专题22 二次函数与等腰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22 二次函数与等腰直角三角形存在问题1(2021湖南怀化中考真题)如图所示,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,且,抛物线的对称轴与直线BC交于点M,与x轴交于点N(1)求抛物线的解析式;(2)若点P是对称轴上的一个动点,是否存在以P、C、M为顶点的三角形与相似?若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由(3)D为CO的中点,一个动点G从D点出发,先到达x轴上的点E,再走到抛物线对称轴上的点F,最后返回到点C要使动点G走过的路程最短,请找出点E、F的位置,写出坐标,并求出最短路程(4)点Q是抛物线上位于x轴上方的一点,点R在x轴上,是否存在以点Q为直角顶点的等腰?若存在,求出点
2、Q的坐标,若不存在,请说明理由【答案】(1);(2)存在,或;(3)点,最短路程为,理由见详解;(4)存在,当以点Q为直角顶点的等腰时,点或,理由见详解【分析】(1)由题意易得,然后设二次函数的解析式为,进而代入求解即可;(2)由题意易得,要使以点P、C、M为顶点的三角形与MNB相似,则可分当时,当时,进而分类求解即可;(3)由题意可得作点D关于x轴的对称点H,作点C关于抛物线的对称轴的对称点I,然后连接HI,分别与x轴、抛物线的对称轴交于点E、F,此时的点E、F即为所求,HI即为动点G所走过的最短路程,最后求解即可;(4)由题意可分当点Q在第二象限时,存在等腰,当点Q在第一象限时,存在等腰,
3、然后利用“k型”进行求解即可【详解】解:(1),设二次函数的解析式为,代入点C的坐标可得:,解得:,二次函数的解析式为,即为;(2)存在以点P、C、M为顶点的三角形与MNB相似,理由如下:由(1)可得抛物线的解析式为,则有对称轴为直线,设直线BC的解析式为,代入点B、C坐标可得:,解得:,直线BC的解析式为,点,由两点距离公式可得,若使以点P、C、M为顶点的三角形与MNB相似,则有,当时,则有轴,如图所示:点,当时,如图所示:,点;(3)由题意得:动点G从点D出发,先到达x轴上的点E,再走到抛物线对称轴上的点F,最后返回到点C根据轴对称的性质及两点之间线段最短可知要使点G走过的路程最短则有作点
4、D关于x轴的对称点H,作点C关于抛物线的对称轴的对称点I,然后连接HI,分别与x轴、抛物线的对称轴交于点E、F,此时的点E、F即为所求,HI即为动点G所走过的最短路程,如图所示:OC=8,点D为CO的中点,OD=4,抛物线的对称轴为直线,设直线HI的解析式为,则把点H、I坐标代入得:,解得:,直线HI的解析式为,当y=0时,则有,解得:,当x=1时,则有,点,点G走过的最短路程为;(4)存在以点Q为直角顶点的等腰,理由如下:设点,则有:当点Q在第二象限时,存在等腰时,如图所示:过点Q作QLx轴于点L,过点C作CKQL,交其延长线于点K,如图所示,四边形COLK是矩形,CK=OL,等腰,点,解得
5、:(不符合题意,舍去),;当点Q在第一象限时,存在等腰时,如图所示:同理可得,解得:(不符合题意,舍去),;综上所述:当以点Q为直角顶点的等腰时,点或【点睛】本题主要考查二次函数的综合、相似三角形的性质与判定、轴对称的性质及等腰直角三角形的性质,熟练掌握二次函数的综合、相似三角形的性质与判定、轴对称的性质及等腰直角三角形的性质是解题的关键2(2021四川广安中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线的图象与坐标轴相交于、三点,其中点坐标为,点坐标为,连接、动点从点出发,在线段上以每秒个单位长度向点做匀速运动;同时,动点从点出发,在线段上以每秒1个单位长度向点做匀速运动,当其中一点到达终点时,另
