得到等腰直角三角形 ACP3,过点 P3 作 P3H⊥y 轴,如图(3),
同理可证△AP3H≌△CAO,
∴HP3=OA=2,AH=OC=1,
∴P3(2,3),经检验 P3(2,3)不在抛物线 y=x2﹣x﹣2 上;
故符合条件的点有 P1(﹣1,﹣1),P2(﹣2,1)两点.
综合类
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10.如图,已知抛物线 y=x2+bx+c 的图象与 x 轴的一个交点为 B(5,0),另一个交点为
A,且与 y 轴交于点 C(0,5).
(1)求直线 BC 与抛物线的解析式;
(2)若点 M 是抛物线在 x 轴下方图象上的一动点,过点 M 作 MN∥y 轴交直线 BC 于点 N,
求 MN 的最大值;
(3)在(2)的条件下,MN 取得最大值时,若点 P 是抛物线在 x 轴下方图象上任意一点,
以 BC 为边作平行四边形 CBPQ,设平行四边形 CBPQ 的面积为 S1,△ABN 的面积为 S2,
且 S1=6S2,求点 P 的坐标.
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专题:压轴题.
分析:(1)设直线 BC 的解析式为 y=mx+n,将 B(5,0),C(0,5)两点的坐标代入,
运用待定系数法即可求出直线 BC 的解析式;同理,将 B(5,0),C(0,5)两点∑的坐标
代入 y=x2+bx+c,运用待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(2)MN 的长是直线 BC 的函数值与抛物线的函数值的差,据此可得出一个关于 MN 的长
和 M 点横坐标的函数关系式,根据函数的性质即可求出 MN 的最大值;
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(3)先求出△ABN 的面积 S2=5,则 S1=6S2=30.再设平行四边形 CBPQ 的边 BC 上的高
为 BD,根据平行四边形的面积公式得出 BD=3 ,过点 D 作直线 BC 的平行线,交抛物
线与点 P,交 x 轴于点 E,在直线 DE 上截取 PQ=BC,则四边形 CBPQ 为平行四边形.证
明△EBD 为等腰直角三角形,则 BE= BD=6,求出 E 的坐标为(﹣1,0),运用待定系数
法求出直线 PQ 的解析式为 y=﹣x﹣1,然后解方程组 ,即可求出点 P 的坐
标.
解答:
解:(1)设直线 BC 的解析式为 y=mx+n,
将 B(5,0),C(0,5)两点的坐标代入,
得 ,解得 ,所以直线 BC 的解析式为 y=﹣x+5;
将 B(5,0),C(0,5)两点的坐标代入 y=x2+bx+c,
得 ,解得 ,所以抛物线的解析式为 y=x2﹣6x+5;
(2)设 M(x,x2﹣6x+5)(1<x<5),则 N(x,﹣x+5),
∵MN=(﹣x+5)﹣(x2﹣6x+5)=﹣x2+5x=﹣(x﹣)2+ ,
∴当 x=时,MN 有最大值 ;
(3)∵MN 取得最大值时,x=2.5,
∴﹣x+5=﹣2.5+5=2.5,即 N(2.5,2.5).
解方程 x2﹣6x+5=0,得 x=1 或 5,
∴A(1,0),B(5,0),
∴AB=5﹣1=4,
∴△ABN 的面积 S2=×4×2.5=5,
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∴平行四边形 CBPQ 的面积 S1=6S2=30.
设平行四边形 CBPQ 的边 BC 上的高为 BD,则 BC⊥BD.
∵BC=5 ,
∴BC•BD=30,
∴BD=3 .
过点 D 作直线 BC 的平行线,交抛物线与点 P,交 x 轴于点 E,在直线 DE 上截取 PQ=BC,
则四边形 CBPQ 为平行四边形.
∵BC⊥BD,∠OBC=45°,
∴∠EBD=45°,
∴△EBD 为等腰直角三角形,BE= BD=6,
∵B(5,0),
∴E(﹣1,0),
设直线 PQ 的解析式为 y=﹣x+t,
将 E(﹣1,0)代入,得 1+t=0,解得 t=﹣1
∴直线 PQ 的解析式为 y=﹣x﹣1.
解方程组 ,得 , ,
∴点 P 的坐标为 P1(2,﹣3)(与点 D 重合)或 P2(3,﹣4).
