专题21 二次函数与等腰三角形存在问题-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21 二次函数与等腰三角形存在问题1(2021江苏宿迁中考真题)如图,抛物线与轴交于A(-1,0),B(4,0),与轴交于点C连接AC,BC,点P在抛物线上运动(1)求抛物线的表达式;(2)如图,若点P在第四象限,点Q在PA的延长线上,当CAQ=CBA45时,求点P的坐标;(3)如图,若点P在第一象限,直线AP交BC于点F,过点P作轴的垂线交BC于点H,当PFH为等腰三角形时,求线段PH的长【答案】(1);(2)(6,-7);(3)PH=或1.5或【分析】(1)根据待定系数法解答即可;(2)求得点C的坐标后先利用勾股定理的逆定理判断ACB=90,继而可得ACO=CBA,在x轴上取点E(2,
2、0),连接CE,易得OCE是等腰直角三角形,可得OCE=45,进一步可推出ACE=CAQ,可得CEPQ,然后利用待定系数法分别求出直线CE与PQ的解析式,再与抛物线的解析式联立方程组求解即可;(3)设直线AP交y轴于点G,如图,由题意可得若PFH为等腰三角形,则CFG也为等腰三角形,设G(0,m),求出直线AF和直线BC的解析式后,再解方程组求出点F的坐标,然后分三种情况求出m的值,再求出直线AP的解析式,进而可求出点P的坐标,于是问题可求解【详解】解:(1)把A(-1,0),B(4,0)代入,得,解得:,抛物线的解析式是;(2)令x=0,则y=2,即C(0,2),AB2=25,ACB=90,
3、ACO+CAO=CBA+CAO=90,ACO=CBA,在x轴上取点E(2,0),连接CE,如图,则CE=OE=2,OCE=45,ACE=ACO+45=CBA+45=CAQ,CEPQ,C(0,2),E(2,0),直线CE的解析式为y=-x+2,设直线PQ的解析式为y=-x+n,把点A(-1,0)代入,可得n=-1,直线PQ的解析式为y=-x-1,解方程组,得或,点P的坐标是(6,-7);(3)设直线AP交y轴于点G,如图,PHy轴,PHC=OCB,FPH=CGF,若PFH为等腰三角形,则CFG也为等腰三角形,C(0,2),B(4,0),直线BC的解析式为,设G(0,m),A(-1,0),直线AF
4、的解析式为y=mx+m,解方程组,得,点F的坐标是,当CG=CF时,解得:(舍去负值),此时直线AF的解析式为y=x+,解方程组,得或,点P的坐标是(,),此时点H的坐标是(,),PH=;当FG=FC时,解得m=或m=(舍)或m=2(舍),此时直线AF的解析式为y=x+,解方程组,得或,点P的坐标是(3,2),此时点H的坐标是(3,),PH=2-=1.5;当GF=GC时,解得或m=2(舍去),此时直线AF的解析式为y=x+,解方程组,得或,点P的坐标是(,),此时点H的坐标是(,),PH=;综上,PH=或1.5或【点睛】本题是二次函数的综合题,主要考查了待定系数法求二次函数的解析式、二次函数图
5、象上点的坐标特征、直线与抛物线的交点以及等腰三角形的判定和性质等知识,具有相当的难度,熟练掌握二次函数的图象和性质、灵活应用数形结合的思想是解题的关键2(2021重庆市九年级开学考试)如图,已知抛物线的图象与轴交于,两点,与轴交于点,抛物线的对称轴与轴交于点点从点出发,以每秒1个单位长度的速度向运动,过作轴的垂线,交抛物线于点,交于(1)求点和点的坐标;(2)设当点运动了(秒时,四边形的面积为,求与的函数关系式,并指出自变量的取值范围;(3)在线段上是否存在点,使得成为以为一腰的等腰三角形?若存在,求出点的坐标,若不存在,说明理由【答案】(1),;(2);(3)存在,的坐标为或,见解析【分析】
