专题20 二次函数与直角三角形存在问题-2022年中考数学之二次函数重点题型专题(全国通用版)(解析版).docx
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1、专题20二次函数与直角三角形存在问题1(2021四川巴中中考真题)已知抛物线yax2+bx+c与x轴交于A(2,0)、B(6,0)两点,与y轴交于点C(0,3)(1)求抛物线的表达式;(2)点P在直线BC下方的抛物线上,连接AP交BC于点M,当最大时,求点P的坐标及的最大值;(3)在(2)的条件下,过点P作x轴的垂线l,在l上是否存在点D,使BCD是直角三角形,若存在,请直接写出点D的坐标;若不存在,请说明理由【答案】(1);(2),;(3)或或或【分析】(1)将、代入即可求解析式;(2)过点作轴交直线于点,过作轴交直线于点,由,可得,则求的最大值即可;(3)分三种情况讨论:当时,过点作轴,过
2、点作轴,与交于点,过点作轴,与交于点,可证明,求出;当时,过点作轴交于点,可证明,求出;当时,线段的中点,设,由,可求或【详解】解:(1)将点、代入,得,解得,;(2)如图1,过点作轴交直线于点,过作轴交直线于点,设直线的解析式为,设,则,当时,有最大值,;(3),点在上,如图2,当时,过点作轴,过点作轴,与交于点,过点作轴,与交于点,即,;如图3,当时,过点作轴交于点,即,;如图4,当时,线段的中点,设,或,或;综上所述:是直角三角形时,点坐标为或或或【点睛】本题考查二次函数的综合,熟练掌握二次函数的图象及性质,通过构造平行线将的最大值问题转化为求的最大值问题是解题的关键2(2021贵州毕节
3、中考真题)如图,抛物线与轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C,对称轴为直线,项点为D,点B的坐标为(1)填空:点A的坐标为_,点D的坐标为_,抛物线的解析式为_;(2)当二次函数的自变量:满足时,函数y的最小值为,求m的值;(3)P是抛物线对称轴上一动点,是否存在点P,使是以AC为斜边的直角三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由【答案】(1)(1,0),(2,-1),;(2)m的值为或;(3)点P的坐标为:(2,1),(2,2)【分析】(1)根据抛物线的对称轴及点B坐标可求出点A坐标,根据对称轴可求出b的值,把点A或B的坐标代入抛物线解析式可求出C的值,通过配方可求出顶点坐标;
4、(2)根据抛物线开口向上,分两种情况讨论求解即可;(3)设P(1,t),由为斜边,则,根据相似三角形的性质求解即可【详解】解:(1)抛物线的对称轴为x=2,点B坐标为(3,0),且点A在B点的左侧,A(1,0)又x= 把A(1,0)代入得, 抛物线的解析式为顶点D坐标为(2,-1)故答案为:(1,0),(2,-1),;(2)抛物线开口向上,当时,y随x的增大而减小;当时,y随x的增大而增大,当,即时, 解得,(舍去)或当时,解得,或(舍去)所以,m的值为或(3)假设存在,设P(2,t)当时,如图,过点C作CGPE于点G,则CG=2,PG=3-t , ,即 整理得, 解得,经检验:,是原方程的根
5、且符合题意,点P的坐标为(2,1),(2,2)综上,点P的坐标为:(2,1),(2,2)【点睛】本题考查了二次函数综合题,二次函数图象的性质,相似三角形的判定与性质,灵活应用以上知识解决问题是本题的关键3(20212022广东惠阳九年级期中)如图,二次函数yax2+bx3的图象经过点(2,3)和(1,),与x轴从左至右分别交于点A,B,点M为抛物线的顶点(1)求二次函数的解析式(2)在抛物线的对称轴上是否存在这样的点P,使得PAC的周长最小?若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由(3)连接BM,若点Q为线段OB上的一动点(Q不与点B、点O重合),过点Q作x轴的垂线交线段BM于点N,当点
