初中數(shù)學二次函數(shù)壓軸題.doc
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初中數(shù)學二次函數(shù)壓軸題.doc
2014年中考數(shù)學沖刺復習資料:二次函數(shù)壓軸題
面積類
1.如圖,已知拋物線經(jīng)過點A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3)三點.
(1)求拋物線的解析式.
(2)點M是線段BC上的點(不與B,C重合),過M作MN∥y軸交拋物線于N,若點M的橫坐標為m,請用m的代數(shù)式表示MN的長.
(3)在(2)的條件下,連接NB、NC,是否存在m,使△BNC的面積最大?若存在,求m的值;若不存在,說明理由.
2.如圖,拋物線的圖象與x軸交于A、B兩點,與y軸交于C點,已知B點坐標為(4,0).
(1)求拋物線的解析式;
(2)試探究△ABC的外接圓的圓心位置,并求出圓心坐標;
(3)若點M是線段BC下方的拋物線上一點,求△MBC的面積的最大值,并求出此時M點的坐標.
平行四邊形類
3.如圖,在平面直角坐標系中,拋物線y=x2+mx+n經(jīng)過點A(3,0)、B(0,﹣3),點P是直線AB上的動點,過點P作x軸的垂線交拋物線于點M,設點P的橫坐標為t.
(1)分別求出直線AB和這條拋物線的解析式.
(2)若點P在第四象限,連接AM、BM,當線段PM最長時,求△ABM的面積.
(3)是否存在這樣的點P,使得以點P、M、B、O為頂點的四邊形為平行四邊形?若存在,請直接寫出點P的橫坐標;若不存在,請說明理由.
4.如圖,在平面直角坐標系中放置一直角三角板,其頂點為A(0,1),B(2,0),O(0,0),將此三角板繞原點O逆時針旋轉(zhuǎn)90°,得到△A′B′O.
(1)一拋物線經(jīng)過點A′、B′、B,求該拋物線的解析式;
(2)設點P是在第一象限內(nèi)拋物線上的一動點,是否存在點P,使四邊形PB′A′B的面積是△A′B′O面積4倍?若存在,請求出P的坐標;若不存在,請說明理由.
(3)在(2)的條件下,試指出四邊形PB′A′B是哪種形狀的四邊形?并寫出四邊形PB′A′B的兩條性質(zhì).
5.如圖,拋物線y=x2﹣2x+c的頂點A在直線l:y=x﹣5上.
(1)求拋物線頂點A的坐標;
(2)設拋物線與y軸交于點B,與x軸交于點C、D(C點在D點的左側(cè)),試判斷△ABD的形狀;
(3)在直線l上是否存在一點P,使以點P、A、B、D為頂點的四邊形是平行四邊形?若存在,求點P的坐標;若不存在,請說明理由.
周長類
6.如圖,Rt△ABO的兩直角邊OA、OB分別在x軸的負半軸和y軸的正半軸上,O為坐標原點,A、B兩點的坐標分別為(﹣3,0)、(0,4),拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過點B,且頂點在直線x=上.
(1)求拋物線對應的函數(shù)關系式;
(2)若把△ABO沿x軸向右平移得到△DCE,點A、B、O的對應點分別是D、C、E,當四邊形ABCD是菱形時,試判斷點C和點D是否在該拋物線上,并說明理由;
(3)在(2)的條件下,連接BD,已知對稱軸上存在一點P使得△PBD的周長最小,求出P點的坐標;
(4)在(2)、(3)的條件下,若點M是線段OB上的一個動點(點M與點O、B不重合),過點M作∥BD交x軸于點N,連接PM、PN,設OM的長為t,△PMN的面積為S,求S和t的函數(shù)關系式,并寫出自變量t的取值范圍,S是否存在最大值?若存在,求出最大值和此時M點的坐標;若不存在,說明理由.
等腰三角形類
7.如圖,點A在x軸上,OA=4,將線段OA繞點O順時針旋轉(zhuǎn)120°至OB的位置.
(1)求點B的坐標;
(2)求經(jīng)過點A、O、B的拋物線的解析式;
(3)在此拋物線的對稱軸上,是否存在點P,使得以點P、O、B為頂點的三角形是等腰三角形?若存在,求點P的坐標;若不存在,說明理由.
8.在平面直角坐標系中,現(xiàn)將一塊等腰直角三角板ABC放在第二象限,斜靠在兩坐標軸上,且點A(0,2),點C(﹣1,0),如圖所示:拋物線y=ax2+ax﹣2經(jīng)過點B.
(1)求點B的坐標;
(2)求拋物線的解析式;
(3)在拋物線上是否還存在點P(點B除外),使△ACP仍然是以AC為直角邊的等腰直角三角形?若存在,求所有點P的坐標;若不存在,請說明理由.
9.在平面直角坐標系中,現(xiàn)將一塊等腰直角三角板放在第一象限,斜靠在兩坐標軸上,且點A(0,2),點C(1,0),如圖所示,拋物線y=ax2﹣ax﹣2經(jīng)過點B.
(1)求點B的坐標;
(2)求拋物線的解析式;
(3)在拋物線上是否還存在點P(點B除外),使△ACP仍然是以AC為直角邊的等腰直角三角形?若存在,求所有點P的坐標;若不存在,請說明理由.
綜合類
10.如圖,已知拋物線y=x2+bx+c的圖象與x軸的一個交點為B(5,0),另一個交點為A,且與y軸交于點C(0,5).
(1)求直線BC與拋物線的解析式;
(2)若點M是拋物線在x軸下方圖象上的一動點,過點M作MN∥y軸交直線BC于點N,求MN的最大值;
(3)在(2)的條件下,MN取得最大值時,若點P是拋物線在x軸下方圖象上任意一點,以BC為邊作平行四邊形CBPQ,設平行四邊形CBPQ的面積為S1,△ABN的面積為S2,且S1=6S2,求點P的坐標.
