1.如图,顶点为 M 的抛物线 2 3y ax bx 与 x 轴交于 (3,0)A , ( 1,0)B 两点,与 y 轴交于点 C .
(1)求这条抛物线对应的函数表达式;
(2)问在 y 轴上是否存在一点 P ,使得 PAM 为直角三角形?若存在,求出点 P 的坐标;若不存在,说明
理由.
(3)若在第一象限的抛物线下方有一动点 D ,满足 DA OA ,过 D 作 DG x 轴于点 G ,设 ADG 的内心
为 I ,试求 CI 的最小值.
【解析】(1)抛物线 2 3y ax bx 过点 (3,0)A , ( 1,0)B
9 3 3 0
3 0
a b
a b
解得: 1
2
a
b
这条抛物线对应的函数表达式为 2 2 3y x x
(2)在 y 轴上存在点 P ,使得 PAM 为直角三角形.
2 22 3 ( 1) 4y x x x
顶点 (1,4)M
2 2 2(3 1) 4 20AM
设点 P 坐标为 (0, )p
2 2 2 23 9AP p p , 2 2 2 21 (4 ) 17 8MP p p p
①若 90PAM ,则 2 2 2AM AP MP
2 220 9 17 8p p p
解得: 3
2p
3(0, )2P
②若 90APM ,则 2 2 2AP MP AM
2 29 17 8 20p p p
解得: 1 1p , 2 3p
(0,1)P 或 (0,3)
③若 90AMP ,则 2 2 2AM MP AP
2 220 17 8 9p p p
解得: 7
2p
7(0, )2P
综上所述,点 P 坐标为 3(0, )2
或 (0,1) 或 (0,3) 或 7(0, )2
时, PAM 为直角三角形.
(3)如图,过点 I 作 IE x 轴于点 E , IF AD 于点 F , IH DG 于点 H
DG x 轴于点G
90HGE IEG IHG
四边形 IEGH 是矩形
点 I 为 ADG 的内心
IE IF IH , AE AF , DF DH , EG HG
矩形 IEGH 是正方形
设点 I 坐标为 ( , )m n
OE m , HG GE IE n
3AF AE OA OE m
3AG GE AE n m
3DA OA
3 (3 )DH DF DA AF m m
DG DH HG m n
2 2 2DG AG DA
2 2 2( ) ( 3 ) 3m n n m
化简得: 2 23 3 0m m n n
配方得: 2 23 3 9( ) ( )2 2 2m n
点 ( , )I m n 与定点 3(2Q , 3)2
的距离为 3 2
2
点 I 在以点 3(2Q , 3)2
为圆心,半径为 3 2
2
的圆在第一象限的弧上运动
当点 I 在线段 CQ 上时, CI 最小
2 23 3 3 10( ) (3 )2 2 2CQ
3 10 3 2
2CI CQ IQ
CI 最小值为 3 10 3 2
2
.
2.如图,抛物线 y=ax2+bx﹣5(a≠0)经过 x 轴上的点 A(1,0)和点 B 及 y 轴上的点 C,经过 B、C 两点的
直线为 y=x+n.
①求抛物线的解析式.
②点 P 从 A 出发,在线段 AB 上以每秒 1 个单位的速度向 B 运动,同时点 E 从 B 出发,在线段 BC 上以每
秒 2 个单位的速度向 C 运动.当其中一个点到达终点时,另一点也停止运动.设运动时间为 t 秒,求 t 为何
值时,△PBE 的面积最大并求出最大值.
③过点 A 作 AM⊥BC 于点 M,过抛物线上一动点 N(不与点 B、C 重合)作直线 AM 的平行线交直线 BC 于
点 Q.若点 A、M、N、Q 为顶点的四边形是平行四边形,求点 N 的横坐标.
【解析】①∵点 B、C 在直线为 y=x+n 上,
∴B(﹣n,0)、C(0,n),
∵点 A(1,0)在抛物线上,
∴ ,
∴a=﹣1,b=6,
∴抛物线解析式:y=﹣x2+6x﹣5;
②由题意,得,
PB=4﹣t,BE=2t,
由①知,∠OBC=45°,
∴点 P 到 BC 的高 h 为 BPsin45°= (4﹣t),
∴S△PBE= BE•h= = ,
当 t=2 时,△PBE 的面积最大,最大值为 2 ;
③由①知,BC 所在直线为:y=x﹣5,
∴点 A 到直线 BC 的距离 d=2 ,
过点 N 作 x 轴的垂线交直线 BC 于点 P,交 x 轴于点 H.
