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山西大学附属中学(初中部)中考数学二次函数和几何综合专题
一、二次函数压轴题
1.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣ax2+bx+3与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C,点D是该抛物线的顶点.
(1)求直线AC及抛物线的解析式,并求出D点的坐标;
(2)若P为线段BD上的一个动点,过点P作PM⊥x轴于点M,求四边形PMAC的面积的最大值和此时点P的坐标;
(3)若点P是x轴上一个动点,过P作直线1∥AC交抛物线于点Q,试探究:随着P点的运动,在抛物线上是否存在点Q,使以点A、P、Q、C为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出符合条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
2.某班“数学兴趣小组”对函数的图象和性质进行了探究,探究过程如下,请补充完整.
(1)自变量的取值范围是全体实数,与的几组对应值列表如下:
⋯
⋯
⋯
⋯
其中, .
(2)根据上表数据,在如图所示的平面直角坐标系中描点,并画出了函数图象的一部分,请画出该函数图象的另一部分.
(3)观察函数图象,写出两条函数的性质.
(4)直线经过,若关于的方程有个不相等的实数根,则的取值范围为 .
3.如图,抛物线()交直线:于点,点两点,且过点,连接,.
(1)求此抛物线的表达式与顶点坐标;
(2)点是第四象限内抛物线上的一个动点,过点作轴,垂足为点,交于点.设点的横坐标为,试探究点在运动过程中,是否存在这样的点,使得以,,为顶点的三角形是等腰三角形.若存在,请求出此时点的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)若点在轴上,点在抛物线上,是否存在以点,,,为顶点的平行四边形?若存在,求点的坐标;若不存在,请说明理由.
4.如图,抛物线与轴交于点,与轴交于点,点与点关于轴对称,点的坐标为,过点作轴的垂线交抛物线于点.
(1)求点、点、点的坐标;
(2)当点在线段上运动时,直线交于点,试探究当为何值时,四边形是平行四边形;
(3)在点的运动过程中,是否存在点,使是以为直角边的直角三角形?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
5.如图,在平面直角坐标系中,抛物线W1:y=x2+bx+c与x轴交于A(﹣4,0)、B两点,且过点C(0,﹣2).抛物线W2与抛物线W1关于原点对称,点C在W2上的对应点为C′.
(1)求抛物线W1的表达式;
(2)写出抛物线W2的表达式;
(3)若点P在抛物线W1上,试探究:在抛物线W2上是否存在点Q,使以C、C′、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,并且其面积等于24?若存在,求点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
6.已知抛物线有最低点为F.
(1)当抛物线经过点E(-1,3)时,①求抛物线的解析式;②点M是直线下方抛物线上的一动点,过点M作平行于y轴的直线,与直线交于点N,求线段长度的最大值;
(2)将抛物线G向右平移m个单位得到抛物线.经过探究发现,随着m的变化,抛物线顶点的纵坐标y和横坐标x之间存在一个函数,求这个函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
(3)记(2)所求的函数为H,抛物线G与函数H的交点为P,请结合图象求出点P的纵坐标的取值范围.
7.如果抛物线C1:与抛物线C2:的开口方向相反,顶点相同,我们称抛物线C2是C1的“对顶”抛物线.
(1)求抛物线的“对顶”抛物线的表达式;
(2)将抛物线的“对顶”抛物线沿其对称轴平移,使所得抛物线与原抛物线形成两个交点M、N,记平移前后两抛物线的顶点分别为A、B,当四边形AMBN是正方形时,求正方形AMBN的面积.
(3)某同学在探究“对顶”抛物线时发现:如果抛物线C1与C2的顶点位于x轴上,那么系数b与d,c与e之间的关系是确定的,请写出它们之间的关系.
8.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx+2(a≠0)与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)如图1,若点D是抛物线上第一象限内的一动点,设点D的横坐标为m,连接CD,BD,BC,AC,当△BCD的面积等于△AOC面积的2倍时,求m的值;
(3)如图2,若点N为抛物线对称轴上一点,探究抛物线上是否存在点M,使得以B,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出所有满足条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
9.已知抛物线(n为正整数,且)与x轴的交点为和.当时,第1条抛物线与x轴的交点为和,其他以此类推.
(1)求的值及抛物 线的解析式.
(2)抛物线的顶点的坐标为(_______,_______);以此类推,第条抛物线的顶点的坐标为(______,_______);所有抛物线的顶点坐标满足的函数关系式是_________.
(3)探究以下结论:
①是否存在抛物线,使得为等腰直角三角形?若存在,请求出抛物线的解析式;若不存在,请说明理由.