11.如圖,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)的圖象過點C(0,1),頂點為Q(2,3),點D在x軸正半軸上,且OD=OC.
(1)求直線CD的解析式;
(2)求拋物線的解析式;
(3)將直線CD繞點C逆時針方向旋轉(zhuǎn)45°所得直線與拋物線相交于另一點E,求證:△CEQ∽△CDO;
(4)在(3)的條件下,若點P是線段QE上的動點,點F是線段OD上的動點,問:在P點和F點移動過程中,△PCF的周長是否存在最小值?若存在,求出這個最小值;若不存在,請說明理由.
12.如圖,拋物線與x軸交于A(1,0)、B(﹣3,0)兩點,與y軸交于點C(0,3),設拋物線的頂點為D.
(1)求該拋物線的解析式與頂點D的坐標.
(2)試判斷△BCD的形狀,并說明理由.
(3)探究坐標軸上是否存在點P,使得以P、A、C為頂點的三角形與△BCD相似?若存在,請直接寫出點P的坐標;若不存在,請說明理由.
對應練習
13.如圖,已知拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于A、B兩點,過點A的直線l與拋物線交于點C,其中A點的坐標是(1,0),C點坐標是(4,3).
(1)求拋物線的解析式;
(2)在(1)中拋物線的對稱軸上是否存在點D,使△BCD的周長最???若存在,求出點D的坐標,若不存在,請說明理由;
(3)若點E是(1)中拋物線上的一個動點,且位于直線AC的下方,試求△ACE的最大面積及E點的坐標.
14.如圖,已知拋物線y=﹣x2+bx+4與x軸相交于A、B兩點,與y軸相交于點C,若已知A點的坐標為A(﹣2,0).
(1)求拋物線的解析式及它的對稱軸方程;
(2)求點C的坐標,連接AC、BC并求線段BC所在直線的解析式;
(3)試判斷△AOC與△COB是否相似?并說明理由;
(4)在拋物線的對稱軸上是否存在點Q,使△ACQ為等腰三角形?若存在,求出符合條件的Q點坐標;若不存在,請說明理由.
15.如圖,在坐標系xOy中,△ABC是等腰直角三角形,∠BAC=90°,A(1,0),B(0,2),拋物線y=x2+bx﹣2的圖象過C點.
(1)求拋物線的解析式;
(2)平移該拋物線的對稱軸所在直線l.當l移動到何處時,恰好將△ABC的面積分為相等的兩部分?
(3)點P是拋物線上一動點,是否存在點P,使四邊形PACB為平行四邊形?若存在,求出P點坐標;若不存在,說明理由.
2014年中考數(shù)學沖刺復習資料:二次函數(shù)壓軸題
面積類
2.如圖,拋物線的圖象與x軸交于A、B兩點,與y軸交于C點,已知B點坐標為(4,0).
(1)求拋物線的解析式;
(2)試探究△ABC的外接圓的圓心位置,并求出圓心坐標;
(3)若點M是線段BC下方的拋物線上一點,求△MBC的面積的最大值,并求出此時M點的坐標.
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專題:壓軸題;轉(zhuǎn)化思想.
分析:(1)該函數(shù)解析式只有一個待定系數(shù),只需將B點坐標代入解析式中即可.
(2)首先根據(jù)拋物線的解析式確定A點坐標,然后通過證明△ABC是直角三角形來推導出直徑AB和圓心的位置,由此確定圓心坐標.
(3)△MBC的面積可由S△MBC=BC×h表示,若要它的面積最大,需要使h取最大值,即點M到直線BC的距離最大,若設一條平行于BC的直線,那么當該直線與拋物線有且只有一個交點時,該交點就是點M.
解答:
解:(1)將B(4,0)代入拋物線的解析式中,得:
0=16a﹣×4﹣2,即:a=;
∴拋物線的解析式為:y=x2﹣x﹣2.
(2)由(1)的函數(shù)解析式可求得:A(﹣1,0)、C(0,﹣2);
∴OA=1,OC=2,OB=4,
即:OC2=OA?OB,又:OC⊥AB,
∴△OAC∽△OCB,得:∠OCA=∠OBC;
∴∠ACB=∠OCA+∠OCB=∠OBC+∠OCB=90°,
∴△ABC為直角三角形,AB為△ABC外接圓的直徑;
所以該外接圓的圓心為AB的中點,且坐標為:(,0).
(3)已求得:B(4,0)、C(0,﹣2),可得直線BC的解析式為:y=x﹣2;
設直線l∥BC,則該直線的解析式可表示為:y=x+b,當直線l與拋物線只有一個交點時,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;
∴直線l:y=x﹣4.
所以點M即直線l和拋物線的唯一交點,有:
,解得:即 M(2,﹣3).
過M點作MN⊥x軸于N,
S△BMC=S梯形OCMN+S△MNB﹣S△OCB=×2×(2+3)+×2×3﹣×2×4=4.
平行四邊形類
3.如圖,在平面直角坐標系中,拋物線y=x2+mx+n經(jīng)過點A(3,0)、B(0,﹣3),點P是直線AB上的動點,過點P作x軸的垂線交拋物線于點M,設點P的橫坐標為t.
(1)分別求出直線AB和這條拋物線的解析式.
(2)若點P在第四象限,連接AM、BM,當線段PM最長時,求△ABM的面積.
(3)是否存在這樣的點P,使得以點P、M、B、O為頂點的四邊形為平行四邊形?若存在,請直接寫出點P的橫坐標;若不存在,請說明理由.
考點:二次函數(shù)綜合題;解一元二次方程-因式分解法;待定系數(shù)法求一次函數(shù)解析式;待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式;三角形的面積;平行四邊形的判定.菁優(yōu)網(wǎng)版權所有
專題:壓軸題;存在型.
