1.如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x+bx+c的图象与x轴交于A、B两点,A点在原点的左侧,B点的坐标为(3,0),与y轴交于C(0,﹣3)点,点P是直线BC下方的抛物线上一动点. (1)求这个二次函数的表达式.
(2)当点P运动到什么位置时,四边形ABPC的面积最大并求出此时P点的坐标和四边形ABPC的最大面积.
(3)连接PO、PC,并把△POC沿CO翻折,得到四边形POP′C,那么是否存在点P,使四边形POP′
2
C为菱形?若存在,请求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由.
2.已知抛物线y=ax2+bx+8(a≥1)过点D(5,3),与x轴交于点B、C(点B、C均在y轴右侧)且BC=2,直线BD交y轴于点A. (1)求抛物线的解析式;
(2)在坐标轴上是否存在一点N,使△ABN与△BCD相似?若存在,求出点A、N的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)在直线BD上是否存在一点P和平面内一点Q,使以Q、P、B、C四点为顶点的四边形为菱形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
3.如图,二次函数图象的顶点为坐标原点O,y轴为对称轴,且经过点A(3,3),一次函数的图象经过点A和点B(6,0).
(1)求二次函数与一次函数的解析式;
(2)如果一次函数图象与y轴相交于点C,E是抛物线上OA段上一点,过点E作y轴平行的直线DE与直线AC交于点D,∠DOE=∠EDA,求点E的坐标;
1
(3)点M是线段AC延长线上的一个动点,过点M作y轴的平行线交抛物线于F,以点O、C、M、F为顶点的四边形能否为菱形?若能,求出点F的坐标;若不能,请说明理由.
4.如图,已知抛物线经过原点O和x轴上一点A(4,0),抛物线顶点为E,它的对称轴与x轴交于点D.直线y=﹣2x﹣1经过抛物线上一点B(﹣2,m)且与y轴交于点C,与抛物线的对称轴交于点F.
(1)求m的值及该抛物线对应的解析式;
(2)P(x,y)是抛物线上的一点,若S△ADP=S△ADC,求出所有符合条件的点P的坐标;
(3)点Q是平面内任意一点,点M从点F出发,沿对称轴向上以每秒1个单位长度的速度匀速运动,设点M的运动时间为t秒,是否能使以Q、A、E、M四点为顶点的四边形是菱形?若能,请直接写出点M的运动时间t的值;若不能,请说明理由.
5.如图,在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD的三个顶点A(﹣3,4)、
B(﹣3,0)、C(﹣1,0).以D为顶点的抛物线y=ax2+bx+c过点B.动点P从点D出发,沿DC边向点C运动,同时动点Q从点B出发,沿BA边向点A运动,点P、Q运动的速度均为每秒1个单位,运动的时间为t秒.过点P作PE⊥CD交BD于点E,过点E作EF⊥AD于点F,交抛物线于点G. (1)求抛物线的解析式;
(2)当t为何值时,四边形BDGQ的面积最大?最大值为多少?
(3)动点P、Q运动过程中,在矩形ABCD内(包括其边界)是否存在点H,使以B,Q,E,H为顶点的四边形是菱形,若存在,请直接写出此时菱形的周长;若不存在,请说明理由.
2
6.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2﹣2ax﹣3a交x轴于A、B两点,交y的正半轴于点C,连接BC,且OB=OC. (1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,点D为第一象限抛物线上一点,过点D作DE⊥BC于点E,设DE=d,点D的横坐标为t,求d与t的函数关系式;
(3)在(2)的条件下,点F为抛物线的顶点,对称轴交x轴于点G,连接DF,过D作DH⊥DF交FG于点H,点M为对称轴左侧抛物线上一点,点N为平面上一点且tan∠HDN=为菱形时,求点N的坐标.
,当四边形DHMN
7.如图,抛物线y=ax2﹣2x+c(a≠0)与x轴、y轴分别交于点A,B,C三点,已知点A(﹣2,0),点C(0,﹣8),点D是抛物线的顶点. (1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)如图1,抛物线的对称轴与x轴交于点E,第四象限的抛物线上有一点P,将△EBP沿直线EP折叠,使点B的对应点B'落在抛物线的对称轴上,求点P的坐标;
(3)如图2,设BC交抛物线的对称轴于点F,作直线CD,点M是直线CD上的动点,点N是平面内一点,当以点B,F,M,N为顶点的四边形是菱形时,请直接写出点M的坐标.
3
8.如图,▱ABCD的两个顶点B,D都在抛物线y=(1)求抛物线的解析式;
x2+bx+c上,且OB=OC,AB=5,tan∠ACB=.
(2)在抛物线上是否存在点E,使以A,C,D,E为顶点的四边形是菱形?若存在,请求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)动点P从点A出发向点D运动,同时动点Q从点C出发向点A运动,运动速度都是每秒1个单位长度,当一个点到达终点时另一个点也停止运动,运动时间为t(秒).当t为何值时,△APQ是直角三角形?