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11.如图,抛物线 y=ax2+bx+c(a≠0)的图象过点 C(0,1),顶点为 Q(2,3),点 D
在 x 轴正半轴上,且 OD=OC.
(1)求直线 CD 的解析式;
(2)求抛物线的解析式;
(3)将直线 CD 绕点 C 逆时针方向旋转 45°所得直线与抛物线相交于另一点 E,求证:△
CEQ∽△CDO;
(4)在(3)的条件下,若点 P 是线段 QE 上的动点,点 F 是线段 OD 上的动点,问:在 P
点和 F 点移动过程中,△PCF 的周长是否存在最小值?若存在,求出这个最小值;若不存在,
请说明理由.
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专题:压轴题.
分析:
(1)利用待定系数法求出直线解析式;
(2)利用待定系数法求出抛物线的解析式;
(3)关键是证明△CEQ 与△CDO 均为等腰直角三角形;
(4)如答图②所示,作点 C 关于直线 QE 的对称点 C′,作点 C 关于 x 轴的对称点 C″,连
接 C′C″,交 OD 于点 F,交 QE 于点 P,则△PCF 即为符合题意的周长最小的三角形,由轴
对称的性质可知,△PCF 的周长等于线段 C′C″的长度.
利用轴对称的性质、两点之间线段最短可以证明此时△PCF 的周长最小.
如答图③所示,利用勾股定理求出线段 C′C″的长度,即△PCF 周长的最小值.
解答:
解:(1)∵C(0,1),OD=OC,∴D 点坐标为(1,0).
设直线 CD 的解析式为 y=kx+b(k≠0),
将 C(0,1),D(1,0)代入得: ,
解得:b=1,k=﹣1,
∴直线 CD 的解析式为:y=﹣x+1.
(2)设抛物线的解析式为 y=a(x﹣2)2+3,
将 C(0,1)代入得:1=a×(﹣2)2+3,解得 a= .
∴y= (x﹣2)2+3= x2+2x+1.
(3)证明:由题意可知,∠ECD=45°,
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∵OC=OD,且 OC⊥OD,∴△OCD 为等腰直角三角形,∠ODC=45°,
∴∠ECD=∠ODC,∴CE∥x 轴,则点 C、E 关于对称轴(直线 x=2)对称,
∴点 E 的坐标为(4,1).
如答图①所示,设对称轴(直线 x=2)与 CE 交于点 M,则 M(2,1),
∴ME=CM=QM=2,∴△QME 与△QMC 均为等腰直角三角形,∴∠QEC=∠QCE=45°.
又∵△OCD 为等腰直角三角形,∴∠ODC=∠OCD=45°,
∴∠QEC=∠QCE=∠ODC=∠OCD=45°,
∴△CEQ∽△CDO.
(4)存在.
如答图②所示,作点 C 关于直线 QE 的对称点 C′,作点 C 关于 x 轴的对称点 C″,连接 C′C
″,交 OD 于点 F,交 QE 于点 P,则△PCF 即为符合题意的周长最小的三角形,由轴对称的
性质可知,△PCF 的周长等于线段 C′C″的长度.
(证明如下:不妨在线段 OD 上取异于点 F 的任一点 F′,在线段 QE 上取异于点 P 的任一
点 P′,连接 F′C″,F′P′,P′C′.
由轴对称的性质可知,△P′CF′的周长=F′C″+F′P′+P′C′;
而 F′C″+F′P′+P′C′是点 C′,C″之间的折线段,
由两点之间线段最短可知:F′C″+F′P′+P′C′>C′C″,
即△P′CF′的周长大于△PCE 的周长.)
如答图③所示,连接 C′E,
∵C,C′关于直线 QE 对称,△QCE 为等腰直角三角形,
∴△QC′E 为等腰直角三角形,
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∴△CEC′为等腰直角三角形,
∴点 C′的坐标为(4,5);
∵C,C″关于 x 轴对称,∴点 C″的坐标为(0,﹣1).
过点 C′作 C′N⊥y 轴于点 N,则 NC′=4,NC″=4+1+1=6,
在 Rt△C′NC″中,由勾股定理得:C′C″= = = .
综上所述,在 P 点和 F 点移动过程中,△PCF 的周长存在最小值,最小值为 .
12.如图,抛物线与 x 轴交于 A(1,0)、B(﹣3,0)两点,与 y 轴交于点 C(0,3),
设抛物线的顶点为 D.