分析:
(1)分別利用待定系數(shù)法求兩函數(shù)的解析式:把A(3,0)B(0,﹣3)分別代入y=x2+mx+n與y=kx+b,得到關于m、n的兩個方程組,解方程組即可;
(2)設點P的坐標是(t,t﹣3),則M(t,t2﹣2t﹣3),用P點的縱坐標減去M的縱坐標得到PM的長,即PM=(t﹣3)﹣(t2﹣2t﹣3)=﹣t2+3t,然后根據(jù)二次函數(shù)的最值得到
當t=﹣=時,PM最長為=,再利用三角形的面積公式利用S△ABM=S△BPM+S△APM計算即可;
(3)由PM∥OB,根據(jù)平行四邊形的判定得到當PM=OB時,點P、M、B、O為頂點的四邊形為平行四邊形,然后討論:當P在第四象限:PM=OB=3,PM最長時只有,所以不可能;當P在第一象限:PM=OB=3,(t2﹣2t﹣3)﹣(t﹣3)=3;當P在第三象限:PM=OB=3,t2﹣3t=3,分別解一元二次方程即可得到滿足條件的t的值.
解答:
解:(1)把A(3,0)B(0,﹣3)代入y=x2+mx+n,得
解得,所以拋物線的解析式是y=x2﹣2x﹣3.
設直線AB的解析式是y=kx+b,
把A(3,0)B(0,﹣3)代入y=kx+b,得,解得,
所以直線AB的解析式是y=x﹣3;
(2)設點P的坐標是(t,t﹣3),則M(t,t2﹣2t﹣3),
因為p在第四象限,
所以PM=(t﹣3)﹣(t2﹣2t﹣3)=﹣t2+3t,
當t=﹣=時,二次函數(shù)的最大值,即PM最長值為=,
則S△ABM=S△BPM+S△APM==.
(3)存在,理由如下:
∵PM∥OB,
∴當PM=OB時,點P、M、B、O為頂點的四邊形為平行四邊形,
①當P在第四象限:PM=OB=3,PM最長時只有,所以不可能有PM=3.
②當P在第一象限:PM=OB=3,(t2﹣2t﹣3)﹣(t﹣3)=3,解得t1=,t2=(舍去),所以P點的橫坐標是;
③當P在第三象限:PM=OB=3,t2﹣3t=3,解得t1=(舍去),t2=,所以P點的橫坐標是.
所以P點的橫坐標是或.
4.如圖,在平面直角坐標系中放置一直角三角板,其頂點為A(0,1),B(2,0),O(0,0),將此三角板繞原點O逆時針旋轉(zhuǎn)90°,得到△A′B′O.
(1)一拋物線經(jīng)過點A′、B′、B,求該拋物線的解析式;
(2)設點P是在第一象限內(nèi)拋物線上的一動點,是否存在點P,使四邊形PB′A′B的面積是△A′B′O面積4倍?若存在,請求出P的坐標;若不存在,請說明理由.
(3)在(2)的條件下,試指出四邊形PB′A′B是哪種形狀的四邊形?并寫出四邊形PB′A′B的兩條性質(zhì).
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專題:壓軸題.
分析:
(1)利用旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)得出A′(﹣1,0),B′(0,2),再利用待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式即可;
(2)利用S四邊形PB′A′B=S△B′OA′+S△PB′O+S△POB,再假設四邊形PB′A′B的面積是△A′B′O面積的4倍,得出一元二次方程,得出P點坐標即可;
(3)利用P點坐標以及B點坐標即可得出四邊形PB′A′B為等腰梯形,利用等腰梯形性質(zhì)得出答案即可.
解答:
解:(1)△A′B′O是由△ABO繞原點O逆時針旋轉(zhuǎn)90°得到的,
又A(0,1),B(2,0),O(0,0),
∴A′(﹣1,0),B′(0,2).
方法一:
設拋物線的解析式為:y=ax2+bx+c(a≠0),
∵拋物線經(jīng)過點A′、B′、B,
∴,解得:,∴滿足條件的拋物線的解析式為y=﹣x2+x+2.
方法二:∵A′(﹣1,0),B′(0,2),B(2,0),
設拋物線的解析式為:y=a(x+1)(x﹣2)
將B′(0,2)代入得出:2=a(0+1)(0﹣2),
解得:a=﹣1,
故滿足條件的拋物線的解析式為y=﹣(x+1)(x﹣2)=﹣x2+x+2;
(2)∵P為第一象限內(nèi)拋物線上的一動點,
設P(x,y),則x>0,y>0,P點坐標滿足y=﹣x2+x+2.
連接PB,PO,PB′,
∴S四邊形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面積為:×1×2=1,
假設四邊形PB′A′B的面積是△A′B′O面積的4倍,則
4=﹣x2+2x+3,
即x2﹣2x+1=0,
解得:x1=x2=1,
此時y=﹣12+1+2=2,即P(1,2).
∴存在點P(1,2),使四邊形PB′A′B的面積是△A′B′O面積的4倍.
(3)四邊形PB′A′B為等腰梯形,答案不唯一,下面性質(zhì)中的任意2個均可.
①等腰梯形同一底上的兩個內(nèi)角相等;②等腰梯形對角線相等;
③等腰梯形上底與下底平行;④等腰梯形兩腰相等.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(10分)
或用符號表示:
①∠B′A′B=∠PBA′或∠A′B′P=∠BPB′;②PA′=B′B;③B′P∥A′B;④B′A′=PB.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(10分)
5.如圖,拋物線y=x2﹣2x+c的頂點A在直線l:y=x﹣5上.