9.如图,抛物线y=﹣x2﹣x+1与y轴交于A点,过点A的直线与抛物线交于另一点B,过点B
作BC⊥x轴,垂足为点C(﹣3,0). (1)求直线AB的函数关系式;
(2)动点E在线段OC上从原点出发以每秒一个单位的速度向C移动,过点E作EG⊥x轴,交直线AB于点F,交抛物线于点G.设点E移动的时间为t秒,GF的长度为s个单位,求s与t的函数关系式,并写出t的取值范围;
(3)设在(2)的条件下(不考虑点E与点O、C重合的情况),连接CF,BG,当t为何值时,四边形BCFG为平行四边形?问对于所求的t值,平行四边形BCFG是否菱形?请说明理由.
10.如图,已知抛物线y=ax2+c过点(﹣2,2),(4,5),过定点F(0,2)的直线l:y=kx+2与抛物线交于A、B两点,点B在点A的右侧,过点B作x轴的垂线,垂足为C. (1)求抛物线的解析式;
(2)当点B在抛物线上运动时,判断线段BF与BC的数量关系(>、<、=),并证明你的判断;
4
(3)P为y轴上一点,以B、C、F、P为顶点的四边形是菱形,设点P(0,m),求自然数m的值; (4)若k=1,在直线l下方的抛物线上是否存在点Q,使得△QBF的面积最大?若存在,求出点Q的坐标及△QBF的最大面积;若不存在,请说明理由.
11.如图,抛物线y=ax2+bx﹣2的对称轴是直线x=1,与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点A的坐标为(﹣2,0),点P为抛物线上的一个动点,过点P作PD⊥x轴于点D,交直线BC于点E. (1)求抛物线解析式;
(2)若点P在第一象限内,当OD=4PE时,求四边形POBE的面积;
(3)在(2)的条件下,若点M为直线BC上一点,点N为平面直角坐标系内一点,是否存在这样的点M和点N,使得以点B,D,M,N为顶点的四边形是菱形?若存在,直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
12.如图1,抛物线y=ax2+bx+4的图象过A(﹣1,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C,作直线BC,动点P从点C出发,以每秒
个单位长度的速度沿CB向点B运动,运动时间为t秒,当点P
与点B重合时停止运动.(1)求抛物线的表达式; (2)如图2,当t=1时,求S△ACP的面积;
(3)如图3,过点P向x轴作垂线分别交x轴,抛物线于E、F两点. ①求PF的长度关于t的函数表达式,并求出PF的长度的最大值;
5
②连接CF,将△PCF沿CF折叠得到△P′CF,当t为何值时,四边形PFP′C是菱形?
13.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣4,0),B(﹣1,0)两点. (1)求抛物线的解析式;
(2)在第三象限的抛物线上有一动点D.
①如图(1),若四边形ODAE是以OA为对角线的平行四边形,当平行四边形ODAE的面积为6时,请判断平行四边形ODAE是否为菱形?说明理由.
②如图(2),直线y=x+3与抛物线交于点Q、C两点,过点D作直线DF⊥x轴于点H,交QC于点F.请问是否存在这样的点D,使点D到直线CQ的距离与点C到直线DF的距离之比为若存在,请求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
:2?
14.如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=a(x+1)2﹣3与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C(0,﹣),顶点为D,对称轴与x轴交于点H,过点H的直线l交抛物线于P,Q两点,点Q在y轴的右侧. (1)求a的值及点A,B的坐标;
6
(2)当直线l将四边形ABCD分为面积比为3:7的两部分时,求直线l的函数表达式; (3)当点P位于第二象限时,设PQ的中点为M,点N在抛物线上,则以DP为对角线的四边形DMPN能否为菱形?若能,求出点N的坐标;若不能,请说明理由.
15.已知,如图,在平面直角坐标系中,△ABC的边BC在x轴上,顶点A在y轴的正半轴上,OA=2,OB=1,OC=4.
(1)求过A、B、C三点的抛物线的解析式;
(2)设点G是对称轴上一点,求当△GAB周长最小时,点G的坐标;
(3)若抛物线对称轴交x轴于点P,在平面直角坐标系中,是否存在点Q,使△PAQ是以PA为腰的等腰直角三角形?若存在,写出所有符合条件的点Q的坐标,并选择其中一个的加以说明;若不存在,说明理由;
(4)设点M是x轴上的动点,试问:在平面直角坐标系中,是否存在点N,使得以点A、B、M、N为顶点的四边形是菱形?若存在,直接写出点N的坐标;若不存在,说明理由.
16.如图,已知抛物线C1:y=﹣x2,平移抛物线y=x2,使其顶点D落在抛物线C1位于y轴右侧的图象上,设平移后的抛物线为C2,且C2与y轴交于点C(0,2). (1)求抛物线C2的解析式;
7
(2)抛物线C2与x轴交于A,B两点(点B在点A的右侧),求点A,B的坐标及过点A,B,C的圆的圆心E的坐标;
(3)在过点(0,)且平行于x轴的直线上是否存在点F,使四边形CEBF为菱形?若存在,求出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
17.如图,直线y=x﹣4与x轴、y轴分别交于A、B两点,抛物线y=x2+bx+c经过A、B两点,与x轴的另一个交点为C,连接BC. (1)求抛物线的解析式及点C的坐标;
(2)点M在抛物线上,连接MB,当∠MBA+∠CBO=45°时,求点M的坐标;
(3)点P从点C出发,沿线段CA由C向A运动,同时点Q从点B出发,沿线段BC由B向C运动,P、Q的运动速度都是每秒1个单位长度,当Q点到达C点时,P、Q同时停止运动,试问在坐标平面内是否存在点D,使P、Q运动过程中的某一时刻,以C、D、P、Q为顶点的四边形为菱形?若存在,直接写出点D的坐标;若不存在,说明理由.