②若直线与抛物线分别交于点,则线段的长有何规律?请用含有m的代数式表示.
10.综合与探究
如图,已知直线与抛物线分别相交于、两点,,,点是抛物线与轴的另一个交点(与点不重合).
(1)求抛物线的解析式及直线的解析式;
(2)求的面积;
(3)在抛物线的对称轴上,是否存在点,使周长最短?若不存在,请说明理由;若存在,求出点的坐标.
(4)如果对称轴上有一动点,在平面内是否存在点,使、、、四点构成矩形?若存在,直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由
二、中考几何压轴题
11.如图1,在等腰三角形中,点分别在边上,连接点分别为的中点.
(1)观察猜想
图1中,线段的数量关系是____,的大小为_____;
(2)探究证明
把绕点顺时针方向旋转到如图2所示的位置,连接判断的形状,并说明理由;
(3)拓展延伸
把绕点在平面内自由旋转,若,请求出面积的最大值.
12.(1)观察发现:如图1,在中,,,点是的平分线上一点,将线段绕点逆时针旋转90°到,连结、,交于.
填空:
①线段与的数量关系是_________;
②线段与的位置关系是_________.
(2)拓展探究:如图2,在中,,,点是边的中点,将绕点逆时针旋转到,连结、,交于.(1)中的结论是否仍然成立?请说明理由.
(3)拓展应用:如图3,在中,,,,的平分线交于,点是射线上的一点,将绕点顺时针旋转60°到,连结、、,与相交于,若以、、为顶点的三角形与全等,直接写出的长.
13.如图1,在菱形ABCD中,,点E,F分别是AC,AB上的点,且,猜想:
①的值是_______;
②直线DE与直线CF所成的角中较小的角的度数是_______.
(2)类比探究:如图2,将绕点A逆时针旋转,在旋转的过程中,(1)中结论是否成立,就图2的情形说明理由.
(3)拓展延伸:
在绕点A旋转的过程中,当三点共线时,请直接写出CF的长.
14.几何探究:
(问题发现)
(1)如图1所示,△ABC和△ADE是有公共顶点的等边三角形,BD、CE的关系是_______(选填“相等”或“不相等”);(请直接写出答案)
(类比探究)
(2)如图2所示,△ABC和△ADE是有公共顶点的含有角的直角三角形,(1)中的结论还成立吗?请说明理由;
(拓展延伸)
(3)如图3所示,△ADE和△ABC是有公共顶点且相似比为1 : 2的两个等腰直角三角形,将△ADE绕点A自由旋转,若,当B、D、E三点共线时,直接写出BD的长.
15.综合与实践
操作探究
(1)如图1,将矩形折叠,使点与点重合,折痕为,与交于点.请回答下列问题:
①与全等的三角形为______,与相似的三角形为______.并证明你的结论:(相似比不为1,只填一个即可):
②若连接、,请判断四边形的形状:______.并证明你的结论;
拓展延伸
(2)如图2,矩形中,,,点、分別在、边上,且,将矩形折叠,使点与点重合,折痕为,与交于点,连接.
①设,,则与的数量关系为______;
②设,,请用含的式子表示:______;
③的最小值为______.
16.综合与实践背景阅读:
“旋转”即物体绕一个点或一个轴做圆周运动.在中国古典专著《百喻经·口诵乘船法而不解用喻》中记载:“船盘回旋转,不能前进.”而图形旋转即:在平面内,将一个图形绕一点按某个方向转动一个角度,这样的运动叫做图形的旋转,这个定点叫做旋转中心,转动的角叫做旋转角.综合实践课上,“睿智”小组专门探究了正方形的旋转,情况如下:在正方形中,点是线段上的一个动点,将正方形绕点顺时针旋转得到正方形(点,,,分别是点,,,的对应点).设旋转角为().
操作猜想:
(1)如图1,若点是中点,在正方形绕点旋转过程中,连接,,,则线段与的数量关系是_______;线段与的数量关系是________.
探究验证:
(2)如图2,在(1)的条件下,在正方形绕点旋转过程中,顺次连接点,,,,.判断四边形的形状,并说明理由.
拓展延伸:
(3)如图3,若,在正方形绕点顺时针旋转的过程中,设直线交线段于点.连接,并过点作于点.请你补全图形,并直接写出的值.
17.(模型构建)如图所示,在边长为1的正方形中,的顶点,分别在,上(可与点,,重合),且满足.的高线交线段于点(可与,重合),设.
(1)求的值.
