2012全国中考数学(续61套)压轴题分类解析汇编专题4:三角形四边形存在性问题
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第1页 2012年全国中考数学(续61套)压轴题分类解析汇编
专题4:三角形四边形存在性问题
24. (2012黑龙江龙东地区10分)如图,在平面直角坐标系中,直角梯形OABC 的边OC 、OA 分别与x 轴、y 轴重合,AB ∥OC ,∠AOC=90°,∠BCO=45°,BC=122,点C 的坐标为(-18,0)。
(1)求点B 的坐标;
(2)若直线DE 交梯形对角线BO 于点D ,交y 轴于点E ,且OE=4,OD=2BD ,求直线DE 的解析式;
(3)若点P 是(2)中直线DE 上的一个动点,在坐标平面内是否存在点Q ,使以O 、E 、P 、Q 为顶点的 四边形是菱形?若存在,请直接写出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由。
【答案】解:(1)过点B 作BF ⊥x 轴于F ,
在Rt △BCF 中
∵∠BCO=45°,BC=122,∴CF=BF=12 。
∵C 的坐标为(-18,0),∴AB=OF=6。
∴点B 的坐标为(-6,12)。
(2)过点D 作DG ⊥y 轴于点G ,
∵OD=2BD ,∴OD=23
OB 。 ∵AB ∥DG ,∴△ODG ∽△OBA 。
∵DG OD OG 2AB OB OA 3
===,AB=6,OA=12,∴DG=4,OG=8。∴D (-4,8),E (0,4)。 设直线DE 解析式为y=kx+b (k≠0)
∴ 4k b 8 b 4-+=??=?,解得k 1 b 4=-??=?
。∴直线DE 解析式为y=-x+4。 (3)结论:存在。
点Q的坐标为:(22,-2 2),(-22,2 2),(4,4),(-2,2)。
【考点】一次函数综合题,等腰直角三角形判定和性质,相似三角形判定和性质,待定系数法,直线上点的坐标与方程的关系,菱形的判定和性质。
【分析】(1)构造等腰直角三角形BCF,求出BF、CF的长度,即可求出B点坐标。
(2)已知E点坐标,欲求直线DE的解析式,需要求出D点的坐标.构造△ODG∽△OBA,由线段比例关系求出D点坐标,从而可以求出直线DE的解析式。
(3)如图所示,符合题意的点Q有4个:
设直线y=-x+4分别与x轴、y轴交于点E、点F,
则E(0,4),F(4,0),OE=OF=4,EF=42。
①菱形OEP1Q1,此时OE为菱形一边。
则有P1E=P1Q1=OE=4,P1F=EF-P1E=42-4。
易知△P1NF为等腰直角三角形,
∴P1N=NF=2
P1F=4-22。
设P1Q1交x轴于点N,则NQ1=P1Q1-P1N=4-(4-22)=22。
又ON=OF-NF=22,∴Q1(22,-22)。
②菱形OEP2Q2,此时OE为菱形一边。此时Q2与Q1关于原点对称,∴Q2(-22,22)。
③菱形OEQ3P3,此时OE为菱形一边。
此时P3与点F重合,菱形OEQ3P3为正方形,∴Q3(4,4)。
④菱形OP4EQ4,此时OE为菱形对角线。
由菱形性质可知,P4Q4为OE的垂直平分线,
由OE=4,得P4纵坐标为2,代入直线解析式y=-x+4得横坐标为2,则P4(2,2)。
由菱形性质可知,P4、Q4关于OE或x轴对称,∴Q4(-2,2)。
综上所述,存在点Q,使以O、E、P、Q为顶点的四边形是菱形,点Q的坐标为:
Q1(22,-22),Q2(-22,22),Q3(4,4),Q4(-2,2)。
25. (2012黑龙江绥化10分)如图,四边形ABCD为矩形,C点在x轴上,A点在y轴上,D点坐标是(0,0),B点坐标是(3,4),矩形ABCD沿直线EF折叠,点A落在BC边上的G处,E、F分别在AD、AB上,且F
第2页
第3页 点的坐标是(2,4).
(1)求G 点坐标;
(2)求直线EF 解析式;
(3)点N 在x 轴上,直线EF 上是否存在点M ,使以M 、N 、F 、G 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出M 点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)由已知得,FG=AF=2,FB=1。
∵四边形ABCD 为矩形,∴∠B=90°。
∴BG =G 点的坐标为(3,4
。
(2)设直线EF 的解析式是y=kx+b ,
在Rt △BFG 中,FB 1cos BFG FG 2
∠==,∴∠BFG=60°。∴∠AFE=∠EFG=60°。 ∴AE=AFtan ∠AFE=2tan60°
E 点的坐标为(0,4-
)。
又F 点的坐标是(2,4),
∴b 42k b 4?=-??+=??