6、Q以1个单位/s的速度从点B向点O运动时,设运动时间为t,四边形OCNQ的面积为S,求S与t之间的函数关系及自变量t的取值范围,并求出S的最值(4)若点R在抛物线上,且以点R、C、B为顶点的三角形是直角三角形,请直接写出所有符合条件的点R的坐标(不需要计算过程)【答案】(1);(2)存在,;(3);(4),【分析】(1)用待定系数法,将代入中,解方程组即可;(2)过点C作关于对称轴的对称点,连接交对称轴于点P,此时的周长最小,求出直线的解析式,因为点P在对称轴上,可以知道点P横坐标,代入直线的解析式中即可求得纵坐标;(3)用t表示出线段QN、OQ的长度,由面积公式代入计算即可知道S和t的函数关
7、系式,将关系式配成顶点式,判断即可求得S的最值;(4)分和两种情况,画出相关图形,设出点R的坐标,利用两点之间距离公式列式计算即可,【详解】解:(1)将代入中,得:解得:二次函数的解析式为:(2)存在点P使得的周长最小,此时,理由如下:点A、点B是抛物线与x轴的交点当时,即:解得:A在B的左边点C是抛物线与y轴的交点当时,又抛物线的对称轴为:过点C作关于对称轴的对称点,连接交对称轴于点P,此时的周长最小,如图1:点C与点关于对称轴对称设直线的解析式为,将代入得:解得:直线的解析式为:点P在上 (3)如图2:点M是抛物线的顶点,且设直线BM的解析式为:,将,代入得:,解得:直线BM的解析式为:有
8、题意知:,且轴又点Q为线段OB上的一动点(Q不与点B、点O重合)S与t之间的函数关系为:S有最大值又当时,S取得最大值(4)据题意,作图如下:设点在中,当时,在中,由勾股定理知:即:化简得:解得:(舍),当时,化简得:解得:(舍),综上所述,满足题意的R点有两个,分别是和【点睛】本题考查二次函数图象上点的存在性问题,待定系数法求一次函数和二次函数解析式,二次函数一般式化成顶点式,判断开口方向求最值等知识点,能够数形结合解题是本题的关键4(20212022陕西安康高新区九年级期中)如图,已知抛物线yx2bxc与一直线相交于A(1,0),C(2,3)两点,与y轴交于点N其顶点为D(1)抛物线及直线
9、AC的函数关系式;(2)若P是抛物线上位于直线AC上方的一个动点,求APC的面积的最大值(3)在抛物线对称轴上是否存在一点M,使以A,N,M为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请直接写出点M的坐标若不存在,请说明理由【答案】(1)抛物线的函数关系为yx2+2x+3;直线AC的函数关系式为yx+1;(2);(3)存在,(1,)或(1,1)或(1,2)或(1,)【分析】(1)用待定系数法即可求解;(2)过点作轴交于点,交轴于点,过点作轴于点,设,则,由即可求解;(3)分是斜边、是斜边、是斜边三种情况,利用勾股定理分别求解即可【详解】解:(1)由抛物线过点及得,解得,故抛物线为;又设直线为过点及,则
10、,解得,故直线为;(2)如图,过点作轴交于点,交轴于点,过点作轴于点,设,则,又,面积的最大值为;(3)存在,理由如下:抛物线的表达式为,其对称轴为,将x0代入得,点N的坐标为(0,3),设点,又,当是斜边时,则,解得:;当是斜边时,则,解得:或2;当是斜边时,则,解得:;故点的坐标为或或或【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解析式、勾股定理的应用、三角形的面积计算以及二次函数的图象性质等相关知识,其中(3)要注意分类求解,避免遗漏5(2021山东济宁九年级期末)抛物线C:yax2+bx+c(a0),过点A(1,0)、B(5,0),并交y轴于点C(0,)(1)求抛物线C的表
11、达式;(2)已知抛物线yax2+bx+c上的任意一点到定点Q(2,)的距离与到直线y的距离相等,若点M为抛物线C上的一动点,P(3,4)为平面内一点,求MP+MQ的最小值,并求出此时点M的坐标(3)在此抛物线对称轴上是否存在一点D,使以A、P、D三点构成的三角形为直角三角形?若存在,求点D的坐标;若不存在,请说明理由【答案】(1)yx2x;(2)最小值为;M(3,2);(3)存在,点D的坐标为(2,3)或(2,2+)或(2,2)或(2,5)【分析】(1)运用待定系数法将A,B,C的坐标代入y=ax2+bx+c,解方程组求出a,b,c即可;(2)作PH直线y=-于点H,作MH直线y=-于点H,根
