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抛物线与几何问题的参考答案
【典型例题】
【例1】 (浙江杭州)(1)∵ 平移的图象得到的抛物线的顶点为,
∴ 抛物线对应的解析式为:.
∵ 抛物线与x轴有两个交点,∴.
令, 得,,
∴ )( )| ,
即, 所以当时, 存在抛物线使得.-- 2分
(2) ∵, ∴ , 得: ,
解得.
在中,
1) 当时,由 , 得,
当时, 由, 解得,
此时, 二次函数解析式为;
当时, 由, 解得,
此时,二次函数解析式为 + +.
2) 当时, 由 , 将代, 可得, ,
(也可由代,代得到)
所以二次函数解析式为 + –或.
【例2】(江苏常州) (1)∵
∴A(-2,-4)
(2)四边形ABP1O为菱形时,P1(-2,4)
四边形ABOP2为等腰梯形时,P1()
四边形ABP3O为直角梯形时,P1()
四边形ABOP4为直角梯形时,P1()
(3)
由已知条件可求得AB所在直线的函数关系式是y=-2x-8,所以直线的函数关系式是y=-2x
①当点P在第二象限时,x<0,
△POB的面积
∵△AOB的面积,
∴
∵,
∴
即 ∴
∴x的取值范围是
②当点P在第四象限是,x>0,
过点A、P分别作x轴的垂线,垂足为A′、P′
则四边形POA′A的面积
∵△AA′B的面积
∴
∵,
∴ 即 ∴
∴x的取值范围是
B
O
A
P
M
(第24题)
【例3】(浙江丽水)(1)设所在直线的函数解析式为,
∵(2,4),
∴, ,
∴所在直线的函数解析式为
(2)①∵顶点M的横坐标为,且在线段上移动,
∴(0≤≤2).
∴顶点的坐标为(,).
∴抛物线函数解析式为.
∴当时,
(0≤≤2).
∴点的坐标是(2,).
② ∵==, 又∵0≤≤2,
∴当时,PB最短
(3)当线段最短时,此时抛物线的解析式为.
假设在抛物线上存在点,使.
设点的坐标为(,).
①当点落在直线的下方时,过作直线//,交轴于点,
∵,,
D
O
A
B
P
M
C
E
∴,∴,∴点的坐标是(0,).
∵点的坐标是(2,3),∴直线的函数解析式为.
∵,∴点落在直线上.
∴=.
解得,即点(2,3).
∴点与点重合.
∴此时抛物线上不存在点,使△与△的面积相等.
②当点落在直线的上方时,
作点关于点的对称称点,过作直线//,交轴于点,
∵,∴,∴、的坐标分别是(0,1),(2,5),
∴直线函数解析式为.
∵,∴点落在直线上.
∴=.
解得:,.
代入,得,.
∴此时抛物线上存在点,
使△与△的面积相等.
综上所述,抛物线上存在点,
使△与△的面积相等.
【例4】(广东省深圳市)(1)方法一:由已知得:C(0,-3),A(-1,0)
将A、B、C三点的坐标代入得
解得:
所以这个二次函数的表达式为:
(2)存在,F点的坐标为(2,-3)
易得D(1,-4),所以直线CD的解析式为:
∴E点的坐标为(-3,0)
∵以A、C、E、F为顶点的四边形为平行四边形
∴F点的坐标为(2,-3)或(―2,―3)或(-4,3)
代入抛物线的表达式检验,只有(2,-3)符合
∴存在点F,坐标为(2,-3)
(3)如图,①当直线MN在x轴上方时,设圆的半径为R(R>0),则N(R+1,R),
代入抛物线的表达式,解得
②当直线MN在x轴下方时,设圆的半径为r(r>0),
则N(r+1,-r),
代入抛物线的表达式,解得
∴圆的半径为或.
(4)过点P作y轴的平行线与AG交于点Q,
易得G(2,-3),直线AG为.
设P(x,),则Q(x,-x-1),PQ.
当时,△APG的面积最大
此时P点的坐标为,.
【例5】(山东济南)
(1)设抛物线的解析式为
将A(-1,0)代入: ∴
∴ 抛物线的解析式为,即:
(2)是定值,
∵ AB为直径,∴ ∠AEB=90°,∵ PM⊥AE,∴ PM∥BE
∴ △APM∽△ABE,∴ ①
同理: ② ① + ②:
(3)∵ 直线EC为抛物线对称轴,∴ EC垂直平分AB
∴ EA=EB
∵ ∠AEB=90°
∴ △AEB为等腰直角三角形.