解得k b 4?=??=-?? ∴直线EF
的解析式为y 4=+-
(3)存在。M
),
),
8 )。 【考点】一次函数综合题,矩形的性质,折叠性质,勾股定理,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,待定系数法,直线上点的坐标与方程的关系,平行四边形的判定和性质,全等三角形的判定和性质。
第4页 【分析】(1)根据折叠性质可知FG=AF=2,而FG=AB -AF=1,则在Rt △BFG 中,利用勾股定理求出BG 的长,从而得到CG 的长,从而得到G 点坐标。
(2)由题意,可知△AEF 为含30度角的直角三角形,从而可求出E 点坐标;又F 点坐标已知,所以可利用待定系数法求出直线EF 的解析式。
(3)分FG 为平行四边形边和对角线两种情况讨论,探究可能的平行四
边形的形状:
若以M 、N 、F 、G 为顶点的四边形是平行四边形,则可能存在以
下情形:
①FG 为平行四边形的一边,且N 点在x 轴正半轴上,如图1所示。
过M 1点作M 1H ⊥x 轴于点H ,易证△M 1HN 1≌△GBF ,
∴M 1H=GB=3,即y M1=3。
由直线EF 解析式y 3x 423=+-,求出M1343x -=
。 ∴M 1(3433- ,)。 ②FG 为平行四边形的一边,且N 点在x 轴负半轴上,如图2所示。 仿照与①相同的办法,可求得M 2(
143 3-- ,)。 ③FG 为平行四边形的对角线,如图3所示。
过M 3作FB 延长线的垂线,垂足为H .易证△M 3FH ≌△GN 3C ,
则有M 3H=CG=43,所以M 3的纵坐标为8-3。
代入直线EF 解析式,得到M 3的横坐标为
1+43。 ∴M 3(1+4383- ,)。 综上所述,存在点M ,使以M 、N 、F 、G 为顶点的四边形是平行四边形,点M 的坐标为:M 1
(3433- ,),M 2(143 3-- ,),M 3(1+4383- , )。 26. (2012黑龙江黑河、齐齐哈尔、大兴安岭、鸡西10分)如图,在平面直角坐标系中,已知Rt △AOB 的两条直角边0A 、08分别在y 轴和x 轴上,并且OA 、OB 的长分别是方程x 2—7x+12=0的两根(OA<0B),动点P 从点A 开始在线段AO 上以每秒l 个单位长度的速度向点O 运动;同时,动点Q 从点B 开始在线段BA 上以每秒2个单位长度的速度向点A 运动,设点P 、Q 运动的时间为t 秒.
(1)求A、B两点的坐标。
(2)求当t为何值时,△APQ与△AOB相似,并直接写出此时点Q 的坐标.
(3)当t=2时,在坐标平面内,是否存在点M,使以A、P、Q、M为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出M点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)由x2-7 x +12=0解得x1=3,x2=4。
∵OA<OB ,∴OA=3 , OB=4。∴A(0,3),B(4,0)。
(2) 由OA=3 , OB=4,根据勾股定理,得AB=5。
由题意得,AP=t, AQ=5-2t 。分两种情况讨论:
①当∠APQ=∠AOB时,如图1,△APQ∽△AOB。
∴AP AQ
AO AB
=,即
t52t
35
-
=解得t=
15
11
。∴Q(
2018
1111
,)。
②当∠AQP=∠AOB时,如图2,△APQ∽△ABO。
∴AP AQ
AB AO
=,即
t52t
53
-
=解得t=
25
13
。∴Q(
1230
1313
,)。
(3)存在。M1(422
55
,),M2(
42
55
,),M3(
48
55
-,)。
【考点】动点问题,解一元二次方程,勾股定理,相似三角形的性质,平行四边形的判定。【分析】(1)解出一元二次方程,结合OA<OB即可求出A、B两点的坐标。
(2)分∠APQ=∠AOB和∠AQP=∠AOB两种情况讨论即可。
(3)当t=2时,如图,OP=2,BQ=4,∴P(0,1),Q(412
55,)。
若以A、P、Q、M为顶点的四边形是平行四边形,则
第5页
①当AQ为对角线时,点M1的横坐标与点Q的横坐标
相同,纵坐标为
1222
+2=
55
。∴M1(
422
55
,)。
②当PQ为对角线时,点M2的横坐标与点Q的横坐标
相同,纵坐标为122
2=
55
-。∴M2(
42
55
,)。
③当AP为对角线时,点Q、M3关于AP的中点对称。由A(0,3),P(0,1)得AP的中点坐标为(0,2)。
由Q(412
55
,)得M3的横坐标为
44
20=
55
?--,纵坐标为
128
22=
55
?-。∴M3(
48
55
-,)。
综上所述,若以A、P、Q、M为顶点的四边形是平行四边形,则M点的坐标为
(422
55
,)或(
42
55
,)或(
48
55
-,)。
27. (2012湖北襄阳12分)如图,在矩形OABC中,AO=10,AB=8,沿直线CD折叠矩形OABC的一边BC,使点B落在OA边上的点E处.分别以OC,OA所在的直线为x轴,y轴建立平面直角坐标系,抛物线y=ax2+bx+c 经过O,D,C三点.