8
抛物线与菱形的专题参考答案
1.解:(1)将B、C两点的坐标代入得
解得:
;
2
所以二次函数的表达式为:y=x﹣2x﹣3
(2)过点P作y轴的平行线与BC交于点Q,与OB交于点F,设P(x,x﹣2x﹣3), 易得,直线BC的解析式为y=x﹣3 则Q点的坐标为(x,x﹣3);
2
S四边形ABPC=S△ABC+S△BPQ+S△CPQ
=AB•OC+QP•OF+QP•BF ==当
此时P点的坐标为
,四边形ABPC的面积的最大值为
.
(10分)
时,四边形ABPC的面积最大
(3)存在点P,使四边形POPC为菱形; 设P点坐标为(x,x﹣2x﹣3),PP′交CO于E 若四边形POP′C是菱形,则有PC=PO; 连接PP′,则PE⊥CO于E, ∴OE=EC= ∴y=
2
2
;(6分)
,x2=
,
(不合题意,舍去) )
∴x﹣2x﹣3=解得x1=
∴P点的坐标为(
2.解:(1)设B点坐标为(x1,0),C点坐标为(x2,0),
则x1、x2是方程ax2+bx+8=0的两根, ∴x1+x2=﹣,x1x2=,
9
∵BC=|x1﹣x2|=2,
∴(x1﹣x2)2=4,即(x1+x2)2﹣4x1x2=4, ∴
﹣
=4①,
把D点坐标代入抛物线解析式可得25a+5b+8=3②,
由①②可解得或(舍去),
∴抛物线解析式为y=x2﹣6x+8;
(2)在y=x2﹣6x+8中,令y=0可得x2﹣6x+8=0,解得x=2或x=4, ∴B(2,0),C(4,0), 设直线BD解析式为y=kx+s, 把B、D坐标代入可得∴直线BD解析式为y=x﹣2, ∴A(0,﹣2),
①当点N在x轴上时,设N(x,0),则点N应在点B左侧, ∴BN=2﹣x,
∵A(0,﹣2),B(2,0),D(5,3), ∴AB=2
,BD=3
,解得,
∵∠ABN=∠DBC,
∴有△BCD∽△BNA或△BCD∽△BAN, 当△BCD∽△BNA时,则有当△BCD∽△BAN时,则有
==
,即,即
==
,解得x=,此时N点坐标为(,0); ,解得x=﹣4,此时N点坐标为(﹣4,0);
②当点N在y轴上时,设N(0,y),则点N应在A点上方, ∴AN=y+2,
由上可知有△BCD∽△ABN或△BCD∽△ANB, 当△BCD∽△ABN时,则有当△BCD∽△ANB时,则有
==
,即,即
==
,解得y=4,此时N点坐标为(0,4); ,解得y=﹣,此时N点坐标为(0,);
综上可知存在满足条件的N点,其坐标为(,0)或(﹣4,0)或(0,4)或(0,);
10
(3)∵点P在直线BD上, ∴可设P(t,t﹣2), ∴BP=
=
|t﹣2|,PC=
=
,
∵以Q、P、B、C四点为顶点的四边形为菱形, ∴有BC为边或BC为对角线, 当BC为边时,则有BP=BC,即或(2﹣
,
);
|t﹣2|=
,
,解得t=3,此时P点坐标为(3,1);
)或(2﹣
,
)或(3,1).
|t﹣2|=2,解得t=2+
或t=2﹣
,此时P点坐标为(2+
,
)
当BC为对角线时,则有BP=PC,即
综上可知存在满足条件的点P,其坐标为(2+
3.解:(1)设二次函数的解析式为y=ax2,
把点A(3,3)代入得3=a×32,解得a=; 设一次函数的解析式为y=kx+b, 把点A(3,3)、点B(6,0)代入得
,解得
,
所以二次函数与一次函数的解析式分别为y=x2,y=﹣x+6; (2)C点坐标为(0,6), ∵DE∥y轴,
∴∠ODE=∠COD,∠EDA=∠OCD, ∵∠DOE=∠EDA, ∴∠DOE=∠OCD, ∴△OCD∽△DOE,
∴OC:OD=OD:DE,即OD2=OC•DE,
设E点坐标为(a,a2),则D点坐标为(a,6﹣a), OD2=a2+(6﹣a)2,=2a2﹣12a+36,OC=6,DE=6﹣a﹣a2, ∴2a2﹣12a+36=6(6﹣a﹣a2),解得a1=0,a2=, ∵E是抛物线上OA段上一点, ∴0<a<3,
11
∴a=,
∴点E坐标为(,);
(3)以点O、C、M、F为顶点的四边形不能为菱形.理由如下:
如图,过O点作OF∥AC交抛物线于F,过F点作FM∥y轴交AC延长线于M点,交x轴于H点, 则四边形OCMF为平行四边形, ∵OC=OB=6,
∴△OCB为等腰直角三角形, ∴∠OBC=45°, ∴∠HOF=45°,
∴△OHF为等腰直角三角形, ∴HO=HF,
设F点坐标为(m,﹣m)(m>0),
把F(m,﹣m)代入y=x2得﹣m=m2,解得m1=0,m2=﹣3,∴m=﹣3, ∴HO=HF=3, ∴OF=
OH=3
,
而OC=6,
∴四边形OCMF不为菱形.