(1)求拋物線頂點A的坐標;
(2)設拋物線與y軸交于點B,與x軸交于點C、D(C點在D點的左側(cè)),試判斷△ABD的形狀;
(3)在直線l上是否存在一點P,使以點P、A、B、D為頂點的四邊形是平行四邊形?若存在,求點P的坐標;若不存在,請說明理由.
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專題:壓軸題;分類討論.
分析:
(1)先根據(jù)拋物線的解析式得出其對稱軸,由此得到頂點A的橫坐標,然后代入直線l的解析式中即可求出點A的坐標.
(2)由A點坐標可確定拋物線的解析式,進而可得到點B的坐標.則AB、AD、BD三邊的長可得,然后根據(jù)邊長確定三角形的形狀.
(3)若以點P、A、B、D為頂點的四邊形是平行四邊形,應分①AB為對角線、②AD為對角線兩種情況討論,即①ADPB、②ABPD,然后結合勾股定理以及邊長的等量關系列方程求出P點的坐標.
解答:
解:(1)∵頂點A的橫坐標為x=﹣=1,且頂點A在y=x﹣5上,
∴當x=1時,y=1﹣5=﹣4,
∴A(1,﹣4).
(2)△ABD是直角三角形.
將A(1,﹣4)代入y=x2﹣2x+c,可得,1﹣2+c=﹣4,∴c=﹣3,
∴y=x2﹣2x﹣3,∴B(0,﹣3)
當y=0時,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.
由題意知:直線y=x﹣5交y軸于點E(0,﹣5),交x軸于點F(5,0)
∴OE=OF=5,
又∵OB=OD=3
∴△OEF與△OBD都是等腰直角三角形
∴BD∥l,即PA∥BD
則構成平行四邊形只能是PADB或PABD,如圖,
過點P作y軸的垂線,過點A作x軸的垂線交過P且平行于x軸的直線于點G.
設P(x1,x1﹣5),則G(1,x1﹣5)
則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),
存在點P(﹣2,﹣7)或P(4,﹣1)使以點A、B、D、P為頂點的四邊形是平行四邊形.
周長類
6.如圖,Rt△ABO的兩直角邊OA、OB分別在x軸的負半軸和y軸的正半軸上,O為坐標原點,A、B兩點的坐標分別為(﹣3,0)、(0,4),拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過點B,且頂點在直線x=上.
(1)求拋物線對應的函數(shù)關系式;
(2)若把△ABO沿x軸向右平移得到△DCE,點A、B、O的對應點分別是D、C、E,當四邊形ABCD是菱形時,試判斷點C和點D是否在該拋物線上,并說明理由;
(3)在(2)的條件下,連接BD,已知對稱軸上存在一點P使得△PBD的周長最小,求出P點的坐標;
(4)在(2)、(3)的條件下,若點M是線段OB上的一個動點(點M與點O、B不重合),過點M作∥BD交x軸于點N,連接PM、PN,設OM的長為t,△PMN的面積為S,求S和t的函數(shù)關系式,并寫出自變量t的取值范圍,S是否存在最大值?若存在,求出最大值和此時M點的坐標;若不存在,說明理由.
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專題:壓軸題.
分析:(1)根據(jù)拋物線y=經(jīng)過點B(0,4),以及頂點在直線x=上,得出b,c即可;
(2)根據(jù)菱形的性質(zhì)得出C、D兩點的坐標分別是(5,4)、(2,0),利用圖象上點的性質(zhì)得出x=5或2時,y的值即可.
(3)首先設直線CD對應的函數(shù)關系式為y=kx+b,求出解析式,當x=時,求出y即可;
(4)利用MN∥BD,得出△OMN∽△OBD,進而得出,得到ON=,進而表示出△PMN的面積,利用二次函數(shù)最值求出即可.
解答:
解:(1)∵拋物線y=經(jīng)過點B(0,4)∴c=4,
∵頂點在直線x=上,∴﹣=﹣=,∴b=﹣;
∴所求函數(shù)關系式為;
(2)在Rt△ABO中,OA=3,OB=4,∴AB=,
∵四邊形ABCD是菱形,∴BC=CD=DA=AB=5,
∴C、D兩點的坐標分別是(5,4)、(2,0),
當x=5時,y=,
當x=2時,y=,
∴點C和點D都在所求拋物線上;
(3)設CD與對稱軸交于點P,則P為所求的點,
設直線CD對應的函數(shù)關系式為y=kx+b,
則,解得:,∴,
當x=時,y=,∴P(),
(4)∵MN∥BD,
∴△OMN∽△OBD,
∴即得ON=,
設對稱軸交x于點F,
則(PF+OM)?OF=(+t)×,
∵,
S△PNF=×NF?PF=×(﹣t)×=,
S=(﹣),
=﹣(0<t<4),
a=﹣<0∴拋物線開口向下,S存在最大值.
由S△PMN=﹣t2+t=﹣(t﹣)2+,
∴當t=時,S取最大值是,此時,點M的坐標為(0,).
等腰三角形類
7.如圖,點A在x軸上,OA=4,將線段OA繞點O順時針旋轉(zhuǎn)120°至OB的位置.
(1)求點B的坐標;
(2)求經(jīng)過點A、O、B的拋物線的解析式;
(3)在此拋物線的對稱軸上,是否存在點P,使得以點P、O、B為頂點的三角形是等腰三角形?若存在,求點P的坐標;若不存在,說明理由.
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專題:壓軸題;分類討論.
分析:
(1)首先根據(jù)OA的旋轉(zhuǎn)條件確定B點位置,然后過B做x軸的垂線,通過構建直角三角形和OB的長(即OA長)確定B點的坐標.
(2)已知O、A、B三點坐標,利用待定系數(shù)法求出拋物線的解析式.
(3)根據(jù)(2)的拋物線解析式,可得到拋物線的對稱軸,然后先設出P點的坐標,而O、B坐標已知,可先表示出△OPB三邊的邊長表達式,然后分①OP=OB、②OP=BP、③OB=BP三種情況分類討論,然后分辨是否存在符合條件的P點.