(1)求AD的长及抛物线的解析式;
(2)一动点P从点E出发,沿EC以每秒2个单位长的速度向点C运动,同时动点Q从点C出发,沿CO以每秒1个单位长的速度向点O运动,当点P运动到点C时,两点同时停止运动.设运动时间为t秒,当t为何值时,以P、Q、C为顶点的三角形与△ADE相似?
(3)点N在抛物线对称轴上,点M在抛物线上,是否存在这样的点M与点N,使以M,N,C,E为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点M与点N的坐标(不写求解过程);若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)∵四边形ABCO为矩形,∴∠OAB=∠AOC=∠B=90°,AB=CO=8,AO=BC=10。
由折叠的性质得,△BDC≌△EDC,∴∠B=∠DEC=90°,EC=BC=10,ED=BD。
由勾股定理易得EO=6。∴AE=10﹣6=4。
第6页
第7页 设AD=x ,则BD=CD=8﹣x ,由勾股定理,得x 2+42=(8﹣x )2,解得,x=3。
∴AD=3。
∵抛物线y=ax 2+bx+c 过点D (3,10),C (8,0),
∴9a+3b=1064a+8b=0???,解得2a=316
b=3?-??????。∴抛物线的解析式为:2216y x x 33=-+。 (2)∵∠DEA+∠OEC=90°,∠OCE+∠OEC=90°,∴∠DEA=∠OCE ,
由(1)可得AD=3,AE=4,DE=5。而CQ=t ,EP=2t ,∴PC=10﹣2t 。
当∠PQC=∠DAE=90°,△ADE ∽△QPC , ∴CQ CP EA ED =,即t 102t 45-=,解得40t 13
=。 当∠QPC=∠DAE=90°,△ADE ∽△PQC , ∴
PC CQ AE ED =,即102t t 45-=,解得25t 7
=。 ∴当40t 13=或257时,以P 、Q 、C 为顶点的三角形与△ADE 相似。 (3)存在符合条件的M 、N 点,它们的坐标为:①M 1(﹣4,﹣32),N 1(4,﹣38);
②M 2(12,﹣32),N 2(4,﹣26);③M 3(4,323
),N 3(4,﹣143)。 【考点】二次函数综合题,折叠和动点问题,矩形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,曲线上点的坐标与方程的关系,相似三角形的判定和性质,平行四边形的判定和性质。
【分析】(1)根据折叠图形的轴对称性,△CED ≌△CBD ,在Rt △CEO 中求出OE 的长,从而可得到AE 的长;在Rt △AED 中,AD=AB ﹣BD 、ED=BD ,利用勾股定理可求出AD 的长.进一步能确定D 点坐标,利用待定系数法即可求出抛物线的解析式。
(2)由于∠DEC=90°,首先能确定的是∠AED=∠OCE ,若以P 、Q 、C 为顶点的三角形与△ADE 相似,那么∠QPC=90°或∠PQC=90°,然后在这两种情况下,分别利用相似三角形的对应边成比例求出对应的t 的值。
(3)假设存在符合条件的M 、N 点,分两种情况讨论:
①EC 为平行四边形的对角线,由于抛物线的对称轴经过EC 中点,若四边形MENC 是平行四边形,
那么M 点必为抛物线顶点。 由()222
16232y x x x 43333=-+=--+得抛物线顶点,则:M (4,323
)。 ∵平行四边形的对角线互相平分,∴线段MN 必被EC 中点(4,3)平分,则N (4,﹣
143)。
②EC为平行四边形的边,则EC MN,
设N(4,m),则M(4﹣8,m+6)或M(4+8,m﹣6);
将M(﹣4,m+6)代入抛物线的解析式中,得:m=﹣38,
此时N(4,﹣38)、M(﹣4,﹣32);
将M(12,m﹣6)代入抛物线的解析式中,得:m=﹣26,
此时N(4,﹣26)、M(12,﹣32)。
综上所述,存在符合条件的M、N点,它们的坐标为:①M1(﹣4,﹣32),N1(4,﹣38);
②M2(12,﹣32),N2(4,﹣26);③M3(4,
32
3
),N3(4,﹣
14
3
)。
28. (2012湖南永州10分)如图所示,已知二次函数y=ax2+bx﹣1(a≠0)的图象过点A(2,0)和B(4,3),l为过点(0,﹣2)且与x轴平行的直线,P(m,n)是该二次函数图象上的任意一点,过P作PH⊥l,H为垂足.