4.解:(1)∵点B(﹣2,m)在直线y=﹣2x﹣1上
∴m=3 即B(﹣2,3) 又∵抛物线经过原点O
∴设抛物线的解析式为y=ax2
+bx ∵点B(﹣2,3),A(4,0)在抛物线上 ∴
,
解得:.
∴设抛物线的解析式为.
(2)∵P(x,y)是抛物线上的一点,
12
∴
,
若S△ADP=S△ADC, ∵
,
,
又∵点C是直线y=﹣2x﹣1与y轴交点, ∴C(0,1), ∴OC=1, ∴,即
或
, 解得:
.
∴点P的坐标为 (3)结论:存在. ∵抛物线的解析式为
,
∴顶点E(2,﹣1),对称轴为x=2;
点F是直线y=﹣2x﹣1与对称轴x=2的交点,∴F(2,﹣5),DF=5. 又∵A(4,0), ∴AE=
.
如右图所示,在点M的运动过程中,依次出现四个菱形: ①菱形AEM1Q1. ∵此时DM1=AE=
,
∴M1F=DF﹣DE﹣DM1=4﹣,
∴t1=4﹣
;
②菱形AEOM2. ∵此时DM2=DE=1, ∴M2F=DF+DM2=6, ∴t2=6; ③菱形AEM3Q3. ∵此时EM3=AE=, ∴DM3=EM3﹣DE=﹣1, ∴M3F=DM3+DF=(﹣1)+5=4+
,
∴t3=4+
;
13
.
④菱形AM4EQ4.
此时AE为菱形的对角线,设对角线AE与M4Q4交于点H,则AE⊥M4Q4, ∵易知△AED∽△M4EH,
∴,即,得M4E=,
∴DM4=M4E﹣DE=﹣1=, ∴M4F=DM4+DF=+5=
,∴t4=
.
,t2=6,
综上所述,存在点M、点Q,使得以Q、A、E、M四点为顶点的四边形是菱形;时间t的值为:t1=4﹣
t3=4+
,t4=.
5.解:(1)由题意得,顶点D点的坐标为(﹣1,4).
设抛物线的解析式为y=a (x+1)2+4(a≠0), ∵抛物线经过点B(﹣3,0),代入y=a (x+1)2+4 可求得a=﹣1
∴抛物线的解析式为y=﹣(x+1)2+4,即y=﹣x2﹣2x+3. (2)由题意知,DP=BQ=t, ∵PE∥BC, ∴△DPE∽△DBC. ∴
=
=2,
∴PE=DP=t.
∴点E的横坐标为﹣1﹣t,AF=2﹣t.
将x=﹣1﹣t代入y=﹣(x+1)2+4,得y=﹣t2+4. ∴点G的纵坐标为﹣t2+4,
14
∴GE=﹣t2+4﹣(4﹣t)=﹣t2+t. 如图1所示:连接BG.
S四边形BDGQ=S△BQG+S△BEG+S△DEG,即S四边形BDGQ=BQ•AF+EG•(AF+DF) =t(2﹣t)﹣t2+t. =﹣t2+2t=﹣(t﹣2)2+2.
∴当t=2时,四边形BDGQ的面积最大,最大值为2. (3)存在. ∵CD=4,BC=2, ∴tan∠BDC=,BD=2∴cos∠BDC=∵BQ=DP=t, ∴DE=
t.
.
.
如图2所示:当BE和BQ为菱形的邻边时,BE=QB.
∵BE=BD﹣DE, ∴BQ=BD﹣DE,即t=2
﹣
t,解得t=20﹣8.
15
.
∴菱形BQEH的周长=80﹣32
如图3所示:当BE为菱形的对角时,则BQ=QE,过点Q作QM⊥BE,则BM=EM.
∵MB=cos∠QBM•BQ, ∴MB=∴BE=
t. t.
∵BE+DE=BD, ∴
t+
t=2
,解得:t=
.
或80﹣32
.
.
∴菱形BQEH的周长为
综上所述,菱形BQEH的周长为
6.解:(1)对于抛物线y=ax2﹣2ax﹣3a,令y=0,得到ax2﹣2ax﹣3a=0,解得x=﹣1或3,
∴A(﹣1,0),B(3,0), ∴OA=1,OB=OC=3, ∴C(0,3), ∴﹣3a=3, ∴a=﹣1,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3.
(2)如图2中,作DT⊥AB于T,交BC于R.设D(t,﹣t2+2t+3).