6、(1)把代入中,解一元二次方程即可得,把代入即可得;(2)连接,设点的坐标为,写出,根据点M的运动可知,即可得;(3)若,先算出OM,则,即可得,若,可以证明,利用对应边成比例求出QM,BM的长,即可得【详解】解:(1)把代入中,则,去分母,得,二次项系数化为1 ,得,因式分解,得,于是得或,或点B在x轴的右侧,舍去,点B的坐标为;,把代入得点的坐标为;(2)如图,连接,设点的坐标为,=点运动到点上停止,;(3)存在,如图,若,所以的坐标为:;如图,若,所以的坐标为:,综上所述,的坐标为或【点睛】本题考查了二次函数解析式的运用,坐标系里面积表示方法,寻找特殊三角形的条件问题及相似三角形,解题的
7、关键是熟练掌握二次函数,寻找特殊三角形的条件问题时要分类讨论3(20212022广东九年级期中)如图,已知抛物线过点,交轴于点和点(点在点的左侧),抛物线的顶点为,对称轴交轴于点,连接(1)直接写出的值,点的坐标和抛物线对称轴的表达式(2)若点是抛物线对称轴上的点,当是等腰三角形时,求点的坐标(3)点是抛物线上的动点,连接,将沿所在的直线对折,点落在坐标平面内的点处求当点恰好落在直线上时点的横坐标【答案】(1)a;对称轴为直线x2;A(6,0);(2)(2,2)或(2,4)或(2,2)或(2,2);(3)或【分析】(1)将点C坐标代入抛物线解析式中,即可得出结论;(2)分三种情况:直接利用等腰
8、三角形的性质,即可得出结论;(3)先判断出PQEPQE(AAS),得出PQPQ,EQEQ,进而得出PQn,EQQEm2,确定出点P(n2,2m),将点P的坐标代入直线AD的解析式中,和点P代入抛物线解析式中,联立方程组,求解即可得出结论【详解】解:(1)抛物线ya(x6)(x2)过点C(0,2),2a(06)(02),a,抛物线的解析式为y(x6)(x2)(x2)2,抛物线的对称轴为直线x2;针对于抛物线的解析式为y(x6)(x2),令y0,则(x6)(x2)0,x2或x6,A(6,0);(2)如图1,由(1)知,抛物线的对称轴为x2,E(2,0),C(0,2),OCOE2,CEOC2,CED
9、45,CME是等腰三角形,当MEMC时,ECMCED45,CME90,M(2,2),当CECM时,MM1CM2,EM14,M1(2,4),当EMCE时,EM2EM32,M2(2,2),M3(2,2),即满足条件的点M的坐标为(2,2)或(2,4)或(2,2)或(2,2);(3)如图2,由(1)知,抛物线的解析式为y(x6)(x2)(x2)2,D(2,),令y0,则(x6)(x2)0,x6或x2,点A(6,0),设直线的解析式为,则,解得,直线AD的解析式为yx4,过点P作PQx轴于Q,过点P作PQDE于Q,EQPEQP90,由(2)知,CEDCEB45,由折叠知,EPEP,CEPCEP,PQE
10、PQE(AAS),PQPQ,EQEQ,设点P(m,n),OQm,PQn,PQn,EQQEm2,点P(n2,2m),点P在直线AD上,2m(n2)4,点P在抛物线上,n(m6)(m2),联立解得,m或,即点P的横坐标为或【点睛】此题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法,等腰三角形的性质,全等三角形的判定和性质,用分类讨论的思想解决问题是解本题的关键4如图,在平面直角坐标系中,抛物线yx2x与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,对称轴与x轴交于点D,点E(4,n)在抛物线上(1)求直线AE的解析式;(2)点P为直线CE下方抛物线上的一点,连接PC,PE当PCE的面积最大时,连
11、接CD,CB,点K是线段CB的中点,点M是CP上的一点,点N是CD上的一点,求KMMNNK的最小值;(3)点G是线段CE的中点,将抛物线yx2x沿x轴正方向平移得到新抛物线y,y经过点D,y的顶点为点F在新抛物线y的对称轴上,是否存在一点Q,使得FGQ为等腰三角形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由【答案】(1)yx;(2)3,(3)存在,点Q的坐标为(3,),Q(3,)或(3,2)或(3,)【详解】【详解】试题解析:(1)yx2x,y(x1)(x3)A(1,0),B(3,0)当x4时,yE(4,)设直线AE的解析式为ykxb,将点A和点E的坐标代入得:,解得:k,b直线AE的解