(1)求该抛物线的解析式与顶点 D 的坐标.
(2)试判断△BCD 的形状,并说明理由.
(3)探究坐标轴上是否存在点 P,使得以 P、A、C 为顶点的三角形与△BCD 相似?若存在,
请直接写出点 P 的坐标;若不存在,请说明理由.
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专题:压轴题.
分析:
(1)利用待定系数法即可求得函数的解析式;
(2)利用勾股定理求得△BCD 的三边的长,然后根据勾股定理的逆定理即可作出判断;
(3)分 p 在 x 轴和 y 轴两种情况讨论,舍出 P 的坐标,根据相似三角形的对应边的比相等
即可求解.
解答:
解:(1)设抛物线的解析式为 y=ax2+bx+c
由抛物线与 y 轴交于点 C(0,3),可知 c=3.即抛物线的解析式为 y=ax2+bx+3.
把点 A(1,0)、点 B(﹣3,0)代入,得 解得 a=﹣1,b=﹣2
∴抛物线的解析式为 y=﹣x2﹣2x+3.
∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4
∴顶点 D 的坐标为(﹣1,4);
(2)△BCD 是直角三角形.
理由如下:解法一:过点 D 分别作 x 轴、y 轴的垂线,垂足分别为 E、F.
∵在 Rt△BOC 中,OB=3,OC=3,
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∴BC2=OB2+OC2=18
在 Rt△CDF 中,DF=1,CF=OF﹣OC=4﹣3=1,
∴CD2=DF2+CF2=2
在 Rt△BDE 中,DE=4,BE=OB﹣OE=3﹣1=2,
∴BD2=DE2+BE2=20
∴BC2+CD2=BD2
∴△BCD 为直角三角形.
解法二:过点 D 作 DF⊥y 轴于点 F.
在 Rt△BOC 中,∵OB=3,OC=3
∴OB=OC∴∠OCB=45°
∵在 Rt△CDF 中,DF=1,CF=OF﹣OC=4﹣3=1
∴DF=CF
∴∠DCF=45°
∴∠BCD=180°﹣∠DCF﹣∠OCB=90°
∴△BCD 为直角三角形.
(3)①△BCD 的三边, = =,又 =,故当 P 是原点 O 时,△ACP∽△DBC;
②当 AC 是直角边时,若 AC 与 CD 是对应边,设 P 的坐标是(0,a),则 PC=3﹣a, =
,即 = ,解得:a=﹣9,则 P 的坐标是(0,﹣9),三角形 ACP 不是直角三角
形,则△ACP∽△CBD 不成立;
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③当 AC 是直角边,若 AC 与 BC 是对应边时,设 P 的坐标是(0,b),则 PC=3﹣b,则
= ,即 = ,解得:b=﹣,故 P 是(0,﹣)时,则△ACP∽△CBD 一定成立;
④当 P 在 x 轴上时,AC 是直角边,P 一定在 B 的左侧,设 P 的坐标是(d,0).
则 AP=1﹣d,当 AC 与 CD 是对应边时, = ,即 = ,解得:d=1﹣3 ,
此时,两个三角形不相似;
⑤当 P 在 x 轴上时,AC 是直角边,P 一定在 B 的左侧,设 P 的坐标是(e,0).
则 AP=1﹣e,当 AC 与 DC 是对应边时, = ,即 = ,解得:e=﹣9,符合条
件.
总之,符合条件的点 P 的坐标为: .
对应练习
13.如图,已知抛物线 y=ax2+bx+3 与 x 轴交于 A、B 两点,过点 A 的直线 l 与抛物线交
于点 C,其中 A 点的坐标是(1,0),C 点坐标是(4,3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)在(1)中抛物线的对称轴上是否存在点 D,使△BCD 的周长最小?若存在,求出点 D
的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)若点 E 是(1)中抛物线上的一个动点,且位于直线 AC 的下方,试求△ACE 的最大面
积及 E 点的坐标.