(模型拓展)在(模型构建)的基础上,将条件“边长为1的正方形”改为“长、宽的矩形”(其他条件不变).
(2)判断的值是否改变.若改变,请求出的取值范围;若不改变,请证明.
(深入探究)在(模型构建)的基础上,设的面积为.
(3)①求的最小值;
②当取到最小值时,直接写出与的数量关系.
18.(1)(操作)如图,请用尺规作图确定圆的圆心,保留作图痕迹,不要求写作法;
(2)(探究)如图,若(1)中的圆的半径为2,放入平面直角坐标系中,使它与轴,轴分别切于点和,点的坐标为,过点的直线与圆有唯一公共点(与不重合)时,求点的坐标;
(3)(拓展)如图3,点从点出发,以每秒1个单位的速度沿轴向点运动,同时,点从原点出发,以每秒1个单位的速度沿轴向上运动,设运动时间为(),过点,,三点的圆,交第一象限角平分线于点,当为何值时,有最小值,求出此时,并探索在变化过程中的值有变化吗?为什么?
19.(1)证明推断:如图(1),在正方形中,点,分别在边,上,于点,点,分别在边,上,.求证:;
(2)类比探究:如图(2),在矩形中,将矩形沿折叠,使点落在边上的点处,得到四边形,交于点,连接交于点.试探究与之间的数量关系,并说明理由;
(3)拓展应用:在(2)的条件下,连接,若,,求的长.
20.在中,,点D、E分别是的中点,将绕点C按顺时针方向旋转一定的角度,连接.
观察猜想
(1)如图①,当时,填空:
①______________;
②直线所夹锐角为____________;
类比探究
(2)如图②,当时,试判断的值及直线所夹锐角的度数,并说明理由;
拓展应用
(3)在(2)的条件下,若,将绕着点C在平面内旋转,当点D落在射线AC上时,请直接写出的值.
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一、二次函数压轴题
1.D
解析:(1)y=3x+3,y=﹣x2+2x+3,顶点D的坐标为(1,4);(2)四边形PMAC的面积的最大值为,此时点P的坐标为(,);(3)点Q的坐标为(2,3)或(1,﹣3)或(1,﹣3).
【分析】
(1)先求出点C坐标,然后利用待定系数法即可求出直线AC及抛物线的解析式,把抛物线的一般式转化为顶点式即可求出D点的坐标;
(2)先根据待定系数法求出直线BD的解析式,设点P的横坐标为p,然后根据S四边形PMAC=S△OAC+S梯形OMPC即可得出S四边形PMAC与p的关系式,再根据二次函数的性质解答即可;
(3)由题意得PQ∥AC且PQ=AC,设点P的坐标为(x,0),当点Q在x轴上方时,则点Q的坐标为(x+1,3),把点Q的坐标代入抛物线的解析式即可求出x,进而可得点Q坐标;当点Q在x轴下方时,则点Q的坐标为(x﹣1,﹣3),同样的方法求解即可.
【详解】
(1)∵抛物线y=﹣ax2+bx+3与y轴交于点C,
∴点C(0,3),
设直线AC的解析式为y=k1x+b1(k1≠0).
∵点A(﹣1,0),点C(0,3),
∴,解得:,
∴直线AC的解析式为y=3x+3.
∵抛物线y=﹣ax2+bx+3与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,
∴,解得:,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3.
∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴顶点D的坐标为(1,4);
(2)设直线BD的解析式为y=kx+b.
∵点B(3,0),点D(1,4),
∴,得,
∴直线BD的解析式为y=﹣2x+6.
∵P为线段BD上的一个动点,
∴设点P的坐标为(p,﹣2p+6).
∵OA=1,OC=3,OM=p,PM=﹣2p+6,
∴S四边形PMAC=S△OAC+S梯形OMPC=﹣p2p=﹣(p)2,
∵1<p<3,
∴当p时,四边形PMAC的面积取得最大值为,此时点P的坐标为(,);
(3)∵直线l∥AC,以点A、P、Q、C为顶点的四边形是平行四边形,
∴PQ∥AC且PQ=AC.
设点P的坐标为(x,0),由A(﹣1,0),C(0,3),
当点Q在x轴上方时,则点Q的坐标为(x+1,3),
此时,﹣(x+1)2+2(x+1)+3=3,
解得:x1=﹣1(舍去),x2=1,
∴点Q的坐标为(2,3);
当点Q在x轴下方时,则点Q的坐标为(x﹣1,﹣3),
此时,﹣(x﹣1)2+2(x﹣1)+3=﹣3,
整理得:x2﹣4x﹣3=0,
解得:x1=2,x2=2,
∴点Q的坐标为(1,﹣3)或(1,﹣3),
综上所述:点Q的坐标为(2,3)或(1,﹣3)或(1,﹣3).