6、一点随之停止运动,连接,设运动时间为秒(1)求、的值;(2)在、运动的过程中,当为何值时,四边形的面积最小,最小值为多少?(3)在线段上方的抛物线上是否存在点,使是以点为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由【答案】(1)b=2,c=3;(2)t=2,最小值为4;(3)(,)【分析】(1)利用待定系数法求解即可;(2)过点P作PEx轴,垂足为E,利用S四边形BCPQ=SABC-SAPQ表示出四边形BCPQ的面积,求出t的范围,利用二次函数的性质求出最值即可;(3)画出图形,过点P作x轴的垂线,交x轴于E,过M作y轴的垂线,与EP交于F,证明PFMQEP,得到MF
7、=PE=t,PF=QE=4-2t,得到点M的坐标,再代入二次函数表达式,求出t值,即可算出M的坐标【详解】解:(1)抛物线y=-x2+bx+c经过点A(3,0),B(-1,0),则,解得:;(2)由(1)得:抛物线表达式为y=-x2+2x+3,C(0,3),A(3,0),OAC是等腰直角三角形,由点P的运动可知:AP=,过点P作PEx轴,垂足为E,AE=PE=t,即E(3-t,0),又Q(-1+t,0),S四边形BCPQ=SABC-SAPQ=当其中一点到达终点时,另一点随之停止运动,AC=,AB=4,0t3,当t=2时,四边形BCPQ的面积最小,即为=4;(3)点M是线段AC上方的抛物线上的点
8、,如图,过点P作x轴的垂线,交x轴于E,过M作y轴的垂线,与EP交于F,PMQ是等腰直角三角形,PM=PQ,MPQ=90,MPF+QPE=90,又MPF+PMF=90,PMF=QPE,在PFM和QEP中,PFMQEP(AAS),MF=PE=t,PF=QE=4-2t,EF=4-2t+t=4-t,又OE=3-t,点M的坐标为(3-2t,4-t),点M在抛物线y=-x2+2x+3上,4-t=-(3-2t)2+2(3-2t)+3,解得:t=或(舍),M点的坐标为(,)【点睛】本题考查了二次函数综合,涉及到全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的性质,三角形面积,用方程的思想解决问题是解本题的关键3(2
9、021云南昆明中考三模)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,(点在点的左侧),交轴于点,且经过点(1)求抛物线的解析式及点,的坐标;(2)在平面直角坐标系中,是否存在点,使是等腰直角三角形?若存在,请直接写出符合条件的所有点的坐标;若不存在,请说明理由;(3)在直线下方,作正方形,并将沿对称轴平移个单位长度(规定向上平移时为正,向下平移时为负,不平移时为0),若平移后的抛物线与正方形(包括正方形的内部和边)有公共点,求的取值范围【答案】(1),;(2)存在,;(3)【分析】(1)利用待定系数法求函数解析式,然后令y=0,求得x的值,从而求解;(2)求得直线AD的解析式,然后利用一次函
10、数的性质求得,然后根据等腰直角三角形的判定和性质求解;(3)根据正方形的性质求得点的坐标是,点的坐标是,然后设平移后的抛物线解析式为,结合二次函数和一次函数的性质联立方程组求解【详解】解:(1)依题意,将点代入,得,解得,抛物线的解析式为令,得,解得,(2)设直线的式为,将,两点坐标代入得,解得直线的解析式为如图1,设直线与轴交于点,令,得,过点作轴,过点作轴,过点作轴,与交于点,延长至,使,连接,延长至,使,连接,延长至,使,连接,延长至,使,连接,则,为所有符合题意的等腰直角三角形,(3)如图2,由(2)可知,在正方形中,A(-1,0),点D(5,6)点的坐标是,点的坐标是,直线的解析式是
11、,设平移后的抛物线解析式为,结合图象可知,当抛物线经过点时,是抛物线平移后与正方形有公共点的最低位置,将点代入,得,解得当抛物线与边有唯一公共点时,是抛物线平移后与正方形有公共点的最高位置,将与联立方程组,化简,得,只有唯一解,即此一元二次方程有两个相等的实数根,解得的取值范围【点睛】本题考查二次函数综合,掌握待定系数法求函数解析式,二次函数图象上点的坐标特征,利用数形结合思想解题是关键4(2021江苏溧阳中考一模)如图所示,抛物线的图像与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C(1)当时 ,求点A、B、C的坐标;如果点P是抛物线上一点,点M是该抛物线对称轴上的点,当是以为斜边的等腰直角三角形时,求
