1.如图,在平面直角坐标系xOy中,O为坐标原点,抛物线y=a(x+3)(x﹣1)(a>0)与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧).
(1)求点A与点B的坐标;
(2)若a=3,点M是抛物线上一动点,若满足∠MAO不大于45°,求点M的横坐标m的取值范围.
(3)经过点B的直线l:y=kx+b与y轴正半轴交于点C.与抛物线的另一个交点为点D,且CD=4BC.若点P在抛物线对称轴上,点Q在抛物线上,以点B,D,P,Q为顶点的四边形能否成为矩形?若能,求出点P的坐标;若不能,请说明理由. 解:(1)y=a(x+3)(x﹣1),令y=0,则x=1或﹣3, 故点A、B的坐标分别为:(﹣3,0)、(1,0); (2)抛物线的表达式为:y=(x+3)(x﹣1)…①,
当∠MAO=45°时,如图所示,则直线AM的表达式为:y=x…②,
1
31
联立①②并解得:m=x=4或﹣3(舍去﹣3),故点M(4,7); ②∠M′AO=45°时
同理可得:点M(﹣2,﹣1); 故:﹣2≤m≤4;
(3)①当BD是矩形的对角线时,如图2所示,
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过点Q作x轴的平行线EF,过点B作BE⊥EF,过点D作DF⊥EF, 抛物线的表达式为:y=ax2+2ax﹣3a,函数的对称轴为:x=﹣1,
抛物线点A、B的坐标分别为:(﹣3,0)、(1,0),则点P的横坐标为:﹣1,OB=1, 而CD=4BC,则点D的横坐标为:﹣4,故点D(﹣4,5a),即HD=5a, 线段BD的中点K的横坐标为:﹣3a),则HF=BE=3a,
∵∠DQF+∠BQE=90°,∠BQE+∠QBE=90°,∴∠QBE=∠DQF, ∴△DFQ∽△QEB,则
𝐷𝐹𝑄𝐸
−4+12
=−,则点Q的横坐标为:﹣2,则点Q(﹣2,
2
3
=
𝐹𝑄𝐵𝐸
,8𝑎3
=
23𝑎
,解得:a=±(舍去负值),
1
2同理△PGB≌△DFQ(AAS),
∴PG=DF=8a=4,故点P(﹣1,4); ②如图3,当BD是矩形的边时,
作DI⊥x轴,QN⊥x轴,过点P作PL⊥DI于点L, 同理△PLD≌△BNQ(AAS),∴BN=PL=3, ∴点Q的横坐标为4,则点Q(4,21a), 则QN=DL=21a,同理△PLD∽△DIB,
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∴
𝑃𝐿𝐷𝐼
=
𝐿𝐷𝐵𝐼
,即
3
5𝑎
=
21𝑎5
,解得:a=±
√77(舍去负值),
LI=26a=
26√726√7,故点P(﹣1,),; 77
26√77
综上,点P的坐标为:P(﹣1,4)或(﹣1,
1
2).
2.如图,已知抛物线y=−𝑥2+bx+c的图象经过点A(﹣1,0)和点C(0,2),点D与点C关于x轴对称,点P是x轴上的一个动点,设点P的坐标为(m,0),过点P作x轴的垂线l交抛物线于点Q,交直线BD于点M. (1)求该抛物线所表示的二次函数的表达式;
(2)已知点F(0,),当点P在x轴正半轴上运动时,试求m为何值时,四边形DMQF
23
是平行四边形?
(3)点P在线段AB运动过程中,是否存在点Q,使得以点B、Q、M为顶点的三角形与△BOD相似?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
112−(1)将点A(﹣1,0)和点C(0,2)代入𝑦=−2𝑥+𝑏𝑥+𝑐中,得{2−𝑏+𝑐=0. 3
𝑏=解得{2.
𝑐=2
𝑐=2
则该抛物线解析式为:𝑦=−𝑥2+𝑥+2;
(2)由题意知点D坐标为(0,﹣2), 设直线BD解析式为y=kx+b,
4𝑘+𝑏=0将B(4,0)、D(0,﹣2)代入,得:{,
𝑏=−2解得:{𝑘=2,
𝑏=−2
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12321
∴直线BD解析式为y=x﹣2, 当点P在线段AB上时,
∵QM⊥x轴,P(m,0)(m>0),
∴Q(m,−2m2+2m+2)、M(m,m﹣2),
2
1
3
1
1
2则QM=−2m2+2m+2﹣(m﹣2)=−2m2+m+4,
2
13
1
1
∵F(0,),D(0,﹣2),
2
3
∴DF=, ∵QM∥DF,
∴当−2m2+m+4=2时,四边形DMQF是平行四边形, 解得:m=1−√2(舍去)或m=1+√2,
即当m=1+√2时,四边形DMQF是平行四边形;
(3)如图所示:
1
7
7
2
∵QM∥DF, ∴∠ODB=∠QMB, 分以下两种情况:
①当∠DOB=∠MBQ=90°时,△DOB∽△MBQ, 则
𝐷𝑂𝑂𝐵
=
𝑀𝐵𝐵𝑄
=
24
=,
2
1
∵∠MBQ=90°, ∴∠MBP+∠PBQ=90°,
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∵∠MPB=∠BPQ=90°, ∴∠MBP+∠BMP=90°, ∴∠BMP=∠PBQ, ∴△MBQ∽△BPQ, ∴
𝐵𝑀𝐵𝑄
=
𝐵𝑃𝑃𝑄
,即=
2
14−𝑚−𝑚2+𝑚+21232,
解得:m1=3、m2=4,
当m=4时,点P、Q、M均与点B重合,不能构成三角形,舍去, ∴m=3,点Q的坐标为(3,2);
②当∠BQM=90°时,此时点Q与点A重合,△BOD∽△BQM′, 此时m=﹣1,点Q的坐标为(﹣1,0);
综上,点Q的坐标为(3,2)或(﹣1,0)时,以点B、Q、M为顶点的三角形与△BOD相似.