【点睛】
本题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法求函数的解析式、二次函数的性质、平行四边形的性质和一元二次方程的解法等知识,综合性强、具有一定的难度,属于中考压轴题,熟练掌握二次函数的图象与性质、灵活应用相关知识是解题的关键.
2.(1)-6;(2)答案见解析;(3)①该函数的图象关于轴对称;②该函数的图象有最高点;(4).
【分析】
(1)根据对称可得m=-6;
(2)用平滑的曲线连接各点即可画出图形;
(3)认真观察图象,总结出2条性质即可;
(4)画出两函数图象即可得到结论.
【详解】
(1)由表格可知:图象的对称轴是y轴,
∴m=-6,
故答案为:-6;
如图所示
该函数的图象关于轴对称
该函数的图象有最高点;
(4)由图象可知:关于的方程有个不相等的实数根时,
即y=kx+b时,与图象有4个交点,
所以,由图象可以得出,当时,直线与图象有4个不同的交点.
故答案为:.
【点睛】
本题考查了二次函数与x轴的交点问题和一元二次方程的根的情况,注意利用数形结合的思想,理解一元二次方程与抛物线的关系是解此题的关键.
3.A
解析:(1)顶点坐标为;(2)存在, ,;(3)或或.
【分析】
(1)根据一次函数解析式求出A、C两点的坐标,把A、B、C三点代入解析式求解即可求的解析式,然后把解析式化为顶点式可求得结果.
(2)先求出BC所在直线的解析式,设出P、Q两点的坐标,根据勾股定理求出AC,根据以,,为顶点的三角形是等腰三角形可分类讨论,分为AQ=AC,AC=CQ,AQ=CQ三种情况.
(3)分两种情况讨论,一是F在抛物线上方,过点作轴,可得FH=4,设,可得,求出n代入即可;二是F在抛物线下方,可得,求出n的值即可,最后的结果综合两个结果即可.
【详解】
解:(1)
∵当时,,
∴;
∴,;
二次函数过点、,设;
∵过点,
∴;
∴;
∴
;
∵,
∴顶点坐标为.
(2)存在.
设过、,
;
设解得:;
∴;
设、;
在中,解得;
①当时;
;
解得:(不合题意舍去),;
∴;
②当时;
;
解得:,(不合题意舍去);
∴;
③当时;
;
解得:(不合题意舍去);
∴,;
(3)当在抛物线上方时,,时;
过点作轴,与全等;
则;
设;
则;
解得;,;
或;
当在抛物线下方时,;
(不合题意舍去),;
∴;
∴或或.
【点睛】
本题主要考查了二次函数综合应用,准确分析题目条件,利用了等腰三角形、直角三角形的性质进行求解.
4.C
解析:(1)
(2)当,四边形是平行四边形
(3)存在,点的坐标为, ,
【分析】
(1)根据函数解析式列方程即可;
(2)根据平行四边形的判定,用含未知数的值表示QM的长度,从而可求解;
(3)设Q点的坐标为,分两种情况讨论:当时,由勾股定理可得:,当时,由勾股定理可得:,可解出的值.
【详解】
(1)令,则,C点的坐标为(0,2);
令,则 解得,点A为(-1,0);点B为(4,0)
∴
(2)如图1所示:
点C与点D关于轴对称,点,设直线BD的解析式为,将代入得: 解得
∴直线BD的解析式为:
∵
∴当时,四边形是平行四边形
设Q点的坐标为 ,则
∴
解得 (不合题意,舍去)
∴当,四边形是平行四边形
(3)存在,设Q点的坐标为
∵是以BD为直角边的直角三角形
∴当时,由勾股定理可得:
即
解得 (不合题意,舍去)
∴Q点的坐标为
当时,由勾股定理可得:
即
解得
Q点的坐标为
综上所述:点的坐标为, ,.
【点睛】
本题考查了一次函数和抛物线的综合问题,解题的关键在于拿出函数解析式,会用含未知数的代数式表示出关键的点的坐标和线段的长度.
5.A
解析:(1)y=;(2)y=;(3)存在,Q点坐标为(﹣6,10)或(6,﹣4).