设 N(m,﹣m2+6m﹣5),则 H(m,0)、P(m,m﹣5),
易证△PQN 为等腰直角三角形,即 NQ=PQ=2 ,
∴PN=4,
Ⅰ.NH+HP=4,
∴﹣m2+6m﹣5﹣(m﹣5)=4
解得 m1=1,m2=4,
∵点 A、M、N、Q 为顶点的四边形是平行四边形,
∴m=4;
Ⅱ.NH+HP=4,
∴m﹣5﹣(﹣m2+6m﹣5)=4
解得 m1= ,m2= ,
∵点 A、M、N、Q 为顶点的四边形是平行四边形,
m>5,
∴m= ,
Ⅲ.NH﹣HP=4,
∴﹣(﹣m2+6m﹣5)﹣[﹣(m﹣5)]=4,
解得 m1= ,m2= ,
∵点 A、M、N、Q 为顶点的四边形是平行四边形,
m<0,
∴m= ,
综上所述,若点 A、M、N、Q 为顶点的四边形是平行四边形,点 N 的横坐标为:4 或 或 .
3. (2019 四川省成都市)如图,抛物线 y=ax2+bx+c 经过点 A(﹣2,5),与 x 轴相交于 B(﹣1,0),C(3,
0)两点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(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.
【解析】(1)由题意得:
解得 ,
∴抛物线的函数表达式为 y=x2﹣2x﹣3.
(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=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′,
由翻折可知 BD 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= .
②当点 P 在 x 轴的下方时,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,
∴ .
∴∠CBP=30°,
设 BP 与 y 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=﹣ .
综上所述,直线 BP 的函数表达式为 或 .
4.已知抛物线 y=x2﹣bx+c(b,c 为常数,b>0)经过点 A(﹣1,0),点 M(m,0)是 x 轴正半轴上的动
点.
(Ⅰ)当 b=2 时,求抛物线的顶点坐标;
(Ⅱ)点 D(b,yD)在抛物线上,当 AM=AD,m=5 时,求 b 的值;
(Ⅲ)点 Q(b+ ,yQ)在抛物线上,当 AM+2QM 的最小值为 时,求 b 的值.
【解析】(Ⅰ)∵抛物线 y=x2﹣bx+c 经过点 A(﹣1,0),
∴1+b+c=0,
即 c=﹣b﹣1,
当 b=2 时,
y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴抛物线的顶点坐标为(1,﹣4);
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,抛物线的解析式为 y=x2﹣bx﹣b﹣1,
∵点 D(b,yD)在抛物线 y=x2﹣bx﹣b﹣1 上,
∴yD=b2﹣b•b﹣b﹣1=﹣b﹣1,
由 b>0,得 b> >0,﹣b﹣1<0,
∴点 D(b,﹣b﹣1)在第四象限,且在抛物线对称轴 x= 的右侧,
如图 1,过点 D 作 DE⊥x 轴,垂足为 E,则点 E(b,0),
∴AE=b+1,DE=b+1,得 AE=DE,
∴在 Rt△ADE 中,∠ADE=∠DAE=45°,
∴AD= AE,
由已知 AM=AD,m=5,
∴5﹣(﹣1)= (b+1),
∴b=3 ﹣1;
(Ⅲ)∵点 Q(b+ ,yQ)在抛物线 y=x2﹣bx﹣b﹣1 上,
∴yQ=(b+ )2﹣b(b+ )﹣b﹣1=﹣ ﹣ ,
可知点 Q(b+ ,﹣ ﹣ )在第四象限,且在直线 x=b 的右侧,
∵ AM+2QM=2( AM+QM),
∴可取点 N(0,1),
如图 2,过点 Q 作直线 AN 的垂线,垂足为 G,QG 与 x 轴相交于点 M,
由∠GAM=45°,得 AM=GM,
则此时点 M 满足题意,
过点 Q 作 QH⊥x 轴于点 H,则点 H(b+ ,0),
在 Rt△MQH 中,可知∠QMH=∠MQH=45°,
∴QH=MH,QM= MH,
∵点 M(m,0),
∴0﹣(﹣ ﹣ )=(b+ )﹣m,
解得,m= ﹣ ,
∵ AM+2QM= ,
∴ [( ﹣ )﹣(﹣1)]+2 [(b+ )﹣( ﹣ )]= ,
∴b=4.
5.如图,在平面直角坐标系中,抛物线 y=ax2+bx+c 经过 A(﹣1,0),B(4,0),C(0,4)三点.