∴ ∠EAB=∠EBA=45° 7分
如图,过点P作PH⊥BE于H,
由已知及作法可知,四边形PHEM是矩形,
∴PH=ME且PH∥ME
在△APM和△PBH中
∵∠AMP=∠PHB=90°, ∠EAB=∠BPH=45°
∴ PH=BH
且△APM∽△PBH
∴
∴ ①
在△MEP和△EGF中,
∵ PE⊥FG, ∴ ∠FGE+∠SEG=90°
∵∠MEP+∠SEG=90° ∴ ∠FGE=∠MEP
∵ ∠PME=∠FEG=90° ∴△MEP∽△EGF
∴ ②
由①、②知:
【学力训练】
1、(广东梅州)
(1) DC∥AB,AD=DC=CB,
∠CDB=∠CBD=∠DBA,
∠DAB=∠CBA, ∠DAB=2∠DBA,
∠DAB+∠DBA=90, ∠DAB=60,
∠DBA=30,AB=4, DC=AD=2,
RtAOD,OA=1,OD=,
A(-1,0),D(0, ),C(2, ).
(2)根据抛物线和等腰梯形的对称性知,满足条件的抛物线必过点A(-1,0),B(3,0),
故可设所求为 = (+1)( -3)
将点D(0, )的坐标代入上式得, =.
所求抛物线的解析式为 = 其对称轴L为直线=1.
(3) PDB为等腰三角形,有以下三种情况:
①因直线L与DB不平行,DB的垂直平分线与L仅有一个交点P1,P1D=P1B,
P1DB为等腰三角形;
②因为以D为圆心,DB为半径的圆与直线L有两个交点P2、P3,DB=DP2,DB=DP3, P2DB, P3DB为等腰三角形;
③与②同理,L上也有两个点P4、P5,使得 BD=BP4,BD=BP5.
由于以上各点互不重合,所以在直线L上,使PDB为等腰三角形的点P有5个.
2、(广东肇庆)(1)由5=0, (1分)
得,.∴抛物线与x轴的交点坐标为(0,0)、(,0). (3分)
(2)当a=1时,得A(1,17)、B(2,44)、C(3,81),
分别过点A、B、C作x轴的垂线,垂足分别为D、E、F,则有
=S - -
=--
=5(个单位面积)
(3)如:.
事实上, =45a2+36a.
3()=3[5×(2a)2+12×2a-(5a2+12a)] =45a2+36a.
∴.
3、(青海西宁)(1)圆心的坐标为,半径为1,,……1分
二次函数的图象经过点,
可得方程组
解得:二次函数解析式为
(2)过点作轴,垂足为. 是的切线,为切点,(圆的切线垂直于经过切点的半径).
y
A
H
F
M
O
P1
P2
O1
x
B
在中,
为锐角,
,
在中,.
.
点坐标为
设切线的函数解析式为,由题意可知,切线的函数解析式为
(3)存在.
①过点作轴,与交于点.可得(两角对应相等两三角形相似)
,
②过点作,垂足为,过点作,垂足为.
可得(两角对应相等两三角开相似)
在中,,,
在中,,
,
符合条件的点坐标有,
4、(辽宁12市)
解:(1)直线与轴交于点,与轴交于点.
,
点都在抛物线上,
抛物线的解析式为顶点
(2)存在
A
O
x
y
B
F
C
图9
H
B
M
(3)存在
理由:
解法一:
延长到点,使,连接交直线于
点,则点就是所求的点.
过点作于点.
点在抛物线上,
在中,,
,,
在中,,
,,
设直线的解析式为
解得
解得
在直线上存在点,使得的周长最小,此时.
5、(四川资阳) (1) ∵以AB为直径作⊙O′,交y轴的负半轴于点C,
∴∠OCA+∠OCB=90°,
又∵∠OCB+∠OBC=90°,
图10
∴∠OCA=∠OBC,
又∵∠AOC= ∠COB=90°,
∴ΔAOC∽ ΔCOB,
∴.
又∵A(–1,0),B(9,0),
∴,解得OC=3(负值舍去).
∴C(0,–3),
设抛物线解析式为y=a(x+1)(x–9),
∴–3=a(0+1)(0–9),解得a=,
∴二次函数的解析式为y=(x+1)(x–9),即y=x2–x–3.