【分析】
(1)待定系数法:把A、C两点的坐标分别代入抛物线的解析式中,解方程组即可;
(2)两抛物线关于原点对称,则其大小和形状相同,开口方向相反,则只要求出W1的顶点坐标,即可求出它关于原点对称的抛物线W2的顶点坐标,从而求得W2的解析式;
(3)按是对角线和边分类,根据面积确定点P或Q的横坐标,代入函数关系式,从而求得Q的坐标.
【详解】
解(1)把点A、点C的坐标分别代入y=x2+bx+c中,
得:,
∴b=,c=-2,
∴y=;
(2)∵抛物线w1:y==(x+1)2﹣的顶点是(﹣1,﹣),
∴w2的顶点是(1,),
∴w2的解析式是:y=﹣(x﹣1)2+=﹣x2+x+2;
(3)存在.
由题意知,,则.
①若CC′是对角线,如图,
∵W1和W2关于原点对称,
∴P、Q也关于原点对称,
设点P到y轴的距离为h,
∵平行四边形的面积=2
∴CC′•h=24,
∴4•h=24,
∴h=6,
即P点横坐标是6或﹣6,
当x=6时,y=×62+×6﹣2=10,
∴Q(﹣6,10),
当x=﹣6时,y=×(﹣6)2﹣×6﹣2=4,
∴Q(6,﹣4),
②当CC′是边时,PQ∥CC′,PQ=CC′,如图,
设点Q(x,),P(x,),
由①知:x=6或﹣6,
当P(6,10)时,
∵y=﹣×62+×6+2=﹣4,
∴Q(6,﹣4),
∴PQ=14≠4,
当x=﹣6时,y=﹣×(﹣6)2+×(﹣6)+2=﹣10,
∴PQ=14,
∴PQ≠CC′,
∴CC′不能为边,
综上所述,当C、C′、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,并且其面积等于24时,点Q的坐标是(﹣6,10)或(6,﹣4).
【点睛】
本题考查了待定系数法求二次函数的解析式,平行四边形的性质,用到了分类讨论思想,本题第三问的关键是根据已知两个点,按边和对角线分类.
6.E
解析:(1)①;②2;(2);(3)
【分析】
(1)①把点E(-1,3)代入求出m的值即可;②先求出直线EF的解析式,设出点M的坐标,得到MN的二次函数关系式,根据二次函数的性质求解即可;
(2)写出抛物线的顶点式,根据平移规律即可得到的顶点式,进而得到的顶点坐标,即,消去,得到与的函数关系式,再由即可求得的取值范围;
(3)求出抛物线怛过点A(2,-3),函数H的图象恒过点B(2,-4),从图象可知两函数图象的交点P应在A,B之间,即点P的纵坐标在A,B点的纵坐标之间,从而可得结论.
【详解】
解:(1)①∵抛物线经过点E(-1,3)
∴
∴
∴抛物线的解析式为:
②如图,
∵点F为抛物线的最低点,
∴
∴
设直线EF的解析式为:
把E(-1,3),F(1,-5)代入得,
解得,
∴直线EF的解析式为:
设,则
∴
∵
∴当时,MN有最大值,最大值为2;
(2)∵抛物线
∴平移后的抛物线
∴抛物线的顶点坐标为
∴
∴
∴
∵
∴
∴
∴与的函数关系式为:
(3)如图,函数的图象为射线,
时,;
时,
∴函数H的图象恒过点(2,-4)
∵抛物线,
当时,;
当时,;
∴抛物线G恒过点A(2,-3)
由图象可知,若抛物线G与函数H的图象有交点P,则有
∴点P纵坐标的取值范围为:
【点睛】
本题考查了二次函数综合题,涉及到待定系数法求解析式、二次函数的性质和数形结合思想等知识,熟练运用二次函数的性质解决问题是本题的关键.
7.C
解析:(1);(2)2;(3)
【分析】
(1)先求出抛物线C1的顶点坐标,进而得出抛物线C2的顶点坐标,即可得出结论;
(2)设正方形AMBN的对角线长为2k,得出B(2,3+2k),M(2+k,3+k),N(2−k,3+k),再用点M(2+k,3+k)在抛物线y=(x−2)2+3上,建立方程求出k的值,即可得出结论;
(3)先根据抛物线C1,C2的顶点相同,得出b,d的关系式,再由两抛物线的顶点在x轴,求出c,e的关系,即可得出结论.