(1)求抛物线的解析式及顶点 D 的坐标;
(2)将(1)中的抛物线向下平移 个单位长度,再向左平移 h(h>0)个单位长度,得到新抛物线.若
新抛物线的顶点 D′在△ABC 内,求 h 的取值范围;
(3)点 P 为线段 BC 上一动点(点 P 不与点 B,C 重合),过点 P 作 x 轴的垂线交(1)中的抛物线于点 Q,
当△PQC 与△ABC 相似时,求△PQC 的面积.
【解析】(1)函数表达式为:y=a(x+1)(x﹣4)=a(x2﹣3x﹣4),
即﹣4a=4,解得:a=﹣1,
故抛物线的表达式为:y=﹣x2+3x+4,
函数顶点 D( , );
(2)物线向下平移 个单位长度,再向左平移 h(h>0)个单位长度,得到新抛物线的顶点 D′( ﹣h,
1),
将点 AC 的坐标代入一次函数表达式并解得:
直线 AC 的表达式为:y=4x+4,
将点 D′坐标代入直线 AC 的表达式得:1=4( ﹣h)+4,
解得:h= ,
故:0<h ;
(3)过点 P 作 y 轴的平行线交抛物线和 x 轴于点 Q、H
∵OB=OC=4,∴∠PBA=∠OCB=45°=∠QPC,
直线 BC 的表达式为:y=﹣x+4,
则 AB=5,BC=4 ,AC= ,
S△ABC= ×5×4=10,
设点 Q(m,﹣m2+3m+4),点 P(m,﹣m+4),
CP= m,PQ=﹣m2+3m+4+m﹣4=﹣m2+4m,
①当△CPQ∽△CBA,
,即 ,
解得:m= ,
相似比为: ,
②当△CPQ∽△ABC,
同理可得:相似比为: ,
利用面积比等于相似比的平方可得:
S△PQC=10×( )2= 或 S△PQC=10×( )2= .
6.如图 1,已知在平面直角坐标系 xOy 中,四边形 OABC 是矩形,点 A,C 分别在 x 轴和 y 轴的正半轴上,
连结 AC,OA=3,tan∠OAC= ,D 是 BC 的中点.
(1)求 OC 的长和点 D 的坐标;
(2)如图 2,M 是线段 OC 上的点,OM= OC,点 P 是线段 OM 上的一个动点,经过 P,D,B 三点的抛
物线交 x 轴的正半轴于点 E,连结 DE 交 AB 于点 F.
①将△DBF 沿 DE 所在的直线翻折,若点 B 恰好落在 AC 上,求此时 BF 的长和点 E 的坐标;
②以线段 DF 为边,在 DF 所在直线的右上方作等边△DFG,当动点 P 从点 O 运动到点 M 时,点 G 也随之
运动,请直接写出点 G 运动路径的长.
【解析】(1)∵OA=3,tan∠OAC= = ,
∴OC= ,
∵四边形 OABC 是矩形,
∴BC=OA=3,
∵D 是 BC 的中点,
∴CD= BC= ,
∴D( , );
(2)①∵tan∠OAC= ,
∴∠OAC=30°,
∴∠ACB=∠OAC=30°,
设将△DBF 沿 DE 所在的直线翻折后,点 B 恰好落在 AC 上的 B'处,
则 DB'=DB=DC,∠BDF=∠B'DF,
∴∠DB'C=∠ACB=30°
∴∠BDB'=60°,
∴∠BDF=∠B'DF=30°,
∵∠B=90°,
∴BF=BD•tan30°= ,
∵AB= ,
∴AF=BF= ,
∵∠BFD=∠AEF,
∴∠B=∠FAE=90°,
∴△BFD≌△AFE(ASA),
∴AE=BD= ,
∴OE=OA+AE= ,
∴点 E 的坐标( ,0);
②动点 P 在点 O 时,
∵抛物线过点 P(0,0)、D( , )、B(3, )
求得此时抛物线解析式为 y=﹣ x2+ x,
∴E( ,0),
∴直线 DE:y=﹣ x+ ,
∴F1(3, );
当动点 P 从点 O 运动到点 M 时,
∵抛物线过点 P(0, )、D( , )、B(3, )
求得此时抛物线解析式为 y=﹣ x2+ x+ ,
∴E(6,0),
∴直线 DE:y=﹣ x+ ,
∴F2(3, );
∴点 F 运动路径的长为 F1F2= = ,
∵△DFG 为等边三角形,
∴G 运动路径的长为 .