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分析:
(1)利用待定系数法求二次函数解析式解答即可;
(2)利用待定系数法求出直线 AC 的解析式,然后根据轴对称确定最短路线问题,直线 AC
与对称轴的交点即为所求点 D;
(3)根据直线 AC 的解析式,设出过点 E 与 AC 平行的直线,然后与抛物线解析式联立消
掉 y 得到关于 x 的一元二次方程,利用根的判别式△=0 时,△ACE 的面积最大,然后求出此
时与 AC 平行的直线,然后求出点 E 的坐标,并求出该直线与 x 轴的交点 F 的坐标,再求出
AF,再根据直线 l 与 x 轴的夹角为 45°求出两直线间的距离,再求出 AC 间的距离,然后利
用三角形的面积公式列式计算即可得解.
解答:
解:(1)∵抛物线 y=ax2+bx+3 经过点 A(1,0),点 C(4,3),
∴ ,解得 ,所以,抛物线的解析式为 y=x2﹣4x+3;
(2)∵点 A、B 关于对称轴对称,
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∴点 D 为 AC 与对称轴的交点时△BCD 的周长最小,
设直线 AC 的解析式为 y=kx+b(k≠0),
则 ,解得 ,
所以,直线 AC 的解析式为 y=x﹣1,
∵y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,
∴抛物线的对称轴为直线 x=2,
当 x=2 时,y=2﹣1=1,
∴抛物线对称轴上存在点 D(2,1),使△BCD 的周长最小;
(3)如图,设过点 E 与直线 AC 平行线的直线为 y=x+m,
联立 ,消掉 y 得,x2﹣5x+3﹣m=0,
△=(﹣5)2﹣4×1×(3﹣m)=0,
即 m=﹣ 时,点 E 到 AC 的距离最大,△ACE 的面积最大,
此时 x=,y=﹣ =﹣,
∴点 E 的坐标为(,﹣),
设过点 E 的直线与 x 轴交点为 F,则 F( ,0),
∴AF= ﹣1=,
∵直线 AC 的解析式为 y=x﹣1,
∴∠CAB=45°,
∴点 F 到 AC 的距离为× = ,
又∵AC= =3 ,
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∴△ACE 的最大面积=×3 × = ,此时 E 点坐标为(,﹣).
14.如图,已知抛物线 y=﹣x2+bx+4 与 x 轴相交于 A、B 两点,与 y 轴相交于点 C,若已
知 A 点的坐标为 A(﹣2,0).
(1)求抛物线的解析式及它的对称轴方程;
(2)求点 C 的坐标,连接 AC、BC 并求线段 BC 所在直线的解析式;
(3)试判断△AOC 与△COB 是否相似?并说明理由;
(4)在抛物线的对称轴上是否存在点 Q,使△ACQ 为等腰三角形?若存在,求出符合条件
的 Q 点坐标;若不存在,请说明理由.
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分析:(1)利用待定系数法求出抛物线解析式,利用配方法或利用公式 x= 求出对称
轴方程;
(2)在抛物线解析式中,令 x=0,可求出点 C 坐标;令 y=0,可求出点 B 坐标.再利用
待定系数法求出直线 BD 的解析式;
(3)根据 ,∠AOC=∠BOC=90°,可以判定△AOC∽△COB;
(4)本问为存在型问题.若△ACQ 为等腰三角形,则有三种可能的情形,需要分类讨论,
逐一计算,避免漏解.
解答:
解:(1)∵抛物线 y=﹣x2+bx+4 的图象经过点 A(﹣2,0),
∴﹣×(﹣2)2+b×(﹣2)+4=0,
解得:b=,∴抛物线解析式为 y=﹣x2+x+4,
又∵y=﹣x2+x+4=﹣(x﹣3)2+ ,∴对称轴方程为:x=3.
(2)在 y=﹣x2+x+4 中,令 x=0,得 y=4,∴C(0,4);
令 y=0,即﹣x2+x+4=0,整理得 x2﹣6x﹣16=0,解得:x=8 或 x=﹣2,
∴A(﹣2,0),B(8,0).
设直线 BC 的解析式为 y=kx+b,
把 B(8,0),C(0,4)的坐标分别代入解析式,得:
,解得 k= ,b=4,
∴直线 BC 的解析式为:y= x+4.
(3)可判定△AOC∽△COB 成立.
理由如下:在△AOC 与△COB 中,
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∵OA=2,OC=4,OB=8,
∴ ,
又∵∠AOC=∠BOC=90°,
∴△AOC∽△COB.