解答:
解:(1)如圖,過B點作BC⊥x軸,垂足為C,則∠BCO=90°,
∵∠AOB=120°,∴∠BOC=60°,
又∵OA=OB=4,∴OC=OB=×4=2,BC=OB?sin60°=4×=2,
∴點B的坐標為(﹣2,﹣2);
(2)∵拋物線過原點O和點A、B,∴可設拋物線解析式為y=ax2+bx,
將A(4,0),B(﹣2.﹣2)代入,得
,解得,∴此拋物線的解析式為y=﹣x2+x
(3)存在,
如圖,拋物線的對稱軸是直線x=2,直線x=2與x軸的交點為D,設點P的坐標為(2,y),
①若OB=OP,
則22+|y|2=42,解得y=±2,
當y=2時,在Rt△POD中,∠PDO=90°,sin∠POD==,
∴∠POD=60°,
∴∠POB=∠POD+∠AOB=60°+120°=180°,
即P、O、B三點在同一直線上,
∴y=2不符合題意,舍去,
∴點P的坐標為(2,﹣2)
②若OB=PB,則42+|y+2|2=42,
解得y=﹣2,
故點P的坐標為(2,﹣2),
③若OP=BP,則22+|y|2=42+|y+2|2,
解得y=﹣2,
故點P的坐標為(2,﹣2),
綜上所述,符合條件的點P只有一個,其坐標為(2,﹣2),
8.在平面直角坐標系中,現(xiàn)將一塊等腰直角三角板ABC放在第二象限,斜靠在兩坐標軸上,且點A(0,2),點C(﹣1,0),如圖所示:拋物線y=ax2+ax﹣2經(jīng)過點B.
(1)求點B的坐標;
(2)求拋物線的解析式;
(3)在拋物線上是否還存在點P(點B除外),使△ACP仍然是以AC為直角邊的等腰直角三角形?若存在,求所有點P的坐標;若不存在,請說明理由.
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專題:壓軸題.
分析:
(1)根據(jù)題意,過點B作BD⊥x軸,垂足為D;根據(jù)角的互余的關系,易得B到x、y軸的距離,即B的坐標;
(2)根據(jù)拋物線過B點的坐標,可得a的值,進而可得其解析式;
(3)首先假設存在,分A、C是直角頂點兩種情況討論,根據(jù)全等三角形的性質(zhì),可得答案.
解答:
解:(1)過點B作BD⊥x軸,垂足為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)
∴點B的坐標為(﹣3,1);(4分)
(2)拋物線y=ax2+ax﹣2經(jīng)過點B(﹣3,1),
則得到1=9a﹣3a﹣2,(5分)
解得a=,
所以拋物線的解析式為y=x2+x﹣2;(7分)
(3)假設存在點P,使得△ACP仍然是以AC為直角邊的等腰直角三角形:
①若以點C為直角頂點;
則延長BC至點P1,使得P1C=BC,得到等腰直角三角形△ACP1,(8分)
過點P1作P1M⊥x軸,
∵CP1=BC,∠MCP1=∠BCD,∠P1MC=∠BDC=90°,
∴△MP1C≌△DBC.(10分)
∴CM=CD=2,P1M=BD=1,可求得點P1(1,﹣1);(11分)
②若以點A為直角頂點;
則過點A作AP2⊥CA,且使得AP2=AC,得到等腰直角三角形△ACP2,(12分)
過點P2作P2N⊥y軸,同理可證△AP2N≌△CAO,(13分)
∴NP2=OA=2,AN=OC=1,可求得點P2(2,1),(14分)
經(jīng)檢驗,點P1(1,﹣1)與點P2(2,1)都在拋物線y=x2+x﹣2上.(16分)
9.在平面直角坐標系中,現(xiàn)將一塊等腰直角三角板放在第一象限,斜靠在兩坐標軸上,且點A(0,2),點C(1,0),如圖所示,拋物線y=ax2﹣ax﹣2經(jīng)過點B.
(1)求點B的坐標;
(2)求拋物線的解析式;
(3)在拋物線上是否還存在點P(點B除外),使△ACP仍然是以AC為直角邊的等腰直角三角形?若存在,求所有點P的坐標;若不存在,請說明理由.
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專題:代數(shù)幾何綜合題;壓軸題.
分析:
(1)首先過點B作BD⊥x軸,垂足為D,易證得△BDC≌△COA,即可得BD=OC=1,CD=OA=2,則可求得點B的坐標;
(2)利用待定系數(shù)法即可求得二次函數(shù)的解析式;
(3)分別從①以AC為直角邊,點C為直角頂點,則延長BC至點P1使得P1C=BC,得到等腰直角三角形ACP1,過點P1作P1M⊥x軸,②若以AC為直角邊,點A為直角頂點,則過點A作AP2⊥CA,且使得AP2=AC,得到等腰直角三角形ACP2,過點P2作P2N⊥y軸,③若以AC為直角邊,點A為直角頂點,則過點A作AP3⊥CA,且使得AP3=AC,得到等腰直角三角形ACP3,過點P3作P3H⊥y軸,去分析則可求得答案.