【详解】
解:(1)解:(1)∵y=x2−4x+7=(x−2)2+3,
∴顶点为(2,3),
∴其“对顶”抛物线的解析式为y=−(x−2)2+3,
即y=−x2+4x−1;
(2)如图,
由(1)知,A(2,3),
设正方形AMBN的对角线长为2k,
则点B(2,3+2k),M(2+k,3+k),N(2−k,3+k),
∵M(2+k,3+k)在抛物线y=(x−2)2+3上,
∴3+k=(2+k−2)2+3,
解得k=1或k=0(舍);
∴正方形AMBN的面积为×(2k)2=2;
(3)根据抛物线的顶点坐标公式得,抛物线C1:y=ax2+bx+c的顶点为(,),
抛物线C2:y=−ax2+dx+e的顶点为(,),
∵抛物线C2是C1的“对顶”抛物线,
∴,
∴,
∵抛物线C1与C2的顶点位于x轴上,
∴,
∴,
即.
【点睛】
此题主要考查了抛物线的顶点坐标公式,正方形的性质,理解新定义式解本题的关键.
8.A
解析:(1);(2)1或2;(3)存在,点M的坐标为或或
【分析】
(1)把点A、B的坐标代入二次函数解析式进行求解即可;
(2)过点D作y轴平行线交BC于点E,由题意易得C点坐标是(0,2),然后可得直线BC的解析式,然后可表示点E坐标,进而可根据铅垂法进行表示△BCD的面积,最后问题可进行求解;
(3)设点M的坐标为:(x,y),点N(1,s),点B(3,0)、C(0,2),根据题意易得当以B,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形,可分①当BC是平行四边形的边时,②当BC为对角线时,然后根据平行四边形的性质及中点坐标公式可求解.
【详解】
解:(1)把A(﹣1,0),B(3,0)代入y=ax2+bx+2中,得:,解得:,
∴抛物线解析式为;
(2)过点D作y轴平行线交BC于点E,
把x=0代入中,得:y=2,
∴C点坐标是(0,2),
又∵B(3,0),
∴直线BC的解析式为y=x+2,
∵点D(m,),
∴E(m,m+2),
∴DE=()﹣(m+2)=m2+2m,
由S△BCD=2S△AOC得:×DE×OB=2××OA×OC,
∴(m2+2m)×3=2××1×2,
整理得:m2﹣3m+2=0
解得:m1=1,m2=2
∵0<m<3
∴m的值为1或2;
(3)存在,理由:
设点M的坐标为:(x,y),y=,则有点N(1,s),点B(3,0)、C(0,2),
①当BC是平行四边形的边时,
当点C向右平移3个单位,向下平移2个单位得到B,
同样点M(N)向右平移3个单位,向下平移2个单位N(M),
故:x+3=1,y﹣2=s或x﹣3=1,y+2=s,
解得:x=﹣2或4,
故点M坐标为:(﹣2,)或(4,);
②当BC为对角线时,
由中点公式得:x+1=3,y+s=2,
解得:x=2,故点M(2,2);
综上,M的坐标为:(2,2)或(﹣2,)或(4,).
【点睛】
本题主要考查二次函数的综合,关键是根据题意得到函数解析式,然后利用平行四边形的存在性问题可进行分析.
9.C
解析:(1) ;y =−(x−2)+4;(2)(n,n );[(n+1),(n+1) ];y=x;(3)①存在,理由见详解;②CC=2m.
【分析】
(1)),则=2,则=2+2=4,将点A、 的坐标代入抛物线表达式得:,解得: ,则点(4,0),将点A、的坐标代入抛物线表达式,同理可得:=2,=4,即可求解;
(2)同理可得:=3,=9,故点的坐标为(n,),以此推出:点[(n+1),(n+1)],故所有抛物线的顶点坐标满足的函数关系式是:y= ,即可求解;
(3)①△AAnBn为等腰直角三角形,则AAn =2ABn,即(2n)=2(n+),即可求解;
②y=−(m−n+1)+(n−1),y=−(m−n)+n,CC= y−y,即可求解.
【详解】
解:(1),则=2,则=2+2=4,将点A、的坐标代入抛物线表达式得: ,解得:,
则点(4,0),将点A、 的坐标代入抛物线表达式,同理可得:=2,=4;
故y =−(x−)+=−(x−2)+4;
(2)同理可得:=3,=9,故点的坐标为(n,),以此推出:点 [(n+1),(n+1)],故所有抛物线的顶点坐标满足的函数关系式是:y=;
故答案为:(n,n );[(n+1),(n+1)];y=x;
(3)①存在,理由:
点A(0,0),点An(2n,0)、点(n,n ),
△AAnBn为等腰直角三角形,则AAn =2ABn,即(2n)=2(n +n),
解得:n=1(不合题意的值已舍去),
抛物线的表达式为:y=−(x−1) +1;
②y=−(m−n+1)+(n−1),
y=−(m−n)+n,
CC=y−y=−(m−n)+n +(m−n+1)−(n−1)=2m.