(1)求二次函数y=ax2+bx﹣1(a≠0)的解析式;
(2)请直接写出使y<0的对应的x的取值范围;
(3)对应当m=0,m=2和m=4时,分别计算|PO|2和|PH|2的值.由此观察其规律,并猜想一个结论,证明对于任意实数m,此结论成立;
(4)试问是否存在实数m可使△POH为正三角形?若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)∵二次函数y=ax2+bx﹣1(a≠0)的图象过点A(2,0)和B(4,3),
∴
4a+2b1=0
16a+4b1=0
-
?
?
-
?-
,解得
1
a=
4
b=0
?
?
?
??
。∴二次函数的解析式为y=
1
4
x2﹣1。
(2)当﹣2<x<2时y<0。
(3)当m=0时,|PO|2=1,|PH|2=1;
第8页
第9页 当m=2时,P 点的坐标为(2,0),|PO|2=4,|PH|2=4;
当m=4时,P 点的坐标为(4,3),|PO|2=25,|PH|2=25。
由此发现|PO|2=|PH|2。
设P 点坐标为(m ,n ),即n=14
m 2﹣1 |OP|2= m 2+ n 2,|PH|2=(n+2)2=n 2+4n+4=n 2+m 2。
∴对于任意实数m ,|PO|2=|PH|2。
(4)存在。由(3)知OP=PH ,只要OH=OP 成立,△POH 为正三角形。
设P 点坐标为(m ,n ),|OP|2= m 2+ n 2,|OH|2=4+ m 2,
由|OP|=|OH|得,m 2+ n 2=4+ m 2,即n 2=4,解得n=±2。
当n=﹣2时,n=
14
m 2﹣1不符合条件, 当n=2时,由2=14m 2﹣1解得m=±23。 ∴故当m=±23时可使△POH 为正三角形.
【考点】二次函数综合题,曲线上点的坐标与方程的关系,二次函数的性质,勾股定理,等边三角形的判定。
【分析】(1)根据二次函数y=ax 2+bx ﹣1(a≠0)的图象过点A (2,0)和B (4,3),待定系数法求出a 和b 的值,抛物线的解析式即可求出。
(2)令y=14
x 2﹣1=0,解得x=﹣2或x=2,由图象可知当﹣2<x <2时y <0。 (3)分别求出当m=0,m=2和m=4时,分别计算|PO|2和|PH|2的值.然后观察其规律,再进行证明。
(4)由(3)知OP=OH ,只要OH=OP 成立,△POH 为正三角形,求出|OP|、|OH|含有m 和n 的表达式,令两式相等,求出m 和n 的值。
29. (2012湖南娄底10分)已知二次函数y=x 2﹣(m 2﹣2)x ﹣2m 的图象与x 轴交于点A (x 1,0)和点B (x 2,0),x 1<x 2,与y 轴交于点C ,且满足
12111+=x x 2
. (1)求这个二次函数的解析式;
(2)探究:在直线y=x+3上是否存在一点P ,使四边形PACB 为平行四边形?如果有,求出点P 的坐标;如果没有,请说明理由.
第10页
【答案】解:(1)∵二次函数y=x 2﹣(m 2﹣2)x ﹣2m 的图象与x 轴交于点A (x 1,0)和点B (x 2,0),x 1<x 2,
∴令y=0,即x 2﹣(m 2﹣2)x ﹣2m=0 ①,则有:x 1+x 2=m 2﹣2,x 1x 2=﹣2m 。
∴2121212x +x 11m 11+===x x x x 2m 2
--,化简得到:m 2+m ﹣2=0,解得m 1=﹣2,m 2=1。 当m=﹣2时,方程①为:x 2﹣2x+4=0,其判别式△=b 2﹣4ac=﹣12<0,此时抛物线与x 轴没
有交点,不符合题意,舍去;
当m=1时,方程①为:x 2+x ﹣2=0,其判别式△=b 2﹣4ac=9>0,此时抛物线与x 轴有两个不
同的交点,符合题意。
∴m=1。∴抛物线的解析式为y=x 2+x ﹣2。
(2)存在。理由如下:
假设在直线y=x+3上是否存在一点P ,使四边形PACB 为平行四边形。
如图所示,连接PA .PB .AC .BC ,过点P 作PD ⊥x 轴于D 点。
∵抛物线y=x 2+x ﹣2与x 轴交于A .B 两点,与y 轴交于C 点,
∴A (﹣2,0),B (1,0),C (0,2)。
∴OB=1,OC=2。
∵PACB 为平行四边形,∴PA ∥BC ,PA=BC 。
∴∠PAD=∠CBO ,∴∠APD=∠OCB 。
在Rt △PAD 与Rt △CBO 中,
∵∠PAD=∠CBO ,PA=BC ,∠APD=∠OCB ,
∴Rt △PAD ≌Rt △CBO (AAS )。
∴PD=OC=2,即y P =2。
第11页 ∵直线解析式为y=x+3,∴x P =﹣1。∴P (﹣1,2)。
∴在直线y=x+3上存在一点P ,使四边形PACB 为平行四边形,P 点坐标为(﹣1,2)。
【考点】二次函数综合题,二次函数与x 点问题,曲线图上点的坐标与方程的关系,一元二次方程根与系数的关系,平行四边形的性质,全等三角形的判定和性质。
【分析】(1)欲求抛物线的解析式,关键是求得m 的值.根据题中所给关系式,利用一元二次方程根与系数的关系,可以求得m 的值,从而问题得到解决。注意:解答中求得两个m 的值,需要进行检验,把不符合题意的m 值舍去。
(2)利用平行四边形的性质构造全等三角形,根据全等关系求得P 点的纵坐标,从而得到P 点的横坐标,从而求得P 点坐标。
30. (2012湖南衡阳10分)如图,A 、B 两点的坐标分别是(8,0)、(0,6),点P 由点B 出发沿BA 方向向点A 作匀速直线运动,速度为每秒3个单位长度,点Q 由A 出发沿AO (O 为坐标原点)方向向点O 作匀速直线运动,速度为每秒2个单位长度,连接PQ ,若设运动时间为t (0<t <
103
)秒.解答如下问题: (1)当t 为何值时,PQ ∥BO ?