解答:
解:(1)過點B作BD⊥x軸,垂足為D,
∵∠BCD+∠ACO=90°,∠AC0+∠OAC=90°,
∴∠BCD=∠CAO,
又∵∠BDC=∠COA=90°,CB=AC,
∴△BDC≌△COA,
∴BD=OC=1,CD=OA=2,
∴點B的坐標為(3,1);
(2)∵拋物線y=ax2﹣ax﹣2過點B(3,1),
∴1=9a﹣3a﹣2,
解得:a=,
∴拋物線的解析式為y=x2﹣x﹣2;
(3)假設存在點P,使得△ACP是等腰直角三角形,
①若以AC為直角邊,點C為直角頂點,
則延長BC至點P1使得P1C=BC,得到等腰直角三角形ACP1,過點P1作P1M⊥x軸,如圖(1),
∵CP1=BC,∠MCP1=∠BCD,∠P1MC=∠BDC=90°,
∴△MP1C≌△DBC,
∴CM=CD=2,P1M=BD=1,
∴P1(﹣1,﹣1),經(jīng)檢驗點P1在拋物線y=x2﹣x﹣2上;
②若以AC為直角邊,點A為直角頂點,則過點A作AP2⊥CA,且使得AP2=AC,
得到等腰直角三角形ACP2,過點P2作P2N⊥y軸,如圖(2),
同理可證△AP2N≌△CAO,
∴NP2=OA=2,AN=OC=1,
∴P2(﹣2,1),經(jīng)檢驗P2(﹣2,1)也在拋物線y=x2﹣x﹣2上;
③若以AC為直角邊,點A為直角頂點,則過點A作AP3⊥CA,且使得AP3=AC,
得到等腰直角三角形ACP3,過點P3作P3H⊥y軸,如圖(3),
同理可證△AP3H≌△CAO,
∴HP3=OA=2,AH=OC=1,
∴P3(2,3),經(jīng)檢驗P3(2,3)不在拋物線y=x2﹣x﹣2上;
故符合條件的點有P1(﹣1,﹣1),P2(﹣2,1)兩點.
綜合類
10.如圖,已知拋物線y=x2+bx+c的圖象與x軸的一個交點為B(5,0),另一個交點為A,且與y軸交于點C(0,5).
(1)求直線BC與拋物線的解析式;
(2)若點M是拋物線在x軸下方圖象上的一動點,過點M作MN∥y軸交直線BC于點N,求MN的最大值;
(3)在(2)的條件下,MN取得最大值時,若點P是拋物線在x軸下方圖象上任意一點,以BC為邊作平行四邊形CBPQ,設平行四邊形CBPQ的面積為S1,△ABN的面積為S2,且S1=6S2,求點P的坐標.
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專題:壓軸題.
分析:(1)設直線BC的解析式為y=mx+n,將B(5,0),C(0,5)兩點的坐標代入,運用待定系數(shù)法即可求出直線BC的解析式;同理,將B(5,0),C(0,5)兩點∑的坐標代入y=x2+bx+c,運用待定系數(shù)法即可求出拋物線的解析式;
(2)MN的長是直線BC的函數(shù)值與拋物線的函數(shù)值的差,據(jù)此可得出一個關于MN的長和M點橫坐標的函數(shù)關系式,根據(jù)函數(shù)的性質(zhì)即可求出MN的最大值;
(3)先求出△ABN的面積S2=5,則S1=6S2=30.再設平行四邊形CBPQ的邊BC上的高為BD,根據(jù)平行四邊形的面積公式得出BD=3,過點D作直線BC的平行線,交拋物線與點P,交x軸于點E,在直線DE上截取PQ=BC,則四邊形CBPQ為平行四邊形.證明△EBD為等腰直角三角形,則BE=BD=6,求出E的坐標為(﹣1,0),運用待定系數(shù)法求出直線PQ的解析式為y=﹣x﹣1,然后解方程組,即可求出點P的坐標.
解答:
解:(1)設直線BC的解析式為y=mx+n,
將B(5,0),C(0,5)兩點的坐標代入,
得,解得,所以直線BC的解析式為y=﹣x+5;
將B(5,0),C(0,5)兩點的坐標代入y=x2+bx+c,
得,解得,所以拋物線的解析式為y=x2﹣6x+5;
(2)設M(x,x2﹣6x+5)(1<x<5),則N(x,﹣x+5),
∵MN=(﹣x+5)﹣(x2﹣6x+5)=﹣x2+5x=﹣(x﹣)2+,
∴當x=時,MN有最大值;
(3)∵MN取得最大值時,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的面積S2=×4×2.5=5,
∴平行四邊形CBPQ的面積S1=6S2=30.
設平行四邊形CBPQ的邊BC上的高為BD,則BC⊥BD.
∵BC=5,
∴BC?BD=30,
∴BD=3.
過點D作直線BC的平行線,交拋物線與點P,交x軸于點E,在直線DE上截取PQ=BC,則四邊形CBPQ為平行四邊形.
∵BC⊥BD,∠OBC=45°,
∴∠EBD=45°,
∴△EBD為等腰直角三角形,BE=BD=6,
∵B(5,0),
∴E(﹣1,0),
設直線PQ的解析式為y=﹣x+t,
將E(﹣1,0)代入,得1+t=0,解得t=﹣1
∴直線PQ的解析式為y=﹣x﹣1.
解方程組,得,,
∴點P的坐標為P1(2,﹣3)(與點D重合)或P2(3,﹣4).
11.如圖,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)的圖象過點C(0,1),頂點為Q(2,3),點D在x軸正半軸上,且OD=OC.
(1)求直線CD的解析式;
(2)求拋物線的解析式;
(3)將直線CD繞點C逆時針方向旋轉(zhuǎn)45°所得直線與拋物線相交于另一點E,求證:△CEQ∽△CDO;
(4)在(3)的條件下,若點P是線段QE上的動點,點F是線段OD上的動點,問:在P點和F點移動過程中,△PCF的周長是否存在最小值?若存在,求出這個最小值;若不存在,請說明理由.
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專題:壓軸題.
分析:
(1)利用待定系數(shù)法求出直線解析式;
(2)利用待定系數(shù)法求出拋物線的解析式;
(3)關鍵是證明△CEQ與△CDO均為等腰直角三角形;
(4)如答圖②所示,作點C關于直線QE的對稱點C′,作點C關于x軸的對稱點C″,連接C′C″,交OD于點F,交QE于點P,則△PCF即為符合題意的周長最小的三角形,由軸對稱的性質(zhì)可知,△PCF的周長等于線段C′C″的長度.