16
∵OB=OC,∠BOC=∠RTB=90°, ∴∠OBC=∠TRB=∠DRE=45°, ∵DE⊥BC, ∴∠DER=90°,
∴△DER是等腰直角三角形, ∵直线BC的解析式为y=﹣x+3, ∴R(t,﹣t+3),
∴DR=﹣t2+2t+3﹣(﹣t+3)=﹣t2+3t, ∴DE=DR•cos45°=﹣
t2+t.
(3)如图3中,
∵四边形DHMN是菱形,点H在对称轴上, ∴D、M关于对称轴对称,点N在对称轴上, 设DM交FH于Q,作HK⊥DN于K. ∵tan∠HDK=
=
,设HK=12k,DK=5k,则DH=
=13k,
∴DN=DH=13k,NK=DN﹣DK=8k, 在Rt△NHK中,NH=∴QN=QH=2
==4k,
k,
17
∵S△DNH=•NH•DQ=•DN•HK, ∴DQ=3
,
=,
∴tan∠QDH=∵DF⊥DH,
∴∠QDH+∠FDQ=90°,∵∠QFD+∠FDQ=90°, ∴∠DFQ=∠QDH, ∴tan∠DFQ=
=,
∵抛物线的顶点F(1,4),Q(1,﹣t2+2t+3), ∴FQ=4﹣(﹣t2+2t+3), ∴
解得t=, ∴D(,), ∴DQ=﹣1=, ∵
=,
=,
∴QN=1, ∴N(1,
).
7.解:(1)将点A、点C的坐标代入抛物线的解析式得:
解得:a=1,c=﹣8.
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣8. ∵y=(x﹣1)2﹣9, ∴D(1,﹣9).
,
(2)将y=0代入抛物线的解析式得:x2﹣2x﹣8=0,解得x=4或x=﹣2, ∴B(4,0). ∵y=(x﹣1)2﹣9, ∴抛物线的对称轴为x=1, ∴E(1,0).
∵将△EBP沿直线EP折叠,使点B的对应点B'落在抛物线的对称轴上,
18
∴EP为∠BEF的角平分线. ∴∠BEP=45°.
设直线EP的解析式为y=﹣x+b,将点E的坐标代入得:﹣1+b=0,解得b=1, ∴直线EP的解析式为y=﹣x+1.
将y=﹣x+1代入抛物线的解析式得:﹣x+1=x2﹣2x﹣8,解得:x=∵点P在第四象限, ∴x=∴y=∴P(
. . ,
).
或x=
.
(3)设CD的解析式为y=kx﹣8,将点D的坐标代入得:k﹣8=﹣9,解得k=﹣1, ∴直线CD的解析式为y=﹣x﹣8.
设直线CB的解析式为y=k2x﹣8,将点B的坐标代入得:4k2﹣8=0,解得:k2=2. ∴直线BC的解析式为y=2x﹣8.
将x=1代入直线BC的解析式得:y=﹣6, ∴F(1,﹣6).
设点M的坐标为(a,﹣a﹣8).
当MF=MB时,(a﹣4)2+(a+8)2=(a﹣1)2+(a+2)2,整理得:6a=﹣75,解得:a=﹣∴点M的坐标为(﹣
,).
.
当FM=FB时,(a﹣1)2+(a+2)2=(4﹣1)2+(﹣6﹣0)2,整理得:a2+a﹣20=0,解得:a=4或a=﹣5.
∴点M的坐标为(4,﹣12)或(﹣5,﹣3). 综上所述,点M的坐标为(﹣
,)或(4,﹣12)或(﹣5,﹣3).
8.解:(1)∵OB=OC,OA⊥BC,AB=5,
∴AB=AC=5. ∴tan∠ACB=∴
.
=,
由勾股定理,得OA2+OC2=AC2,
19
∴(∴
)2+OC2=52,解得OC=±4(负值舍去).
,OB=OC=4,AD=BC=8.
∴A(0,3),B(﹣4,0),C(4,0),D(8,3).
∴
解之得,
x2+x+5;
∴抛物线的解析式为y=
(2)存在.
∵四边形ABCD为平行四边形, ∴AC=AB=CD. 又∵AD≠CD,
∴当以A,C,D,E为顶点的四边形是菱形时,AC=CD=DE=AE. 由对称性可得,此时点E的坐标为(4,6) 当x=4时,y=
x2+x+5=6,所以点(4,6)在抛物线y=
x2+x+5上.
∴存在点E的坐标为(4,6);
(3)∵四边形ABCD为平行四边形, ∴AD∥BC,
∴∠DAC=∠ACB<90°.
∴当△APQ是直角三角形时,∠APQ=90°或∠AQP=90°. ∵∴
.
,
由题意可知AP=t,AQ=5﹣t,0≤t≤5. 当∠APQ=90°时,∴解得
,
, .
20
当∠AQP=90°时,∴∵∴
,
.
,解得,或
.
9.解:(1)由抛物线的解析式知:A(0,1);
∵BC⊥x轴,且点C(﹣3,0)
∴点B的横坐标为﹣3,将其代入抛物线的解析式中,得: ﹣×9+
×3+1=
∴点B(﹣3,);
设直线AB的解析式为:y=kx+1,有: ﹣3k+1=,k=﹣ ∴直线AB:y=﹣x+1.