(2)设△AQP 的面积为S ,
①求S 与t 之间的函数关系式,并求出S 的最大值;
②若我们规定:点P 、Q 的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),则新坐标(x 2﹣x 1,y 2﹣y 1)称为“向量PQ”的坐标.当S 取最大值时,求“向量PQ”的坐标.
【答案】解:(1)∵A 、B 两点的坐标分别是(8,0)、(0,6),则OB=6,OA=8。
∴2222AB OB OA 6810=+=+=。
如图①,当PQ ∥BO 时,AQ=2t ,BP=3t ,则AP=10﹣3t 。
∵PQ ∥BO ,∴
AP AQ AB AO =,即103t 2t 105-=,解得t=2011。 ∴当t=2011
秒时,PQ ∥BO 。 (2)由(1)知:OA=8,OB=6,AB=10.
①如图②所示,过点P作PD⊥x轴于点D,则PD∥BO。∴△APD∽△ABO。
∴AP PD
AB OB
=,即
103t PD
106
-
=,解得PD=6﹣
9
5
t。
∴
2
2
119995
S AQ PD2t6t=t+6t=t+5 225553
????
=??=??----
? ?
????
。
∴S与t之间的函数关系式为:S=
2
95
t+5
53
??
--
?
??
(0<t<
10
3
)。
∴当t=5
3
秒时,S取得最大值,最大值为5(平方单位)。
②如图②所示,当S取最大值时,t=5
3
,
∴PD=6﹣9
5
t=3,∴PD=
1
2
BO。
又PD∥BO,∴此时PD为△OAB的中位线,则OD=1
2
OA=4。∴P(4,3)。
又AQ=2t=10
3
,∴OQ=OA﹣AQ=
14
3
,∴Q(
14
3
,0)。
依题意,“向量PQ”的坐标为(14
3
﹣4,0﹣3),即(
2
3
,﹣3).
∴当S取最大值时,“向量PQ”的坐标为(2
3
,﹣3)。
【考点】动点问题,平行线分线段成比例,二次函数的最值,勾股定理,三角形中位线定理。
【分析】(1)如图①所示,当PQ∥BO时,利用平分线分线段成比例定理,列线段比例式AP AQ
AB AO
=,求出t的
值。
(2)①求S关系式的要点是求得△AQP的高,如图②所示,过点P作过点P作PD⊥x轴于点D,构造
平行线PD∥BO,由△APD∽△ABO得AP PD
AB OB
=求得PD,从而S可求出.S与t之间的函数关系式是一个关
于t的二次函数,利用二次函数求极值的方法求出S的最大值。
②求出点P、Q的坐标:当S取最大值时,可推出此时PD为△OAB的中位线,从而可求出点P的纵横坐标,又易求Q点坐标,从而求得点P、Q的坐标;求得P、Q的坐标之后,代入“向量PQ”坐标的定义(x2﹣x1,y2﹣y1),即可求解。
31. (2012湖南株洲10分)如图,一次函数
1
y=x+2
2
-分别交y轴、x轴于A、B两点,抛物线
y=﹣x2+bx+c过A、B两点.
第12页
第13页 (1)求这个抛物线的解析式; (2)作垂直x 轴的直线x=t ,在第一象限交直线AB 于M ,交这个抛物线于N .求当t 取何值时,MN 有最大值?最大值是多少?
(3)在(2)的情况下,以A 、M 、N 、D 为顶点作平行四边形,求第四个顶点D 的坐标.