7.已知抛物线 2y mx 和直线 y x b 都经过点 ( 2,4)M ,点O为坐标原点,点 P 为抛物线上的动点,直线
y x b 与 x 轴、 y 轴分别交于 A、 B 两点.
(1)求 m 、 b 的值;
(2)当 PAM 是以 AM 为底边的等腰三角形时,求点 P 的坐标;
(3)满足(2)的条件时,求sin BOP 的值.
【解析】(1)将 ( 2,4)M 代入 2y mx ,得: 4 4m ,
1m ;
将 ( 2,4)M 代入 y x b ,得: 4 2 b ,
2b .
(2)由(1)得:抛物线的解析式为 2y x ,直线 AB 的解析式为 2y x .
当 0y 时, 2 0x ,
解得: 2x ,
点 A的坐标为 (2,0) , 2OA .
设点 P 的坐标为 2( , )x x ,则 2 2 2 2 4 2(2 ) (0 ) 4 4PA x x x x x ,
2 2 2 2 4 2( 2 ) (4 ) 7 4 20PM x x x x x .
PAM 是以 AM 为底边的等腰三角形,
2 2PA PM ,即 4 2 4 24 4 7 4 20x x x x x x ,
整理,得: 2 2 0x x ,
解得: 1 1x , 2 2x ,
点 P 的坐标为 ( 1,1) 或 (2,4) .
(3)过点 P 作 PN y 轴,垂足为点 N ,如图所示.
当点 P 的坐标为 ( 1,1) 时, 1PN , 2 21 1 2PO ,
2sin 2
PNBOP PO
;
当点 P 的坐标为 (2,4) 时, 2PN , 2 22 4 2 5PO ,
5sin 5
PNBOP PO
.
满足(2)的条件时, sin BOP 的值的值为 2
2
或 5
5
.
8.如果抛物线 1C 的顶点在拋物线 2C 上,抛物线 2C 的顶点也在拋物线 1C 上时,那么我们称抛物线 1C 与 2C “互
为关联”的抛物线.如图 1,已知抛物线 2
1 1
1: 4C y x x 与 2 2 2:C y ax x c 是“互为关联”的拋物线,点 A ,
B 分别是抛物线 1C , 2C 的顶点,抛物线 2C 经过点 (6, 1)D .
(1)直接写出 A, B 的坐标和抛物线 2C 的解析式;
(2)抛物线 2C 上是否存在点 E ,使得 ABE 是直角三角形?如果存在,请求出点 E 的坐标;如果不存在,
请说明理由;
(3)如图 2,点 ( 6,3)F 在抛物线 1C 上,点 M , N 分别是抛物线 1C , 2C 上的动点,且点 M , N 的横坐标
相同,记 AFM 面积为 1S (当点 M 与点 A , F 重合时 1 0)S , ABN 的面积为 2S (当点 N 与点 A , B 重
合时, 2 0)S ,令 1 2S S S ,观察图象,当 1 2y y 时,写出 x 的取值范围,并求出在此范围内 S 的最大值.
【解析】由抛物线 2
1 1
1: 4C y x x 可得 ( 2, 1)A ,
将 ( 2, 1)A , (6, 1)D 代入 2 2y ax x c
得 4 2 1
36 6 1
a c
a c
,
解得
1
4
2
a
c
,
2
2
1 24y x x ,
(2,3)B ;
(2)易得直线 AB 的解析式: 1y x ,
①若 B 为直角顶点, BE AB , 1BE ABk k ,
1BEk ,
直线 BE 解析式为 5y x
联立 2
5
1 24
y x
y x x
,
解得 2x , 3y 或 6x , 1y ,
(6, 1)E ;
②若 A为直角顶点, AE AB ,
同理得 AE 解析式: 3y x ,
联立 2
3
1 24
y x
y x x
,
解得 2x , 1y 或 10x , 13y ,
(10, 13)E ;
③若 E 为直角顶点,设 21( , 2)4E m m m
由 AE BE 得 1BE AEk k ,
即
2 21 11 34 4 12 2
m m m m
m m
,
解得 2m 或 2 (不符合题意舍去),
点 E 的坐标 (6, 1)E 或 (10, 13)E ;
(3) 1 2y y ,
2 2x ,
设 21( , )4M t t t , 21( , 2)4N t t t ,且 2 2t ,
易求直线 AF 的解析式: 3y x ,
过 M 作 x 轴的平行线 MQ 交 AF 于 Q,
则 2 21 1( 3, )4 4Q t t t t ,
1
1 | |2 F AS QM y y
21 4 62 t t
设 AB 交 MN 于点 P ,易知 ( , 1)P t t ,
2
1 | |2 A BS PN x x
212 2 t
1 2 4 8S S S t ,
当 2t 时,
S 的最大值为 16.