【点睛】
本题考查的是二次函数综合运用,这种找规律类型题目,通常按照题设的顺序逐次求解,通常比较容易.
10.A
解析:(1),;(2)6;(3)存在点M使周长最短,其坐标为;(4)存在,,,,
【分析】
(1)把、两点的坐标分别代入抛物线和直线中,解之即可;
(2)由图可知,,所以只需求出AC,OB的长即可,因为C点为抛物线与x轴的一个交点,令y=0即可求出C点坐标,根据已知可得A点坐标,从而得到AC的长,根据已知得到B点坐标,可得OB的长,从而求出的面积;
(3)由题意知,A、C关于对称轴对称,则可知,故当、、三点在同一条直线上时最小,此时的周长最小,连接交对称轴于点,则即为满足条件的点,设直线的解析式为,将B,C的坐标代入即可求出该解析式,令x=-1,即可求出点M的坐标;
(4)在平面内是否存在点,使、、、四点构成矩形,求N点坐标时,需分情况讨论,当HB⊥AB时,根据互相垂直的两直线的斜率之积为-1,互相平行的两直线的斜率相等求出直线HB,直线HN,直线AN的解析式,根据N点为直线HN和直线AN的交点,联立方程组解之即可;同理可得当HA⊥AB时,N点的坐标;而当AB为对角线时,可得HA⊥AB,从而可求出直线AH的解析式,设H点坐标为,根据△AHB为直角三角形,利用勾股定理求出H点的坐标,然后在利用互相垂直的两直线的斜率之积为-1,互相平行的两直线的斜率相等求出N点的坐标.
【详解】
解:(1)把、两点的坐标分别代入得,
解得,
抛物线解析式为.
把、两点的坐标分别代入得,
解得,
直线的解析式为.
(2)由(1)得,抛物线解析式为,
令得,
解得,,
,
∵,
∴,
∵,
∴OB=3,
;
(3),
抛物线的对称轴为,
、关于对称轴对称,
,
,
当、、三点在同一条直线上时最小,此时的周长最小
连接交对称轴于点,则即为满足条件的点,
设直线的解析式为,
直线过点,,
,解得,
直线的解析式,
当时,,
,
存在点使周长最短,其坐标为.
(4)存在,
①当HB⊥AB时,如图所示
由(1)得直线AB的解析式为,
∵HB⊥AB,
∴设直线HB的解析式为,将B(0,-3)代入得
,
∴直线HB的解析式为,
当x=-1时,y=×(-1)-3=,
∴H点的坐标为,
∵四边形ABHN为矩形,
∴HN∥AB,AN∥HB,
∴设直线HN的解析式为y=3x+m,把H点坐标代入,得3×(-1)+m=,
解得m=,
∴直线HN的解析式为y=3x+,
∴设直线AN的解析式为,把A点坐标代入,得,
解得n=,
∴设直线AN的解析式为,
∵N点为直线HN和直线AN的交点,
∴
解得,
∴N点坐标为.
②当HA⊥AB时,如图
由(1)得直线AB的解析式为,
∵HA⊥AB,
∴设直线HA的解析式为,将A(1,0)代入得+b=0,
解得b=,
∴直线HA的解析式为,
当x=-1时,,
∴H点的坐标为,
∵四边形ABNH是矩形,
∴AB∥NH,BN∥AH,
∴设直线HN的解析式为y=3x+m,把H点坐标代入,得,
解得m=,
∴设直线HN的解析式为y=3x+,
∴设直线BN的解析式为,把B点坐标代入,得
n=-3,
∴设直线BN的解析式为,
∵N点为直线HN和直线BN的交点,
∴
解得,
∴N点坐标为.