【答案】解:(1)∵1y=x+22
-分别交y 轴、x 轴于A 、B 两点, ∴A 、B 点的坐标为:A (0,2),B (4,0)。
将x=0,y=2代入y=﹣x 2+bx+c 得c=2;
将x=4,y=0代入y=﹣x 2+bx+c 得0=﹣16+4b+2,解得b=
72。 ∴抛物线解析式为:y=﹣x 2+72
x+2。 (2)如图1,设MN 交x 轴于点E ,则E (t ,0),BE=4﹣t 。
∵OA 21tan ABO OB 42
∠===, ∴ME=BE?tan ∠ABO=(4﹣t )×1
2 =2﹣
12
t 。 又∵N 点在抛物线上,且x N =t ,∴y N =﹣t 2+72
t+2。 ∴()222N 1MN y ME t t 22t t 4t=t 2+42=-=-++--=-+--()。 ∴当t=2时,MN 有最大值4。
(3)由(2)可知,A (0,2),M (2,1),N (2,5).
如图2,以A 、M 、N 、D 为顶点作平行四边形,D 点的可
能位置有三种情形。
(i )当D 在y 轴上时,设D 的坐标为(0,a ),
由AD=MN ,得|a ﹣2|=4,解得a 1=6,a 2=﹣2,
第14页 从而D 为(0,6)或D (0,﹣2)。
(ii )当D 不在y 轴上时,由图可知D 为D 1N 与D 2M 的交点,
由D 1(0,6),N (2,5)易得D 1N 的方程为y=12-x+6;
由D 2(0,﹣2),M (2,1)D 2M 的方程为y=
32x ﹣2。 由两方程联立解得D 为(4,4)。
综上所述,所求的D 点坐标为(0,6),(0,﹣2)或(4,4)。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,二次函数的性质,锐角三角函数定义,平行四边形的判定和性质。
【分析】(1)首先求得A 、B 点的坐标,然后利用待定系数法求抛物线的解析式。
(2)求得线段MN 的表达式,这个表达式是关于t 的二次函数,利用二次函数的极值求线段MN 的最大值。
(3)明确D 点的可能位置有三种情形,如图2所示,不要遗漏.其中D 1、D 2在y 轴上,利用线段数量关系容易求得坐标;D 3点在第一象限,是直线D 1N 和D 2M 的交点,利用直线解析式求得交点坐标。
32. (2012湖北鄂州12分)已知:如图一,抛物线c bx ax y 2++=与x 轴正半轴交于A 、B 两点,与y 轴交于点C ,直线2x y -=经过A 、C 两点,且AB=2.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若直线DE 平行于x 轴并从C 点开始以每秒1个单位的速度沿y 轴正方向平移,且分别交y 轴、线 段BC 于点E 、D ,同时动点P 从点B 出发,沿BO 方向以每秒2个单位速度运动,(如图2);当点P
运动到原点O 时,直线DE 与点P 都停止运动,连DP ,若点P 运动时间为t 秒 ;设OP
ED OP ED s ?+=
,当 t 为何值时,s 有最小值,并求出最小值。
(3)在(2)的条件下,是否存在t 的值,使以P 、B 、D 为顶点的三角形与△ABC 相似;若存在,求t 的值;若不存在,请说明理由。
第
15页
【答案】解:(1)在y x 2=-中,由x=0得y=-2,∴C (0,-2)。
由 y=0得 x=2,∴A (2,0)。
∵AB=2,∴B (4,0)。
∴可设抛物线的解析式为()()y a x 2x 4=--,代入点C (0,-2)得1a 4=-
。 ∴抛物线的解析式为()()2113y x 2x 4x x 2442
=---=-+-。 (2)由题意:CE=t ,PB=2t ,OP=4-2t 。 ∵ED ∥BA ,∴△CED ∽△COB 。 ∴ED CE OB CO =,即ED t 42=。∴ED=2t 。 ∴()()()222t+42t ED OP 41s ===ED OP 2t 42t 4t +8t t 1+1
-+=??----。 ∴当t=1时,()2t 1+1--有最大值1。
∴当t=1时,ED OP s ED OP
+=?的值最小,最小值是1。 (3)存在。设BC 所在直线的解析式为y=kx+b ,由B (4,0),C (0,-2)得
4k+b=0b=2??-?,解得1k=2b=2
????-?,∴C 所在直线的解析式为1y=x 22-。 由题意可得:D 点的纵坐标为t -2,则D 点的横坐标为2t 。
∴()())22BD 42t t 2=52t =-+--。 又2222BC OB OC 4225++=
∵∠PBD=∠ABC ,∴以P 、B 、D 为顶点的三角形与△ABC 相似有两种情况: 当BP BD AB BC =时,即52t 2t 225
-=,解得2t 3=;
当BP BC
BD BA
=时,即
(
)
25
52t
=
-
,解得
10
t
7
=。
综上所述,当
2
t
3
=或
10
t
7
=时,以P、B、D为顶点的三角形与△ABC相似。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,二次函数的最值,相似三角形的判定和性质,勾股定理。
【分析】(1)求出C、A、B的坐标,设抛物线的解析式为y=a(x-2)(x-4),代入点C的坐标求出a即可。
(2)由题意:CE=t,PB=2t,OP=4-2t,由ED∥BA得出△CED∽△COB ,从而
ED CE
OB CO
=,求出
ED=2CE=2t,根据
()2
ED OP1
s=
ED OP t1+1
+
=
?--
,根据二次函数的最值求出即可。
(3)以P、B、D为顶点的三角形与△ABC相似有两种情况:
BP BD
AB BC
=和
BP BC
BD BA
=代入求出即可。
33. (2012福建宁德13分)如图,矩形OBCD的边OD、OB分别在x轴正半轴和y轴负半轴上,且OD=10,OB=8.将矩形的边BC绕点B逆时针旋转,使点C恰好与x轴上的点A重合.