(2)由题意,OE=t,则点E(﹣t,0);(0≤t≤3) 当x=﹣t时,点F(﹣t,t+1),点G(﹣t,﹣t2+∴GF=|(﹣t2+即:s=﹣t2+
t+1)
t+1)﹣(t+1)|=﹣t2+t(0≤t≤3).
t
(3)因为BC⊥x轴,GE⊥x轴,所以BC∥GF; 若四边形BCFG是平行四边形,那么BC=FG,即: s=﹣t2+
t=,解得:t=1或2.
=,即CF=BC,该平行四边形是菱形; =
,即CF≠BC,该平行四边形不是菱形;
当t=1时,点F(﹣1,),CF=当t=2时,点F(﹣2,2),CF=
综上,当t=1或2时,四边形BCFG是平行四边形,其中t=1时,该平行四边形是菱形.
21
10.解:(1)把点(﹣2,2),(4,5)代入y=ax2+c得
所以抛物线解析式为y=x2+1; (2)BF=BC. 理由如下:
设B(x,x2+1),而F(0,2),
∴BF2=x2+(x2+1﹣2)2=x2+(x2﹣1)2=(x2+1)2, ∴BF=x2+1, ∵BC⊥x轴, ∴BC=x2+1, ∴BF=BC;
(3)如图1,m为自然数,
当m=0时,易得四边形BCPF为正方形,此时P点在原点; 当点P在F点上方,
∵以B、C、F、P为顶点的四边形是菱形, ∴CB=CF=PF, 而CB=FB, ∴BC=CF=BF,
∴△BCF为等边三角形, ∴∠BCF=60°, ∴∠OCF=30°,
在Rt△OCF中,CF=2OF=4, ∴PF=CF=4, ∴P(0,6),
∴自然数m的值为0或6;
(4)作QE∥y轴交AB于E,如图2, 当k=1时,一次函数解析式为y=x+2, 解方程组
得
或
,则B(2+2
,解得,
,4+2),
22
设Q(t,t2+1),则E(t,t+2), ∴EQ=t+2﹣(t2+1)=﹣t2+t+1, ∴S△QBF=S△EQF+S△EQB=•(2+2
)•EQ=(
+1)(﹣t2+t+1)=﹣
(t﹣2)2+2
+2
当t=2时,S△QBF有最大值,最大值为2
+2,此时Q点坐标为(2,2).
11.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx﹣2的对称轴是直线x=1,A(﹣2,0)在抛物线上,∴
,解
得:,抛物线解析式为y=x2﹣x﹣2;
(2)令y=x2﹣x﹣2=0,解得:x1=﹣2,x2=4,当x=0时,y=﹣2,∴B(4,0),C(0,﹣2),设BC的解
析式为y=kx+b,则,解得:,∴y=x﹣2,设D(m,0),∵DP∥y轴,
∴E(m,m﹣2),P(m,m2﹣m﹣2),∵OD=4PE, ∴m=4(m2﹣m﹣2﹣m+2),∴m=5,m=0(舍去),
∴D(5,0),P(5,),E(5,),∴四边形POBE的面积=S△OPD﹣S△EBD=×5×﹣(3)存在,设M(n,n﹣2),
①以BD为对角线,如图1,∵四边形BNDM是菱形,
∴MN垂直平分BD,∴n=4+,∴M(,),∵M,N关于x轴对称,∴N(,﹣); ②以BD为边,如图2,∵四边形BNDM是菱形, ∴MN∥BD,MN=BD=MD=1,过M作MH⊥x轴于H, ∴MH2+DH2=DM2,即(n﹣2)2+(n﹣5)2=12,
23
1×=;
∴n1=4(不合题意),n2=5.6,∴N(4.6,), 同理(n﹣2)2+(4﹣n)2=1,∴n1=4+∴N(5﹣
,﹣
),
,
(不合题意,舍去),n2=4﹣
,
③以BD为边,如图3,过M作MH⊥x轴于H,∴MH2+BH2=BM2,即(n﹣2)2+(n﹣4)2=12,∴n1=4+n2=4﹣∴N(5+
(不合题意,舍去), ,
),
,﹣
)或(5+
,
综上所述,当N(,﹣)或(4.6,)或(5﹣顶点的四边形是菱形.
),以点B,D,M,N为
12.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+4的图象过A(﹣1,0),B(4,0)两点,
∴
,解得:
.∴抛物线的表达式为y=﹣x2+3x+4.
(2)令x=0,则y=4,即点C的坐标为(0,4), ∴BC=
=4
.设直线BC的解析式为y=kx+4,∵点B的坐标为(4,0),∴0=4k+4,解得k=﹣1,∴
,
=
,
直线BC的解析式为y=﹣x+4.当t=1时,CP=点A(﹣1,0)到直线BC的距离h=S△ACP=CP•h=×
×
=.
=
(3)①∵直线BC的解析式为y=﹣x+4, ∴CP=
t,OE=t,设P(t,﹣t+4),F(t,﹣t2+3t+4),(0≤t≤4)
PF=﹣t2+3t+4﹣(﹣t+4)=﹣t2+4t,(0≤t≤4). 当t=﹣
=2时,PF取最大值,最大值为4.