利用軸對稱的性質(zhì)、兩點之間線段最短可以證明此時△PCF的周長最?。?
如答圖③所示,利用勾股定理求出線段C′C″的長度,即△PCF周長的最小值.
解答:
解:(1)∵C(0,1),OD=OC,∴D點坐標為(1,0).
設直線CD的解析式為y=kx+b(k≠0),
將C(0,1),D(1,0)代入得:,
解得:b=1,k=﹣1,
∴直線CD的解析式為:y=﹣x+1.
(2)設拋物線的解析式為y=a(x﹣2)2+3,
將C(0,1)代入得:1=a×(﹣2)2+3,解得a=.
∴y=(x﹣2)2+3=x2+2x+1.
(3)證明:由題意可知,∠ECD=45°,
∵OC=OD,且OC⊥OD,∴△OCD為等腰直角三角形,∠ODC=45°,
∴∠ECD=∠ODC,∴CE∥x軸,則點C、E關于對稱軸(直線x=2)對稱,
∴點E的坐標為(4,1).
如答圖①所示,設對稱軸(直線x=2)與CE交于點M,則M(2,1),
∴ME=CM=QM=2,∴△QME與△QMC均為等腰直角三角形,∴∠QEC=∠QCE=45°.
又∵△OCD為等腰直角三角形,∴∠ODC=∠OCD=45°,
∴∠QEC=∠QCE=∠ODC=∠OCD=45°,
∴△CEQ∽△CDO.
(4)存在.
如答圖②所示,作點C關于直線QE的對稱點C′,作點C關于x軸的對稱點C″,連接C′C″,交OD于點F,交QE于點P,則△PCF即為符合題意的周長最小的三角形,由軸對稱的性質(zhì)可知,△PCF的周長等于線段C′C″的長度.
(證明如下:不妨在線段OD上取異于點F的任一點F′,在線段QE上取異于點P的任一點P′,連接F′C″,F(xiàn)′P′,P′C′.
由軸對稱的性質(zhì)可知,△P′CF′的周長=F′C″+F′P′+P′C′;
而F′C″+F′P′+P′C′是點C′,C″之間的折線段,
由兩點之間線段最短可知:F′C″+F′P′+P′C′>C′C″,
即△P′CF′的周長大于△PCE的周長.)
如答圖③所示,連接C′E,
∵C,C′關于直線QE對稱,△QCE為等腰直角三角形,
∴△QC′E為等腰直角三角形,
∴△CEC′為等腰直角三角形,
∴點C′的坐標為(4,5);
∵C,C″關于x軸對稱,∴點C″的坐標為(0,﹣1).
過點C′作C′N⊥y軸于點N,則NC′=4,NC″=4+1+1=6,
在Rt△C′NC″中,由勾股定理得:C′C″===.
綜上所述,在P點和F點移動過程中,△PCF的周長存在最小值,最小值為.
12.如圖,拋物線與x軸交于A(1,0)、B(﹣3,0)兩點,與y軸交于點C(0,3),設拋物線的頂點為D.
(1)求該拋物線的解析式與頂點D的坐標.
(2)試判斷△BCD的形狀,并說明理由.
(3)探究坐標軸上是否存在點P,使得以P、A、C為頂點的三角形與△BCD相似?若存在,請直接寫出點P的坐標;若不存在,請說明理由.
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專題:壓軸題.
分析:
(1)利用待定系數(shù)法即可求得函數(shù)的解析式;
(2)利用勾股定理求得△BCD的三邊的長,然后根據(jù)勾股定理的逆定理即可作出判斷;
(3)分p在x軸和y軸兩種情況討論,舍出P的坐標,根據(jù)相似三角形的對應邊的比相等即可求解.
解答:
解:(1)設拋物線的解析式為y=ax2+bx+c
由拋物線與y軸交于點C(0,3),可知c=3.即拋物線的解析式為y=ax2+bx+3.
把點A(1,0)、點B(﹣3,0)代入,得解得a=﹣1,b=﹣2
∴拋物線的解析式為y=﹣x2﹣2x+3.
∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4
∴頂點D的坐標為(﹣1,4);
(2)△BCD是直角三角形.
理由如下:解法一:過點D分別作x軸、y軸的垂線,垂足分別為E、F.
∵在Rt△BOC中,OB=3,OC=3,
∴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為直角三角形.
解法二:過點D作DF⊥y軸于點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為直角三角形.
(3)①△BCD的三邊,==,又=,故當P是原點O時,△ACP∽△DBC;
②當AC是直角邊時,若AC與CD是對應邊,設P的坐標是(0,a),則PC=3﹣a,=,即=,解得:a=﹣9,則P的坐標是(0,﹣9),三角形ACP不是直角三角形,則△ACP∽△CBD不成立;
③當AC是直角邊,若AC與BC是對應邊時,設P的坐標是(0,b),則PC=3﹣b,則=,即=,解得:b=﹣,故P是(0,﹣)時,則△ACP∽△CBD一定成立;
④當P在x軸上時,AC是直角邊,P一定在B的左側(cè),設P的坐標是(d,0).
則AP=1﹣d,當AC與CD是對應邊時,=,即=,解得:d=1﹣3,此時,兩個三角形不相似;
⑤當P在x軸上時,AC是直角邊,P一定在B的左側(cè),設P的坐標是(e,0).
則AP=1﹣e,當AC與DC是對應邊時,=,即=,解得:e=﹣9,符合條件.
總之,符合條件的點P的坐標為:.
對應練習
13.如圖,已知拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于A、B兩點,過點A的直線l與拋物線交于點C,其中A點的坐標是(1,0),C點坐標是(4,3).