(1)直接写出点A、B的坐标:A( ,)、B( ,);
(2)若抛物线y=-
1
3x
2+bx+c经过点A、B,则这条抛物线的解析式是;
(3)若点M是直线AB上方抛物线上的一个动点,作MN⊥x轴于点N.问是否存在点M,使△AMN
与△ACD相似?若存在,求出点M的坐标;若不存在,说明理由;
(4)当
7
2
≤x≤7,在抛物线上存在点P,使△ABP的面积最大,求△ABP面积的最大值.
【答案】解:(1)(6,0),(0,-8)。
第16页
第17页 (2)2110y x +
x 833
--=。 (3)存在。 设M 2110m m +m 833??-- ???
,, 则N (m ,0)MN=2110m +m 833
--,NA=6-m 。 又DA=4,CD=8,
①若点M 在点N 上方,MN NA CD DA
=,则△AMN ∽△ACD 。 ∴2110m +m 86m 3384
---=,即2m 16m+60=0-,解得m=6或m=10。 与点M 是直线AB 上方抛物线上的一个动点不符。
∴此时不存在点M ,使△AMN 与△ACD 相似。
②若点M 在点N 下方,MN NA CD DA
=,则△AMN ∽△ACD 。 ∴2110m m+86m 3384
--=,即2m 4m 12=0--,解得m=-2或m=6。 与点M 是直线AB 上方抛物线上的一个动点不符。
∴此时不存在点M ,使△AMN 与△ACD 相似。
③若点M 在点N 上方,MN NA DA CD
=,则△AMN ∽△ACD 。 ∴2110m +m 86m 3348
---=,即22m 23m+66=0-,方程无解。 ∴此时不存在点M ,使△AMN 与△ACD 相似。
④若点M 在点N 下方,MN NA DA CD
=,则△AMN ∽△ACD 。 ∴2110m m+86m 3348--=,即22m 17m+30=0-,解得m=52
或m=6。 当m=
52
时符合条件。 ∴此时存在点M (52,74-),使△AMN 与△ACD 相似。
第18页 综上所述,存在点M (52,74-),使△AMN 与△ACD 相似。 (4)设P (p ,2110p +
p 833--), 在2110y x +x 83
3
--=中,令y=0,得x=4或x=6。 ∴ 7 2≤x≤7分为 7 2
≤x <4,4≤x <6和6≤x≤7三个区间讨论: ①如图,当 7 2≤x <4时,过点P 作PH ⊥x 轴于点H 则OH=p ,HA=6-p ,PH=21
10p p+833
-。 ∴ABP OAB APH OBPH S S S S ???=--梯形
()()222
211110111068p p+8+8p 6p p p+82233233p +6p=p 3+9
????=??-?-?-?-?- ? ?????=--- ∴当 7 2
≤x <4时,ABP S ?随p 的增加而减小。 ∴当x= 7 2时,ABP S ?取得最大值,最大值为354。 ②如图,当4≤x <6时,过点P 作PH ⊥BC 于点H ,过点A
作AG ⊥BC 于点G 。
则BH= p ,HG=6-p ,PH=221
10110p +p 8+8=p +p 3333
---, ∴ABP BPH ABG PHGA S S +S S ???=-梯形
()()2222111011101p +p p+p +p+86p 682332332p +6p=p 3+9
????=?-??-?--?? ? ?????=--- ∴当4≤x <6时,ABP S ?随p 的增加而减小。
∴当x=4时,ABP S ?取得最大值,最大值为8。
③如图,当6≤x≤7时,过点P 作PH ⊥x 轴于点H 。 则OH=p ,HA= p -6,PH=21
10p p+833
-。 ∴ABP OAB APH OBPH S S S S ???=--梯形
第19页 ()()222
2111011110p p+8+8p 68p 6p p+82332233p 6p=p 39
????=?-?-??-?-?- ? ?????=---
∴当6≤x≤7时,ABP S ?随p 的增加而增加。
∴当x=7时,ABP S ?取得最大值,最大值为7。
综上所述,当x= 7 2时,ABP S ?取得最大值,最大值为354。 【考点】二次函数综合题,矩形的性质,旋转的性质,勾股定理, 曲线上点的坐标与方程的关系,相似三角形的判定,二次函数的性质。
【分析】(1)由OD =10,OB =8,矩形的边BC 绕点B 逆时针旋转,使点C 恰好与x 轴上的点A 重合,可得OA 2=AB 2-OB 2=102-82=36,∴OA=6。∴A (6,0),B (0,-8)。
(2)∵抛物线y =- 1 3
x 2+bx +c 经过点A 、B , ∴12+6b+c=0c=8-??-?,解得10b=3c=8
????-?。 ∴这条抛物线的解析式是2110y x +
x 833
--=。 (3)分①若点M 在点N 上方,MN NA CD DA =,②若点M 在点N 下方,MN NA CD DA
=,③若点M 在点N 上方,MN NA DA CD =,④若点M 在点N 下方,MN NA DA CD
=四种情况讨论即可。 (4)根据二次函数的性质,分 7 2≤x <4,4≤x <6和6≤x≤7三个区间分别求出最大值,比较即可。 34. (2012福建龙岩14分)在平面直角坐标系xoy 中, 一块含60°角的三角板作如图摆放,斜边 AB 在x 轴上,直角顶点C 在y 轴正半轴上,已知点A (-1,0).