(4)∵抛物线的对称轴方程为:x=3,
可设点 Q(3,t),则可求得:
AC= = = ,
AQ= = ,
CQ= = .
i)当 AQ=CQ 时,
有 = ,
25+t2=t2﹣8t+16+9,
解得 t=0,
∴Q1(3,0);
ii)当 AC=AQ 时,
有 = ,
t2=﹣5,此方程无实数根,
∴此时△ACQ 不能构成等腰三角形;
iii)当 AC=CQ 时,
有 = ,
整理得:t2﹣8t+5=0,
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解得:t=4± ,
∴点 Q 坐标为:Q2(3,4+ ),Q3(3,4﹣ ).
综上所述,存在点 Q,使△ACQ 为等腰三角形,点 Q 的坐标为:Q1(3,0),Q2(3,
4+ ),Q3(3,4﹣ ).
15.如图,在坐标系 xOy 中,△ABC 是等腰直角三角形,∠BAC=90°,A(1,0),B(0,
2),抛物线 y=x2+bx﹣2 的图象过 C 点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)平移该抛物线的对称轴所在直线 l.当 l 移动到何处时,恰好将△ABC 的面积分为相等
的两部分?
(3)点 P 是抛物线上一动点,是否存在点 P,使四边形 PACB 为平行四边形?若存在,求
出 P 点坐标;若不存在,说明理由.
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专题:压轴题.
分析:
如解答图所示:
(1)首先构造全等三角形△AOB≌△CDA,求出点 C 的坐标;然后利用点 C 的坐标求出抛物
线的解析式;
(2)首先求出直线 BC 与 AC 的解析式,设直线 l 与 BC、AC 交于点 E、F,则可求出 EF
的表达式;根据 S△CEF=S△ABC,列出方程求出直线 l 的解析式;
(3)首先作出▱PACB,然后证明点 P 在抛物线上即可.
解答:
解:(1)如答图 1 所示,过点 C 作 CD⊥x 轴于点 D,则∠CAD+∠ACD=90°.
∵∠OBA+∠OAB=90°,∠OAB+∠CAD=90°,
∴∠OAB=∠ACD,∠OBA=∠CAD.
∵在△AOB 与△CDA 中,
∴△AOB≌△CDA(ASA).
∴CD=OA=1,AD=OB=2,
∴OD=OA+AD=3,
∴C(3,1).
∵点 C(3,1)在抛物线 y=x2+bx﹣2 上,
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∴1=×9+3b﹣2,解得:b=﹣.
∴抛物线的解析式为:y=x2﹣x﹣2.
(2)在 Rt△AOB 中,OA=1,OB=2,由勾股定理得:AB= .
∴S△ABC=AB2=.
设直线 BC 的解析式为 y=kx+b,∵B(0,2),C(3,1),
∴ ,
解得 k=﹣,b=2,
∴y=﹣x+2.
同理求得直线 AC 的解析式为:y=x﹣.
如答图 1 所示,
设直线 l 与 BC、AC 分别交于点 E、F,则 EF=(﹣x+2)﹣(x﹣)=﹣x.
△CEF 中,EF 边上的高 h=OD﹣x=3﹣x.
由题意得:S△CEF=S△ABC,
即: EF•h=S△ABC,
∴(﹣x)•(3﹣x)=×,
整理得:(3﹣x)2=3,
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解得 x=3﹣ 或 x=3+ (不合题意,舍去),
∴当直线 l 解析式为 x=3﹣ 时,恰好将△ABC 的面积分为相等的两部分.
(3)存在.
如答图 2 所示,
过点 C 作 CG⊥y 轴于点 G,则 CG=OD=3,OG=1,BG=OB﹣OG=1.
过点 A 作 AP∥BC 交 y 轴于点 W,
∵四边形 ACBP 是平行四边形,
∴AP=BC,连接 BP,则四边形 PACB 为平行四边形.
过点 P 作 PH⊥x 轴于点 H,
∵BC∥AP,
∴∠CBO=∠AWO,
∵PH∥WO,
∴∠APH=∠AWO,
∴∠CBG=∠APH,
在△PAH 和△BCG 中,
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∴△PAH≌△BCG(AAS),
∴PH=BG=1,AH=CG=3,
∴OH=AH﹣OA=2,
∴P(﹣2,1).
抛物线解析式为:y=x2﹣x﹣2,当 x=﹣2 时,y=1,即点 P 在抛物线上.
∴存在符合条件的点 P,点 P 的坐标为(﹣2,1).