12、据抛物线y=ax2+bx+c上的任意一点到定点Q(2,-)的距离与到直线y=-的距离相等,可得:MQ=MH,可得出MP+MQ=MP+MH,当P,M,H三点在同一条直线上且PM直线y=-时,MP+MH最小,即可求出答案;(3)先求出抛物线对称轴,再根据以A、P、D三点构成的三角形为直角三角形进行分类讨论即可【详解】解:(1)抛物线C:y=ax2+bx+c(a0),过点A(-1,0)、B(5,0),并交y轴于点C(0,-),解得:,抛物线C的表达式为:y=x2-x-; (2)如图1,作PH直线y=-于点H,作MH直线y=-于点H,抛物线y=ax2+bx+c上的任意一点到定点Q(2,-)的距离与到直
13、线y=-的距离相等,MQ=MH,MP+MQ=MP+MH,当P,M,H三点在同一条直线上,MP+MH最小,M与M重合时,MP+MQ最小,P(3,4),PH=4-(-)=,MP+MQ的最小值为;当x=3时,y=32-3-=-2,M(3,-2);(3)y=x2-x- =(x-2)2-;抛物线对称轴为x=2,设点坐称为(2,m),A(-1,0),P(3,4),D(2,m),AP=4,AD2=9+m2,PD2=1+(m-4)2,以A、P、D三点构成的三角形为直角三角形,分三种情况讨论:DAP=90或ADP=90或APD=90,当DAP=90时,AP2+AD2=PD2,(4)2+9+m2=1+(m-4)2
14、,解得:m=-3,D1(2,-3);当ADP=90时,PD2+AD2=AP2,1+(m-4)2+9+m2=(4)2,解得:m1=2+,m2=2-,D2(2,2+);D3(2,2-);当APD=90时,PD2+AP2=AD2,1+(m-4)2+(4)2=9+m2,解得:m=5,D4(2,5);综上所述,点D的坐标为(2,-3)或(2,2+)或(2,2-)或(2,5)【点睛】本题考查了待定系数法求抛物线解析式,点到直线的距离,直角三角形性质,勾股定理等,熟练掌握二次函数图象和性质,勾股定理等相关知识,并灵活运用数形结合思想,分类讨论思想和方程思想是解题关键6(20212022湖南新田九年级期中)如
15、图,抛物线yax2+bx+c与x轴交于点A(3,0),点B(1,0),与y轴交于点C(0, 3),顶点为D(1)求抛物线的解析式;(2)设P是抛物线位于第二象限的图像上一点,且使APC的面积最大,求此时APC的面积的最大值和P点的坐标(3)设点Q是y轴上一点,且使ADQ为直角三角形,求出满足此条件的点Q的坐标【答案】(1)y=x22x+3;(2)SAPC的最大值是,P点坐标为(,);(3)Q1(0,);Q2(0,);Q3(0,1);Q4(0,3)【分析】(1)根据抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(3,0),点B(1,0),可设交点式,再将C(0,3)代入求解;(2)过点P作PFx轴于F
16、,交直线AC于E,设P(m,m22m+3),利用待定系数法求直线AC解析式,用含m的代数式表示SAPC,再运用二次函数最值方法求解即可;(3)先求出顶点坐标,设点Q(0,n),运用勾股定理或两点间距离公式表示出AD2,QD2,QA2,再根据ADQ为直角三角形,分三种情况讨论:ADQ=90或DAQ=90或AQD=90【详解】解:(1)抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(3,0),点B(1,0),与y轴交于点C(0,3),设y=a(x+3)(x1),则3a=3,解得:a=1, 抛物线的解析式为y=-(x+3)(x1)=x22x+3;(2)如图1,过点P作PFx轴于F,交直线AC于E,设P(m
17、,m22m+3),设直线AC解析式为y=kx+b,将A(3,0),C(0,3)代入,得,解得:,直线AC解析式为y=x+3,E(m,m+3),PE=m22m+3( m+3)=m23m ,AO=3 ,SAPC= SAPE+ SEPC=PEAF+PEOF= PEAO =(m23m)=,m=符合3m0,当m=时,P点坐标为( ,),SAPC的最大值是;(3)y=x22x+3=(x+1)2+4,抛物线顶点坐标为(1,4),点Q是y轴上一点,设Q(0,n),又由A(3,0),顶点D(1,4)得:AD2=20,AQ2=9+n2,DQ2=1+(4n)2=n28n+17,ADQ为直角三角形,ADQ=90或DA
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