②∵△PCF沿CF折叠得到△P′CF,∴PC=P′C,PF=P′F, 当四边形PFP′C是菱形时,只需PC=PF.∴
t=﹣t2+4t,
24
解得:t1=0(舍去),t2=4﹣.故当t=4﹣时,四边形PFP′C是菱形.
13.解:(1)把点A(﹣4,0)、B(﹣1,0)代入解析式y=ax2+bx+3,
得
,解得
,
∴抛物线的解析式为:y=x2+
x+3.
(2)①如答图2﹣1,过点D作DH⊥x轴于点H.
∵S▱ODAE=6,OA=4, ∴S△AOD=OA•DH=3, ∴DH=.
因为D在第三象限,所以D的纵坐标为负,且D在抛物线上, ∴x2+
x+3=﹣,
解得:x1=﹣2,x2=﹣3.
∴点D坐标为(﹣2,﹣)或(﹣3,﹣).
当点D为(﹣2,﹣)时,DH垂直平分OA,平行四边形ODAE为菱形; 当点D为(﹣3,﹣)时,OD≠AD,平行四边形ODAE不为菱形. ②假设存在.
如答图2﹣2,过点D作DM⊥CQ于M,过点C作CN⊥DF于N,则DM:CN=
:2.
25
设D(m,m2+m+3)(m<0),则F(m,m+3).
∴CN=﹣m,NF=﹣m ∴CF=
=﹣
m.
∵∠DMF=∠CNF=90°,∠DFM=∠CFN, ∴△DMF∽△CNF, ∴∴DF=
, CF=﹣m.
∴DN=NF+DF=﹣m﹣m=﹣m. 又DN=3﹣(m2+∴﹣m2﹣
m+3)=﹣m2﹣
m,
m=﹣m
解得:m=﹣或m=0(舍去) ∴m2+
m+3=﹣
∴D(﹣,﹣).
综上所述,存在满足条件的点D,点D的坐标为(﹣,﹣).
14.解:(1)∵抛物线与y轴交于点C(0,﹣
).
∴a﹣3=﹣,解得:a=,∴y=(x+1)2﹣3
当y=0时,有(x+1)2﹣3=0,∴x1=2,x2=﹣4,∴A(﹣4,0),B(2,0). (2)∵A(﹣4,0),B(2,0),C(0,﹣),D(﹣1,﹣3)
∴S四边形ABCD=S△ADH+S梯形OCDH+S△BOC=×3×3+(+3)×1+×2×=10.
26
从面积分析知,直线l只能与边AD或BC相交,所以有两种情况: ①当直线l边AD相交与点M1时,则S∴×3×(﹣y∴y
)=3
=
×10=3,
=﹣2,点M1(﹣2,﹣2),过点H(﹣1,0)和M1(﹣2,﹣2)的直线l的解析式为y=2x+2.
②当直线l边BC相交与点M2时,同理可得点M2(,﹣2),过点H(﹣1,0)和M2(,﹣2)的直线l的解析式为y=﹣x﹣.
综上所述:直线l的函数表达式为y=2x+2或y=﹣x﹣.
(3)设P(x1,y1)、Q(x2,y2)且过点H(﹣1,0)的直线PQ的解析式为y=kx+b, ∴﹣k+b=0,∴b=k, ∴y=kx+k.由
,∴
+(﹣k)x﹣﹣k=0,
∴x1+x2=﹣2+3k,y1+y2=kx1+k+kx2+k=3k2,
∵点M是线段PQ的中点,∴由中点坐标公式的点M(k﹣1,k2). 假设存在这样的N点如图,直线DN∥PQ,设直线DN的解析式为y=kx+k﹣3 由
,解得:x1=﹣1,x2=3k﹣1,∴N(3k﹣1,3k2﹣3)
∵四边形DMPN是菱形, ∴DN=DM,
∴(3k)2+(3k2)2=(
)2+(
)2,
整理得:3k4﹣k2﹣4=0,∵k2+1>0,∴3k2﹣4=0, 解得k=±∴k=﹣∴P(﹣3
,
﹣1,6),M(﹣,
﹣1,2),N(﹣2
﹣1,1)
,∵k<0,
∴PM=DN=2∵PM∥DN,
∴四边形DMPN是平行四边形, ∵DM=DN,
∴四边形DMPN为菱形,
27
∴以DP为对角线的四边形DMPN能成为菱形,此时点N的坐标为(﹣2﹣1,1).
15.解:(1)由题意可求,A(0,2),B(﹣1,0),点C的坐标为(4,0).
设过A、B、C三点的抛物线的解析式为y=a(x﹣4)(x+1), 把点A(0,2)代入,解得:a=﹣,
所以抛物线的解析式为:y=﹣(x﹣4)(x+1)=(2)如图1
,
物线y=的对称轴为:x=,
由点C是点B关于直线:x=的对称点,所以直线AC和直线x=的交点即为△GAB周长最小时的点G,
设直线AC的解析式为:y=mx+n,把A(0,2),点C(4,0)代入得:.