(2) ∵AB为O′的直径,且A(–1,0),B(9,0),
∴OO′=4,O′(4,0),
∵点E是AC延长线上一点,∠BCE的平分线CD交⊙O′于点D,
∴∠BCD=∠BCE=×90°=45°,
连结O′D交BC于点M,则∠BO′D=2∠BCD=2×45°=90°,OO′=4,O′D=AB=5.
∴D(4,–5).
图10答案图1
∴设直线BD的解析式为y=kx+b(k≠0)
∴解得
∴直线BD的解析式为y=x–9.
(3) 假设在抛物线上存在点P,使得∠PDB=∠CBD,
设射线DP交⊙O′于点Q,则.
分两种情况(如答案图1所示):
①∵O′(4,0),D(4,–5),B(9,0),C(0,–3).
∴把点C、D绕点O′逆时针旋转90°,使点D与点B重合,则点C与点Q1重合,
因此,点Q1(7,–4)符合,
∵D(4,–5),Q1(7,–4),
∴用待定系数法可求出直线DQ1解析式为y=x–.解方程组得
∴点P1坐标为(,),[坐标为(,)不符合题意,舍去].
②∵Q1(7,–4),
∴点Q1关于x轴对称的点的坐标为Q2(7,4)也符合.
∵D(4,–5),Q2(7,4).
∴用待定系数法可求出直线DQ2解析式为y=3x–17.
解方程组得
∴点P2坐标为(14,25),[坐标为(3,–8)不符合题意,舍去].
∴符合条件的点P有两个:P1(,),P2(14,25).
6、(辽宁沈阳)(1)点在轴上
理由如下:
连接,如图所示,在中,,,
,
由题意可知:
点在轴上,点在轴上.
(2)过点作轴于点
,
在中,,
点在第一象限,
点的坐标为
由(1)知,点在轴的正半轴上
点的坐标为
点的坐标为
抛物线经过点,
由题意,将,代入中得
解得
所求抛物线表达式为:(3)存在符合条件的点,点. 10分
理由如下:矩形的面积
以为顶点的平行四边形面积为.
由题意可知为此平行四边形一边,
又
边上的高为2
依题意设点的坐标为
点在抛物线上
解得,,
,
以为顶点的四边形是平行四边形,
y
x
O
D
E
C
F
A
B
M
,,
当点的坐标为时,
点的坐标分别为,;
当点的坐标为时,
点的坐标分别为,.
7、(苏州市) (1)OH=1;k=,b=;
(2)设存在实数a,是抛物线y=a(x+1)(x-5)上有一点E,满足以D、N、E为顶点的三角形与等腰直角△AOB相似
∴以D、N、E为顶点的三角形为等腰直角三角形,且这样的三角形最多只有两类,一类是以DN为直角边的等腰直角三角形,另一类是以DN为斜边的等腰直角三角形.
①若DN为等腰直角三角形的直角边,则ED⊥DN.
由抛物线y=a(x+1)(x-5)得:M(-1,0),N(5,0)
∴D(2,0),∴ED=DN=3,∴E的坐标是(2,3).
把E(2,3)代入抛物线解析式,得a=
∴抛物线解析式为y=(x+1)(x-5)
即y=x2+x+
②若DN为等腰直角三角形的斜边,则DE⊥EN,DE=EN.
∴E的坐标为(3.5,1.5)
把E(3.5,1.5)代入抛物线解析式,得a=.
∴抛物线解析式为y=(x+1)(x-5),即y=x2+x+
当a=时,在抛物线y=x2+x+上存在一点E(2,3)满足条件,如果此抛物线上还有满足条件的E点,不妨设为E’点,那么只有可能△DE’N是以DN为斜边的等腰直角三角形,由此得E’(3.5,1.5).显然E’不在抛物线y=x2+x+上,因此抛物线y=x2+x+上没有符合条件的其他的E点.
当a=时,同理可得抛物线y=x2+x+上没有符合条件的其他的E点.
当E的坐标为(2,3),对应的抛物线解析式为y=x2+x+时.
∵△EDN和△ABO都是等腰直角三角形,∴∠GNP=∠PBO=45°.
又∵∠NPG=∠BPO,∴△NPG∽△BPO.
∴,∴PB·PG=PO·PN=2×7=14,∴总满足PB·PG<.
当E的坐标为(3.5,1.5),对应的抛物线解析式为y=x2+x+时,
同理可证得:PB·PG=PO·PN=2×7=14,∴总满足PB·PG<.
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