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二次函数中的存在性问题(讲义)
一、知识点睛
解决“二次函数中存在性问题”的基本步骤:
①____________.研究确定图形,先画图解决其中一种情形.
②____________.先验证①的结果是否合理,再找其他分类,类比第一种情形求解.
③____________.结合点的运动范围,画图或推理,对结果取舍.
二、精讲精练
1. 如图,已知点P是二次函数y=-x2+3x图象在y轴右侧部分上的一个动点,将直线y=-2x沿y轴向上平移,分别交x轴、y轴于A、B两点. 若以AB为直角边的△PAB与△OAB相似,请求出所有符合条件的点P的坐标.
2. 抛物线与y轴交于点A,顶点为B,对称轴BC与x轴交于点C.点P在抛物线上,直线PQ//BC交x轴于点Q,连接BQ.
(1)若含45°角的直角三角板如图所示放置,其中一个顶点与点C重合,直角顶点D在BQ上,另一个顶点E在PQ上,求直线BQ的函数解析式;
(2)若含30°角的直角三角板的一个顶点与点C重合,直角顶点D在直线BQ上(点D不与点Q重合),另一个顶点E在PQ上,求点P的坐标.
3. 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)若抛物线经过A、B两点,则该抛物线的解析式为______________________;
(2)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.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. 已知抛物线经过A、B、C三点,点P(1,k)在直线BC:y=x3上,若点M在x轴上,点N在抛物线上,是否存在以A、M、N、P为顶点的四边形为平行四边形?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
5. 抛物线与y轴交于点C,与直线y=x交于A(-2,-2)、B(2,2)两点.如图,线段MN在直线AB上移动,且,若点M的横坐标为m,过点M作x轴的垂线与x轴交于点P,过点N作x轴的垂线与抛物线交于点Q.以P、M、Q、N为顶点的四边形能否为平行四边形?若能,请求出m的值;若不能,请说明理由.
三、回顾与思考
____________________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________
【参考答案】
一、 知识点睛
① 画图分析 ②分类讨论 ③验证取舍
二、 精讲精练
1.解:由题意,设OA=m,则OB=2m;
当∠BAP=90°时,△BAP∽△AOB或△BAP∽△BOA;
① 若△BAP∽△AOB,如图1,
可知△PMA∽△AOB,相似比为2:1;则P1(5m,2m),
代入,可知,
② 若△BAP∽△BOA,如图2,
可知△PMA∽△AOB,相似比为1:2;则P2(2m,),
代入,可知,
当∠ABP=90°时,△ABP∽△AOB或△ABP∽△BOA;
③ 若△ABP∽△AOB,如图3,
可知△PMB∽△BOA,相似比为2:1;则P3(4m,4m),
代入,可知,
④ 若△ABP∽△BOA,如图4,
可知△PMB∽△BOA,相似比为1:2;则P4(m,),
代入,可知,
2.解:(1)由抛物线解析式可得B点坐标(1,3).
要求直线BQ的函数解析式,只需求得点Q坐标即可,即求CQ长度.
过点D作DG⊥x轴于点G,过点D作DF⊥QP于点F.
则可证△DCG≌△DEF.则DG=DF,
∴矩形DGQF为正方形.
则∠DQG=45°,则△BCQ为等腰直角三角形.
∴CQ=BC=3,此时,Q点坐标为(4,0)
可得BQ解析式为y=-x+4.
(2)要求P点坐标,只需求得点Q坐标,然后根据横坐标相同来求点P坐标即可.
而题目当中没有说明∠DCE=30°还是∠DCE=60°,所以分两种情况来讨论.
① 当∠DCE=30°时,
a)过点D作DH⊥x轴于点H,过点D作DK⊥QP于点K.
则可证△DCH∽△DEK. 则,
在矩形DHQK中,DK=HQ,则.
在Rt△DHQ中,∠DQC=60°.
则在Rt△BCQ中,
∴CQ=,此时,Q点坐标为(1+,0)
则P点横坐标为1+.代入可得纵坐标.
∴P(1+,).
b)又P、Q为动点,∴可能PQ在对称轴左侧,与上一种情形关于对称轴对称.
由对称性可得此时点P坐标为(1-,)
② 当∠DCE=60°时,
a) 过点D作DM⊥x轴于点M,过点D作DN⊥QP于点N.
则可证△DCM∽△DEN.则,
在矩形DMQN中,DN=MQ,
则.
在Rt△DMQ中,∠DQM=30°.
则在Rt△BCQ中,
∴CQ=BC=,此时,Q点坐标为(1+,0)
则P点横坐标为1+.代入可得纵坐标.
∴P(1+,).
b)又P、Q为动点,∴可能PQ在对称轴左侧,与上一种情形关于对称轴对称.
由对称性可得此时点P坐标为(1-,)
综上所述,P点坐标为(1+,),(1-,),(1+,)或(1-,).
3.解:(1)∵AB=BC=10,OB=8
∴在Rt△OAB中,OA=6
∴ A(6,0)
将A(6,0),B(0,-8)代入抛物线表达式,得,
(2)存在:
如果△AMN与△ACD相似,则或
设M(0<m<6)
1) 假设点M在x轴下方的抛物线上,如图1所示:
当时,,即
∴
∴
如图2验证一下:
当时,,即
∴(舍)
2)如果点M在x轴上方的抛物线上:
当时,,即
∴
∴M
此时,
∴
∴△AMN∽△ACD
∴M满足要求
当时,,即
∴m=10(舍)
综上M1,M2
4.解:满足条件坐标为:
思路分析:A、M、N、P四点中点A、点P为顶点,则AP可为平行四边形边、对角线;
(1)如图,当AP为平行四边形边时,平移AP;
∵点A、P纵坐标差为2
∴点M、N纵坐标差为2;
∵点M的纵坐标为0
∴点N的纵坐标为2或-2
①当点N的纵坐标为2时
解:
得
又∵点A、P横坐标差为2
∴点M的坐标为:
、
②当点N的纵坐标为-2时
解:
得
又∵点A、P横坐标差为2
∴点M的坐标为:
、
(2)当AP为平行四边形边对角线时;
设M5(m,0)
MN一定过AP的中点(0,-1)
则N5(-m,-2)
N5在抛物线上
∴
(负值不符合题意,舍去)
∴
∴
综上所述:
符合条件点P的坐标为:
5.解:分析题意,可得:MP∥NQ,若以P、M、N、Q为顶点的四边形为平行四边形,只需MP=NQ即可
由题知:,,,
故只需表达MP、NQ即可.表达分下列四种情况:
①如图1,,,令PM=QN,
解得:(舍去),;
②如图2,,,令PM=QN,
解得:(舍去),;
③如图3,,,令PM=QN,
解得:,(舍去);
④如图4,,,令PM=QN,
解得:,(舍去);
综上,m的值为、、、.
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