,
解得:所以:y=
, x+2,
当x=时,y=,
28
所以此时点G(,); (3)如图2
使△PAQ是以PA为腰的等腰直角三角形的所有符合条件的点Q的坐标:Q1(,),Q2(﹣),Q3(2,),Q4(﹣2,),
证明Q1:过点Q1作Q1M⊥x轴,垂足为M, 由题意:∠APQ1=90°,AP=PQ1, ∴∠APO+∠MPQ1=90°, ∵∠APO+∠PAO=90°, ∴∠PAO=∠MPQ1, 在△AOP和△MPQ1中,
,
,
∴△AOP≌△MPQ1, ∴PM=AO=2,Q1M=OP=, ∴OM=,
此时点Q的坐标为:(,); (4)存在
点N的坐标为:(0,﹣2),(
,2),(﹣
,2),(
,2).
16.解:(1)由题意设D(a,﹣a2),
29
假设抛物线C2的解析式为:y=(x﹣a)2﹣a2, ∵点C在抛物线C2上, ∴将C(0,2)代入上式, 解得:a=±2, ∵点D在y轴右侧, ∴a=2,
∴抛物线C2的解析式为:y=(x﹣2)2﹣2;
(2)由题意,在y=(x﹣2)2﹣2中,令y=0,则x=2±,
∵点B在点A的右侧, ∴A(2﹣
,0),B(2+
,0),
又∵过点A,B,C的圆的圆心一定在线段AB的垂直平分线上,∴设E(2,m),且|CE|=|AE|, 则22+(2﹣m)2=m2+(2﹣2+)2,
解得:m=,
∴圆心E的坐标为:(2,);
(3)假设存在点F(t,),使得四边形CEBF为菱形, 则|BF|=|CF|=|CE|, ∴()2+(2+﹣t)2=(2﹣)2+t2,
解得:t=,
当t=
时,F(2,),
此时|EC|=,
|FC|=
=
=
,
∴|CF|=|BF|=|BE|=|EC|, 即存在点F(
,),使得四边形CEBF为菱形.
17.解:(1)直线解析式y=x﹣4,
30
令x=0,得y=﹣4; 令y=0,得x=4.
∴A(4,0)、B(0,﹣4).
∵点A、B在抛物线y=x2+bx+c上, ∴
,
解得,
∴抛物线解析式为:y=x2﹣x﹣4. 令y=x2﹣x﹣4=0, 解得:x=﹣3或x=4, ∴C(﹣3,0).
(2)∠MBA+∠CBO=45°, 设M(x,y),
①当BM⊥BC时,如答图2﹣1所示. ∵∠ABO=45°,
∴∠MBA+∠CBO=45°,故点M满足条件.
过点M1作M1E⊥y轴于点E,则M1E=x,OE=﹣y, ∴BE=4+y.
∵tan∠M1BE=tan∠BCO=, ∴
,
∴直线BM1的解析式为:y=x﹣4. 联立y=x﹣4与y=x2﹣x﹣4, 得:x﹣4=x2﹣x﹣4, 解得:x1=0,x2=∴y1=﹣4,y2=﹣∴M1(
, , );
31
,﹣
②当BM与BC关于y轴对称时,如答图2﹣2所示. ∵∠ABO=∠MBA+∠MBO=45°,∠MBO=∠CBO, ∴∠MBA+∠CBO=45°, 故点M满足条件.
过点M2作M2E⊥y轴于点E, 则M2E=x,OE=y, ∴BE=4+y.
∵tan∠M2BE=tan∠CBO=, ∴
,
∴直线BM2的解析式为:y=x﹣4.
联立y=x﹣4与y=x2﹣x﹣4得:x﹣4=x2﹣x﹣4, 解得:x1=0,x2=5, ∴y1=﹣4,y2=, ∴M2(5,).
综上所述,满足条件的点M的坐标为:(
,﹣)或(5,).
(3)设∠BCO=θ,则tanθ=,sinθ=,cosθ=.
假设存在满足条件的点D,设菱形的对角线交于点E,设运动时间为t. ①若以CQ为菱形对角线,如答图3﹣1.此时BQ=t,菱形边长=t. ∴CE=CQ=(5﹣t).
32
在Rt△PCE中,cosθ=解得t=
.
.
==,
∴CQ=5﹣t=
过点Q作QF⊥x轴于点F, 则QF=CQ•sinθ=∴OF=3﹣CF=∴Q(﹣
,CF=CQ•cosθ=.
).
,
,﹣
∵点D1与点Q横坐标相差t个单位, ∴D1(﹣
,﹣
);
②若以PQ为菱形对角线,如答图3﹣2.此时BQ=t,菱形边长=t. ∵BQ=CQ=t,
∴t=,点Q为BC中点, ∴Q(﹣,﹣2).
∵点D2与点Q横坐标相差t个单位, ∴D2(1,﹣2);
③若以CP为菱形对角线,如答图3﹣3.此时BQ=t,菱形边长=5﹣t. 在Rt△CEQ中,cosθ=解得t=
.
,D3E=QE=CQ•sinθ=(5﹣
33
==,
∴OE=3﹣CE=3﹣t=
)×=.
∴D3(﹣,).
,﹣
)或(1,﹣2)或(﹣
,
).
综上所述,存在满足条件的点D,点D坐标为:(﹣
34
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