9.如图,直线 y=﹣x+4 与 x 轴,y 轴分别交于 A,B 两点,过 A,B 两点的抛物线 y=ax2+bx+c 与 x 轴交于
点 C(﹣1,0).
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接 BC,若点 E 是线段 AC 上的一个动点(不与 A,C 重合),过点 E 作 EF∥BC,交 AB 于点 F,当
△BEF 的面积是 时,求点 E 的坐标;
(3)在(2)的结论下,将△BEF 绕点 F 旋转 180°得△B′E′F,试判断点 E′是否在抛物线上,并说明理由.
【解析】(1)y=﹣x+4…①,
令 x=0,y=4,令 y=0,则 x=4,
故点 A、B 的坐标分别为(4,0)、(0,4),
抛物线的表达式为:y=a(x+1)(x﹣4)=a(x2﹣3x﹣4),
即﹣4a=4,解得:a=﹣1,
故抛物线的表达式为:y=﹣x2+3x+4…②;
(2)设点 E(m,0),
直线 BC 表达式中的 k 值为 4,EF∥BC,
则直线 EF 的表达式为:y=4x+n,
将点 E 坐标代入上式并解得:直线 EF 的表达式为:y=4x﹣4m…③,
联立①③并解得:x= (m+1),
则点 F( , ),
S△BEF=S△OAB﹣S△OBE﹣S△AEF= ×4×4﹣ ×4m﹣(4﹣m)× = ,解得:m= ,
故点 E( ,0)、点 E(2,2);
(3)△BEF 绕点 F 旋转 180°得△B′E′F,则点 E′( ,4),
当 x= 时,y=﹣x2+3x+4=﹣( )2+3× +4≠4,
故点 E′不在抛物线上.
10.如图,顶点为 P(3,3)的二次函数图象与 x 轴交于点 A(6,0),点 B 在该图象上,OB 交其对称轴 l
于点 M,点 M、N 关于点 P 对称,连接 BN、ON.
(1)求该二次函数的关系式.
(2)若点 B 在对称轴 l 右侧的二次函数图象上运动,请解答下列问题:
①连接 OP,当 OP= MN 时,请判断△NOB 的形状,并求出此时点 B 的坐标.
②求证:∠BNM=∠ONM.
【解析】(1)∵二次函数顶点为 P(3,3)
∴设顶点式 y=a(x﹣3)2+3
∵二次函数图象过点 A(6,0)
∴(6﹣3)2a+3=0,解得:a=﹣
∴二次函数的关系式为 y=﹣ (x﹣3)2+3=﹣ x2+2x
(2)设 B(b,﹣ b2+2b)(b>3)
∴直线 OB 解析式为:y=(﹣ b+2)x
∵OB 交对称轴 l 于点 M
∴当 xM=3 时,yM=(﹣ b+2)×3=﹣b+6,∴M(3,﹣b+6)
∵点 M、N 关于点 P 对称,∴NP=MP=3﹣(﹣b+6)=b﹣3,
∴yN=3+b﹣3=b,即 N(3,b)
①∵OP= MN,∴OP=MP
∴ =b﹣3,解得:b=3+3
∴﹣ b2+2b=﹣ ×(3+3 )2+2×(3+3 )=﹣3
∴B(3+3 ,﹣3),N(3,3+3 )
∴OB2=(3+3 )2+(﹣3)2=36+18 ,ON2=32+(3+3 )2=36+18 ,BN2=(3+3 ﹣3)2+(﹣
3﹣3﹣3 )2=72+36
∴OB=ON,OB2+ON2=BN2
∴△NOB 是等腰直角三角形,此时点 B 坐标为(3+3 ,﹣3).
②证明:如图,设直线 BN 与 x 轴交于点 D,
∵B(b,﹣ b2+2b)、N(3,b)
设直线 BN 解析式为 y=kx+d
∴ 解得:
∴直线 BN:y=﹣ bx+2b
当 y=0 时,﹣ bx+2b=0,解得:x=6,∴D(6,0)
∵C(3,0),NC⊥x 轴,∴NC 垂直平分 OD
∴ND=NO
∴∠BNM=∠ONM