12、出点P的坐标;(2)点D是抛物线的顶点,连接、,当四边形是圆的内接四边形时,求a的值【答案】(1),;(2)【分析】(1)当时,函数的表达式为,即可求解;证明,则,则,解得或4,即可求解;(2)当四边形是圆的内接四边形时,则的中点为该圆的圆心,故,即可求解【详解】解:对于,令,解得或,令,则,故点、的坐标分别为、,当时,顶点的坐标为(1)当时,函数的表达式为,则点、的坐标分别为、;过点作轴的平行线交过点与轴的平行线于点,交轴于点,设点的坐标为,则,解得或4,故点的坐标为,或;(2)点、的坐标分别为、,顶点的坐标为当四边形是圆的内接四边形时,则的中点为该圆的圆心,设的中点为点,由中点坐标公式得,
13、点,则,即,解得【点睛】本题是二次函数综合题,主要考查了一次函数的性质、圆的基本知识、三角形全等、勾股定理的运用等,综合性强,难度适中5(2021江西新余市中考模拟预测)如图,抛物线过,两点,点、关于抛物线的对称轴对称,过点作直线轴,交轴于点(1)求抛物线的表达式;(2)直接写出点的坐标,并求出的面积;(3)若点在直线上运动,点在轴上运动,是否存在以点、为顶点的三角形为等腰直角三角形?若存在,求出其值;若不存在,请说明理由【答案】(1);(2),3;(3)点坐标为或或或,见解析【分析】(1)把把,代入抛物线,求解即可;(2)求得对称轴为,再根据点和点关于对称轴对称,即可求得点坐标,面积也可求解
14、;(3)分别以点为直角顶点分三类进行讨论,利用全等三角形和勾股定理求或的长,即可求解【详解】解:(1)把,代入抛物线中,得,解得,所以该抛物线表达式为;(2),抛物线对称轴为直线,点和点关于对称轴对称,点的坐标为,又,;(3)以点、为顶点的三角形为等腰直角三角形时,分三类情况讨论:以点为直角顶点且在轴上方时,如图,在和中,;以点为直角顶点且在轴下方时,如图,作辅助线,构建如图所示的两直角三角形:和,同理得,;以点为直角顶点且在轴左侧时,如图,做辅助线,同理得,;以点为直角顶点且在轴右侧时,如图,做辅助线,同理得,;以为直角顶点时,不能构成满足条件的等腰直角三角形;综上可知当为等腰直角三角形时点
15、坐标为或或或【点睛】此题考查了二次函数的综合应用,涉及了待定系数法求解析式,二次函数图像性质,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定与性质,解题的关键是熟练掌握相关基本性质并灵活运用6(2021重庆市育才中学九年级期末)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与y轴交于点C,与x轴交于A、B两点(点A在点B左侧),且A点的坐标为,直线的解析式为(1)求抛物线的解析式;(2)如图,过A作,交抛物线于点D,点P为直线下方抛物线上一动点,连接,求四边形面积的最大值:(3)将抛物线向左平移个单位长度,平移后的抛物线的顶点为E,连接,将线段沿y轴平移得到线段(为B的对应点,为E的对应点),直线与x轴交于点F,点
16、Q为原抛物线对称轴上一点,连接,能否成为以为直角边的等腰直角三角形?若能,请直接写出所有符合条件的点Q的坐标;若不能,请说明理由【答案】(1);(2);(3)能,点Q的坐标为(,)或(,)或Q(,)或(,) 【分析】(1)利用一次函数解析式,将点B、C的坐标写出来,再利用待定系数法即可;(2)四边形面积最大时,即的面积最大,利用过P作轴交于点H,将三角形利用分割的方法计算出面积即可;(3)分以FQ为斜边和以E1Q为斜边,两种大的情况讨论,分别作出图形,利用特殊角的三角函数值以及全等三角形的判定和性质求解即可【详解】(1)直线的解析式为,,将代人得:,解得:抛物线解析式为;(2)连接, 四边形面
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