③当AB为对角线时,如图
设H点坐标为,
∵四边形AHBN为矩形,
∴△AHB为直角三角形,∠AHB=90°,
∴AH2+BH2=AB2,
即,
解得,
∴H点坐标为(-1,-1),(-1,-2),
(a)当H点坐标为(-1,-1)时,
设直线AH的解析式为y=kx+b,把A,H点坐标代入,得
解得,
∴直线AH的解析式为,
∵AH∥BN,
∴设直线BN的解析式为,把B点坐标代入,得
b=-3,
∴直线BN的解析式为,
∵AN⊥BN,
∴设直线AN的解析式为y=-2x+m,把A点坐标代入,得-2+m=0,
解得m=2,
∴直线AN的解析式为y=-2x+2,
∵N点为直线AN与BN的交点,
∴
解得,
∴N点坐标为(2,-2);
(b)当H点坐标为(-1,-2)时,
设直线AH的解析式为y=kx+b,把A,H点坐标代入,得
解得,
∴直线AH的解析式为y=x-1,
∵AH∥BN,
∴设直线BN的解析式为y=x+n,把B点坐标代入,得
n=-3,
∴直线BN的解析式为y=x-3,
∵AN⊥BN,
∴设直线AN的解析式为y=-x+m,把A点坐标代入,得-1+m=0,
解得m=1,
∴直线AN的解析式为y=-x+1,
∵N点为直线AN与BN的交点,
∴
解得,
∴N点坐标为(2,-1).
综上所述,存在点,使、、、四点构成矩形,N点坐标为 .
【点睛】
本题为二次函数的综合运用,涉及待定系数法,轴对称的性质,勾股定理,三角形的面积等知识.在(2)中求得点C是解题的关键,在(3)中确定出M 点是解题的关键,在(4)中分情况讨论是解题的关键.
二、中考几何压轴题
11.(1)相等,;(2)是等边三角形,理由见解析;(3)面积的最大值为.
【分析】
(1)根据"点分别为的中点",可得MNBD,NPCE ,根据三角形外角和定理,等量代换求出.
(2)先求出,得出,根据
解析:(1)相等,;(2)是等边三角形,理由见解析;(3)面积的最大值为.
【分析】
(1)根据"点分别为的中点",可得MNBD,NPCE ,根据三角形外角和定理,等量代换求出.
(2)先求出,得出,根据MNBD,NPCE ,和三角形外角和定理,可知MN=PN,再等量代换求出,即可求解.
(3)根据,可知BD最大值,继而求出面积的最大值.
【详解】
由题意知:AB=AC,AD=AE,且点分别为的中点,
∴BD=CE,MNBD,NPCE,MN=BD,NP=EC
∴MN=NP
又∵MNBD,NPCE,∠A=,AB=AC,
∴∠MNE=∠DBE,∠NPB=∠C,∠ABC=∠C=
根据三角形外角和定理,
得∠ENP=∠NBP+∠NPB
∵∠MNP=∠MNE+∠ENP,∠ENP=∠NBP+∠NPB,
∠NPB=∠C,∠MNE=∠DBE,
∴∠MNP=∠DBE+∠NBP+∠C
=∠ABC+∠C =.
是等边三角形.
理由如下:
如图,由旋转可得
在ABD和ACE中
.
点分别为的中点,
是的中位线,
且
同理可证且
.
在中
∵∠MNP=,MN=PN
是等边三角形.
根据题意得:
即,从而
的面积.
∴面积的最大值为.
【点睛】
本题主要考查了三角形中点的性质、三角形相似的判定定理、三角形外角和定理以及图形旋转的相关知识;正确掌握三角形相似的判定定理、三角形外角和定理以及图形旋转的相关知识是解题的关键.
12.(1)①;②;(2)(1)中的结论仍然成立,理由详见解析;(3)或2或.
【分析】
(1)利用旋转的性质证明△BCD≌△BCE(SAS),可得结论;
(2)结论仍然成立.利用旋转的性质证明△BCD≌
解析:(1)①;②;(2)(1)中的结论仍然成立,理由详见解析;(3)或2或.
【分析】
(1)利用旋转的性质证明△BCD≌△BCE(SAS),可得结论;
(2)结论仍然成立.利用旋转的性质证明△BCD≌△BCE(SAS),可得结论;
(3)分三种情形利用等边三角形的判定和性质分别求解即可.
【详解】
(1)如图1中,
∵CM平分∠ACB,∠ACB=90°,
∠ACM=∠BCM=45°,
根据旋转的性质知:∠DCE=90°,CD=CE,
∴∠BCD=∠BCE=45°,
在△BCD和△BCE中,
,
∴△BCD≌△BCE(SAS),
∴BD=BE,
∵CD=CE,
∴BC垂直平分线段DE,
故答案为:BD=BE,BC⊥DE;
(2)结论仍然成立.理由:
∵,点是的中点,
∴,
根据旋转的性质知:∠DCE=,CD=CE,
∴,
在△BCD和△BCE中,
,
∴△BCD≌△BCE(SAS),
∴BD=BE,
∵CD=CE,
∴BC垂直平分线段DE,
故BD=BE,BC⊥DE仍然成立;
(3)①如图3(1),当时,
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