12、析式为yx(2)设直线CE的解析式为ymx,将点E的坐标代入得:4m,解得:m直线CE的解析式为yx过点P作PFy轴,交CE与点F设点P的坐标为(x,x2x),则点F(x,x),则FP(x)(x2x)x2xEPC的面积(x2x)4x2x当x2时,EPC的面积最大P(2,)如图2所示:作点K关于CD和CP的对称点G、H,连接G、H交CD和CP与N、MK是CB的中点,k(,)点H与点K关于CP对称,点H的坐标为(,)点G与点K关于CD对称,点G(0,0)KMMNNKMHMNGN当点O、N、M、H在条直线上时,KMMNNK有最小值,最小值GHGH3.KMMNNK的最小值为3.(3)如图3所示:y经过
13、点D,y的顶点为点F,点F(3,)点G为CE的中点,G(2,)FG当FGFQ时,点Q(3,),Q(3,)当GFGQ时,点F与点Q关于y对称,点Q(3,2)当QGQF时,设点Q1的坐标为(3,a)由两点间的距离公式可知:a,解得:a点Q1的坐标为(3,)综上所述,点Q的坐标为(3,),Q(3,)或(3,2)或(3,)5(20212022重庆校九年级月考)抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,抛物线的对称轴交x轴于点D,已知,(1)求抛物线的表达式;(2)如图1,点P是线段上的一个动点,过点P作x轴的垂线与抛物线相交于点Q,当点P运动到什么位置时,四边形的面积最大?求出四边形的最大面积及此时
14、点的坐标(3)如图2,设抛物线的顶点为M,将抛物线沿射线方向以每秒个单位的速度平移t秒,平移后的抛物线的顶点为,当是等腰三角形时,求t的值【答案】(1);(2)面积的最大值为,P;(3)或0.625或【分析】(1)用待定系数法即可求解;(2)由,即可求解;(3)抛物线沿射线方向以每秒个单位的速度平移秒,即运动了个单位,由直线的表达式知,此时点向右平移了个单位向下平移了个单位,则点,进而求解【详解】解:(1)将点、的坐标代入抛物线表达式得,解得,故抛物线的表达式为;(2)对于,令,解得或4,故点的坐标为,抛物线的对称轴为直线,故点的坐标为,则,由点、的坐标得:直线的表达式为,设点的坐标为,则点的
15、坐标为,设四边形的面积为,则,故有最大值,当时,即四边形的面积取得最大值为,此时,点的坐标为;(3)由抛物线的表达式知,点的坐标为,抛物线沿射线方向以每秒个单位的速度平移秒,即运动了个单位,由直线的表达式知,此时点向右平移了个单位向下平移了个单位,则点,由点、的坐标知,同理可得,当时,则,解得(不合题意的值已舍去);当时,解得;当时,解得(不合题意的值已舍去);故或0.625或【点睛】本题主要考查了二次函数的解析式的求法和与几何图形结合的综合能力的培养要会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,利用点的坐标的意义表示线段的长度,从而求出线段之间的关系6(20212022四川南部县九年级月考
16、)如图,直线交轴于A点,交轴于B点,过A、B两点的抛物线的顶点坐标(1,4)(1)求的值和抛物线的解析式;(2)在抛物线的对称轴上求一点P,使得PAB的周长最小,并求出最小值;(3)在抛物线的对称轴上是否存在点Q,使ABQ是等腰三角形?若存在,求出符合条件的Q点坐标;若不存在,请说明理由【答案】(1)k=3,抛物线的解析式为;(2)PAB周长的最小值为,点P坐标为(1,2);(3)存在,点Q坐标分别为Q1(1,),Q2(1,),Q3(1,0),Q4(1,1)【分析】(1)令x=0,可得点B坐标,根据顶点坐标可设设抛物线解析式为,把点B坐标代入可求出a值,即可得抛物线解析式,令y=0可得点A坐标