3.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2﹣2x经过坐标原点,与x轴正半轴交于点A,该抛物线的顶点为M,直线y=−x+b经过点A,与y轴交于点B,连接OM. (1)求b的值及点M的坐标;
(2)将直线AB向下平移,得到过点M的直线y=mx+n,且与x轴负半轴交于点C,取点D(2,0),连接DM,求证:∠ADM﹣∠ACM=45°;
(3)点E是线段AB上一动点,点F是线段OA上一动点,连接EF,线段EF的延长线与线段OM交于点G.当∠BEF=2∠BAO时,是否存在点E,使得3GF=4EF?若存在,求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
1
213
(1)解:对于抛物线y=3x2﹣2x,令y=0,得到x2﹣2x=0,
3
1
1
解得x=0或6,
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∴A(6,0),
∵直线y=−2x+b经过点A, ∴0=﹣3+b, ∴b=3,
∵y=3x2﹣2x=3(x﹣3)2﹣3, ∴M(3,﹣3).
(2)证明:如图1中,设平移后的直线的解析式y=−2x+n.
1
1
11
∵平移后的直线经过M(3,﹣3), ∴﹣3=−2+n, ∴n=−2,
∴平移后的直线的解析式为y=−x−, 过点D(2,0)作DH⊥MC于H, 则直线DH的解析式为y=2x﹣4, 由{
𝑦=2𝑥−4
13,解得{𝑦=−2, 𝑦=−𝑥−
221
23233
𝑥=1
∴H(1,﹣2),
∵D(2,0),M(3,﹣3),
∴DH=√22+12=√5,HM=√12+22=√5, ∴DH=HM. ∴∠DMC=45°,
∵∠ADM=∠DMC+∠ACM,
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∴∠ADM﹣∠ACM=45°.
(3)解:如图2中,过点G作GH⊥OA于H,过点E作EK⊥OA于K.
∵∠BEF=2∠BAO,∠BEF=∠BAO+∠EFA, ∴∠EFA=∠BAO,
∵∠EFA=∠GFH,tan∠BAO=∴tan∠GFH=tan∠EFK=2, ∵GH∥EK, ∴
𝐺𝐹𝐸𝐹
1
𝑂𝐵31
==, 𝑂𝐴62=
𝐺𝐻𝐸𝐾
=,设GH=4k,EK=3k,
3
4
则OH=HG=4k,FH=8k,FK=AK=6k, ∴OF=AF=12k=3, ∴k=4,
∴OF=3,FK=AK=2,EK=4, ∴OK=2, ∴E(,).
2
49
39
3
3
1
4.如图,已知抛物线:y1=﹣x2﹣2x+3与x轴交于A,B两点(A在B的左侧),与y轴交于点C.
(1)直接写出点A,B,C的坐标;
(2)将抛物线y1经过向右与向下平移,使得到的抛物线y2与x轴交于B,B'两点(B'在B的右侧),顶点D的对应点为点D',若∠BD'B'=90°,求点B'的坐标及抛物线y2的解析式;
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(3)在(2)的条件下,若点Q在x轴上,则在抛物线y1或y2上是否存在点P,使以B′,C,Q,P为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,求出所有符合条件的点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
解:(1)对于y1=﹣x2﹣2x+3,令y1=0,得到﹣x2﹣2x+3=0,解得x=﹣3或1, ∴A(﹣3,0),B(1,0), 令x=0,得到y1=3, ∴C(0,3).
(2)设平移后的抛物线的解析式为y2=﹣(x﹣a)2+b, 如图1中,过点D′作D′H⊥OB′于H,连接BD′.
∵D′是抛物线的顶点,
∴D′B=D′B′,D′(a,b), ∵∠BD′B′=90°,D′H⊥BB′, ∴BH=HB′,
∴D′H=BH=HB′=b, ∴a=1+b,
又∵y2=﹣(x﹣a)2+b,经过B(1,0),
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∴b=(1﹣a)2,
解得a=2或1(不合题意舍弃),b=1,
∴B′(3,0),y2=﹣(x﹣2)2+1=﹣x2+4x﹣3.
(3)如图2中,
观察图象可知,当点P的纵坐标为3或﹣3时,存在满足条件的平行四边形. 对于y1=﹣x2﹣2x+3,令y1=3,x2+2x=0,解得x=0或﹣2,可得P1(﹣2,3), 令y1=﹣3,则x2+2x﹣6=0,解得x=﹣1±√7,可得P2(﹣1−√7,﹣3),P3(﹣1+√7,﹣3),
对于y2=﹣x2+4x﹣3,令y2=3,方程无解,
令y2=﹣3,则x2﹣4x=0,解得x=0或4,可得P4(0,﹣3),P5(4,﹣3), 综上所述,满足条件的点P的坐标为(﹣2,3)或(﹣1−√7,﹣3)或(﹣1+√7,﹣3)或(0,﹣3)或(4,﹣3).
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