(1)求拋物線的解析式;
(2)在(1)中拋物線的對稱軸上是否存在點D,使△BCD的周長最?。咳舸嬖?,求出點D的坐標,若不存在,請說明理由;
(3)若點E是(1)中拋物線上的一個動點,且位于直線AC的下方,試求△ACE的最大面積及E點的坐標.
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專題:代數(shù)幾何綜合題;壓軸題.
分析:
(1)利用待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式解答即可;
(2)利用待定系數(shù)法求出直線AC的解析式,然后根據(jù)軸對稱確定最短路線問題,直線AC與對稱軸的交點即為所求點D;
(3)根據(jù)直線AC的解析式,設出過點E與AC平行的直線,然后與拋物線解析式聯(lián)立消掉y得到關于x的一元二次方程,利用根的判別式△=0時,△ACE的面積最大,然后求出此時與AC平行的直線,然后求出點E的坐標,并求出該直線與x軸的交點F的坐標,再求出AF,再根據(jù)直線l與x軸的夾角為45°求出兩直線間的距離,再求出AC間的距離,然后利用三角形的面積公式列式計算即可得解.
解答:
解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+3經(jīng)過點A(1,0),點C(4,3),
∴,解得,所以,拋物線的解析式為y=x2﹣4x+3;
(2)∵點A、B關于對稱軸對稱,
∴點D為AC與對稱軸的交點時△BCD的周長最小,
設直線AC的解析式為y=kx+b(k≠0),
則,解得,
所以,直線AC的解析式為y=x﹣1,
∵y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,
∴拋物線的對稱軸為直線x=2,
當x=2時,y=2﹣1=1,
∴拋物線對稱軸上存在點D(2,1),使△BCD的周長最??;
(3)如圖,設過點E與直線AC平行線的直線為y=x+m,
聯(lián)立,消掉y得,x2﹣5x+3﹣m=0,
△=(﹣5)2﹣4×1×(3﹣m)=0,
即m=﹣時,點E到AC的距離最大,△ACE的面積最大,
此時x=,y=﹣=﹣,
∴點E的坐標為(,﹣),
設過點E的直線與x軸交點為F,則F(,0),
∴AF=﹣1=,
∵直線AC的解析式為y=x﹣1,
∴∠CAB=45°,
∴點F到AC的距離為×=,
又∵AC==3,
∴△ACE的最大面積=×3×=,此時E點坐標為(,﹣).
14.如圖,已知拋物線y=﹣x2+bx+4與x軸相交于A、B兩點,與y軸相交于點C,若已知A點的坐標為A(﹣2,0).
(1)求拋物線的解析式及它的對稱軸方程;
(2)求點C的坐標,連接AC、BC并求線段BC所在直線的解析式;
(3)試判斷△AOC與△COB是否相似?并說明理由;
(4)在拋物線的對稱軸上是否存在點Q,使△ACQ為等腰三角形?若存在,求出符合條件的Q點坐標;若不存在,請說明理由.
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專題:壓軸題.
分析:(1)利用待定系數(shù)法求出拋物線解析式,利用配方法或利用公式x=求出對稱軸方程;
(2)在拋物線解析式中,令x=0,可求出點C坐標;令y=0,可求出點B坐標.再利用待定系數(shù)法求出直線BD的解析式;
(3)根據(jù),∠AOC=∠BOC=90°,可以判定△AOC∽△COB;
(4)本問為存在型問題.若△ACQ為等腰三角形,則有三種可能的情形,需要分類討論,逐一計算,避免漏解.
解答:
解:(1)∵拋物線y=﹣x2+bx+4的圖象經(jīng)過點A(﹣2,0),
∴﹣×(﹣2)2+b×(﹣2)+4=0,
解得:b=,∴拋物線解析式為 y=﹣x2+x+4,
又∵y=﹣x2+x+4=﹣(x﹣3)2+,∴對稱軸方程為: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).
設直線BC的解析式為y=kx+b,
把B(8,0),C(0,4)的坐標分別代入解析式,得:
,解得k=,b=4,
∴直線BC的解析式為:y=x+4.
(3)可判定△AOC∽△COB成立.
理由如下:在△AOC與△COB中,
∵OA=2,OC=4,OB=8,
∴,
又∵∠AOC=∠BOC=90°,
∴△AOC∽△COB.
(4)∵拋物線的對稱軸方程為:x=3,
可設點Q(3,t),則可求得:
AC===,
AQ==,
CQ==.
i)當AQ=CQ時,
有=,
25+t2=t2﹣8t+16+9,
解得t=0,
∴Q1(3,0);
ii)當AC=AQ時,
有=,
t2=﹣5,此方程無實數(shù)根,
∴此時△ACQ不能構成等腰三角形;
iii)當AC=CQ時,
有=,
整理得:t2﹣8t+5=0,
解得:t=4±,
∴點Q坐標為:Q2(3,4+),Q3(3,4﹣).
綜上所述,存在點Q,使△ACQ為等腰三角形,點Q的坐標為:Q1(3,0),Q2(3,4+),Q3(3,4﹣).
15.如圖,在坐標系xOy中,△ABC是等腰直角三角形,∠BAC=90°,A(1,0),B(0,2),拋物線y=x2+bx﹣2的圖象過C點.
(1)求拋物線的解析式;
(2)平移該拋物線的對稱軸所在直線l.當l移動到何處時,恰好將△ABC的面積分為相等的兩部分?
(3)點P是拋物線上一動點,是否存在點P,使四邊形PACB為平行四邊形?若存在,求出P點坐標;若不存在,說明理由.
考點:二次函數(shù)綜合題.菁優(yōu)網(wǎng)版權所有
專題:壓軸題.
分析:
如解答圖所示:
(1)首先構造全等三角形△AOB≌△CDA,求出點C的坐標;然