17、,代入即可得k值;(2)如图连接BC,交对称轴于P,根据抛物线解析式可得对称轴为直线x=1,点C坐标为(3,0),根据二次函数得对称性可得PA=PC,即可得出PA+PB=BC,可得PAB得周长的最小值为BC+AB,利用勾股定理即可得PAB周长的最小值,根据点B、C坐标,利用待定系数法可得直线BC解析式,令x=1即可得点P坐标;(3)设点Q坐标为(1,m),分QA=AB,QB=AB,QA=QB,三种情况,根据两点间距离公式求出m的值即可得答案【详解】(1)当x=0时,y=3,点B坐标为(0,3),过A、B两点的抛物线的顶点坐标(1,4),设抛物线的解析式为,解得:,抛物线的解析式为,即,当y=0
18、时,解得:,点A在x轴负半轴,A(-1,0),C(3,0),把A(-1,0)代入得:-k+3=0,解得:k=3(2)如图,连接BC,交对称轴于点P,抛物线的解析式为,对称轴为直线x=,抛物线与x轴交于点A、C,A、C关于对称轴对称,PA=PC,PA+PB=PB+PC=BC,PAB的周长的最小值为AB+BC,A(-1,0),B(0,3),C(3,0),OA=1,OB=3,OC=3,AB+BC=,设直线BC的解析式为y=kx+b,解得:k=-1,直线BC的解析式为y=-x+3,当x=1时,y=-1+3=2,点P坐标为(1,2)PAB周长的最小值为,点P坐标为(1,2)(3)设点Q坐标为(1,m),
19、A(-1,0),B(0,3),AB=,QA=,QB=,当QA=AB时,=,解得:m=,Q1(1,),Q2(1,),当QB=AB时,=,解得:m=6或m=0,直线AB的解析式为y=3x+3,x=1时,y=6,点(1,6)在直线AB上,与A、B不能构成三角形,Q3(1,0),当QA=QB时,=,解得:m=1,Q4(1,1),综上所述:存在点Q,使ABQ是等腰三角形,点Q坐标分别为Q1(1,),Q2(1,),Q3(1,0),Q4(1,1)【点睛】本题考查二次函数与一次函数的综合,熟练掌握待定系数法求函数解析式、二次函数得对称性并灵活运用分类讨论得思想是解题关键7(20212022安徽九年级月考)如图
20、所示,抛物线经过点,点,与轴交于点,连接,点是线段上不与点、重合的点,过点作轴,交抛物线于点,交于点(1)求抛物线的表达式;(2)过点作,垂足为点设点的坐标为,请用含的代数式表示线段的长,并求出当为何值时有最大值,最大值是多少?(3)试探究是否存在这样的点,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【答案】(1);(2),时,最大值为;(3)存在,点的坐标为或或【分析】(1)运用待定系数法将点A、B的坐标代入函数解析式即可得结果;(2)运用待定系数法求出直线BC的解析式,设,则点,点,用含m的式子表示DF的长,根据二次函数的性质解答即可;(3)分三种情况
21、讨论点E的坐标,当时,根据,求出m的值,即可求得E点的坐标;当时,连接AE,根据可求出m的值,进一步可求点E的坐标;当时,求出m的值即可求得点E的坐标【详解】解:(1)将点、的坐标代入抛物线表达式得,解得,抛物线的表达式为:;(2)由抛物线的表达式知,点,设直线的表达式为:,则,解得:,直线的表达式为:;设点,则点,点,故,当时,有最大值为;(3)存在,理由:点、的坐标分别为、,则,过点作轴于点,当时,在中,由勾股定理得,即,解得:,(舍去),故点;当时,则,连接在中,由勾股定理得即,解得:,(舍去),则,故点;当时,即,解得:;则,故点,综上,点的坐标为或或【点睛】本题考查二次函数综合问题,
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