(1)请直接写出点B 、C 的坐标:B ( , )、C ( , );并求经过A 、B 、C 三点的抛物 线解析式;
(2)现有与上述三角板完全一样的三角板DEF (其中∠EDF=90°,∠DEF=60°),把顶点E 放在线段 AB 上(点E 是不与A 、B 两点重合的动点),并使ED 所在直线经过点C . 此时,EF 所在直线与(1) 中的抛物线交于第一象限的点M .
①设AE=x ,当x 为何值时,△OCE ∽△OBC ;
第20页 ②在①的条件下探究:抛物线的对称轴上是否存在点P 使△PEM 是等腰三角形,若存在,请求 点P 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)B (3,0),C (0,3)。
∵A (—1,0)B (3,0)
∴可设过A 、B 、C 三点的抛物线为()()()y=a x+1x 3a 0-≠ 。
又∵C (0,3)在抛物线上,∴()()3=a 0+103-,解得3a=-。 ∴经过A 、B 、C 三点的抛物线解析式 ()()3y=x+1x 33--即2323y=x +x+333
-。 (2)①当△OCE ∽△OBC 时,则OC OE OB OC
=。 ∵OC=3, OE=AE —AO=x -1, OB=3,∴
33=。∴x=2。 ∴当x=2时,△OCE ∽△OBC 。
②存在点P 。
由①可知x=2,∴OE=1。∴E (1,0)。 此时,△CAE 为等边三角形。
∴∠AEC=∠A=60°。
又∵∠CEM=60°, ∴∠MEB=60°。
∴点C 与点M 关于抛物线的对称轴23
b 3x===12a 32--???- ???
对称。 ∵C (0,3),∴M (2,3)。
过M 作MN ⊥x 轴于点N (2,0),
第21页 ∴
∴ EN=1。
∴
EM 2==。
若△PEM 为等腰三角形,则:
ⅰ)当EP=EM 时, ∵EM=2,且点P 在直线x=1上,∴P(1,2)或P (1,-2)。
ⅱ)当EM=PM 时,点M 在EP 的垂直平分线上,∴P(1
,) 。
ⅲ)当PE=PM 时,点P 是线段EM 的垂直平分线与直线x=1的交点,∴P(1
∴综上所述,存在P 点坐标为(1,2)或(1,—2)或(1
,1
△EPM 为等腰三角形。
【考点】二次函数综合题,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,二次函数的性质,相似三角形的性质,等边三角形的判定和性质,勾股定理,等腰三角形的判定。
【分析】(1)由已知,根据锐角三角函数定义和特殊角的三角函数值可求出OC 和AB 的长,从而求得点
B 、
C 的坐标。设定交点式,用待定系数法,求得抛物线解析式。
(2)①根据相似三角形的性质,对应边成比例列式求解。
②求得EM 的长,分EP=EM , EM=PM 和PE=PM 三种情况求解即可。
35. (2012福建漳州12分)已知抛物线y=4
1x 2 + 1(如图所示). (1)填空:抛物线的顶点坐标是(______,______),对称轴是_____;
(2)已知y 轴上一点A(0,2),点P 在抛物线上,过点P 作PB ⊥x 轴,垂足为B .若△PAB 是等边三角 形,求点P 的坐标;
(3)在(2)的条件下,点M 在直线..AP 上.在平面内是否存在点N ,使四边形OAMN 为菱形?若存在,
直接写出所有..
满足条件的点N 的坐标;若不存在,请说明理由.
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