专题22 平行四边形存在性问题巩固练习(提优)-冲刺2021年中考几何专项复习(解析版).docx
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1、平行四边形存在性问题巩固练习1在直角坐标系中,O是原点,A、B、C三点的坐标分别为A(18,0),B(18,8),C(6,8),四边形OABC是梯形,点P、Q同时从原点出发,分别做匀速运动,其中点P沿OA向终点A运动,速度为每秒2个单位,点Q沿OC、CB向终点B运动,速度为每秒3个单位,当这两点有一点到达自己的终点则另一点也停止运动,设从出发起,运动了t秒求直线OC的解析式试写出点Q的坐标,并写出此时t的取值范围从运动开始,梯形被直线PQ分割后的图形中是否存在平行四边形,若存在,求出t的值,若不存在,请说明理由t为何值时,直线PQ把梯形OCBA分成面积为1:7的两部分?【分析】(1)利用待定系
2、数法根据点O、点C的坐标就可以求出直线的解析式(2)分Q在OC上,和在CB上两种情况进行讨论利用直线OC的解析式就可以求出Q点在OC上和CB上的坐标即0t5和5t10两种情况(3)当CQOP时,四边形OPQC是平行四边形,就可以表示出CQ3t10,OP2t,由平行四边形的性质就可以求出t的性质,然后根据t的取值范围就可以确定值的存在性(4)直线PQ把梯形OCBA分成面积为1:7的两部分从两种情况进行计算当五边形CQPAB为7份时和四边形BQPA为1份时分别计算出t的值就可以了【解答】解:(1)设OC的解析式为ykx+b,O、C两点的坐标分别为O(0,0),C(6,8),b=08=6k,解得:k
3、=43,b0,y=43x;(2)当Q在OC上运动时,可设Q(m,43m),依题意有:m2+(43m)2(3t)2m=65t,Q(95t,125t),(0t103)当Q在CB上时,Q点所走过的路程为3t,OC10,CQ3t10,Q点的横坐标为3t10+63t4,Q(3t4,8),(103t223)(3)当四边形OPQC是平行四边形时,CQOPCQ3t10,OP2t,3t102t,t10t223,不存在四边形当四边形PABQ为平行四边形时,BQPA,BQ223t,PA182t,223t182t,t4(4)A(18,0),B(18,8),C(6,8),OA18,BC12,AB8,S四边形OABC=8
4、(12+18)2=120直线PQ把梯形OCBA分成面积为1:7,设两部分的面积分别为x、7x,x+7x120,x15,当2t125t2=15时,t=52,当8(3t-10+2t)2=12015时,t=294综上所述当t=52或t=294时直线PQ把梯形OCBA分成面积为1:7的两部分【点评】本题考查了直角梯形的性质,函数自变量的取值范围,待定系数法求函数的解析式,三角形的面积,平行四边形的判定,梯形的面积的运用2已知抛物线yx2(m+3)x+32(m+1)(1)小明发现无论m为何值时,抛物线总与x轴相交,你知道为什么吗?请给予说明(2)如图,抛物线与x轴的正半轴交于M,N两点,且线段MN的长度
5、为2,求此抛物线的解析式(3)如图,(2)中的抛物线与y轴交于点A,过点A的直线yx+b与抛物线的另一个交点为点B,与抛物线的对称轴交于点D,点C为抛物线的顶点问在线段AB上是否存在一点P,过点P作x轴的垂线交抛物线于点E,使四边形DCEP为平行四边形?若存在,请求出该平行四边形的面积;若不存在,说明理由【分析】(1)运用判别式进行判断即可;(2)设M(x1,0),则N(x2,0),由根与系数关系得x1+x2m+3,x1x2=32(m+1),再由|x1x2|2,两边平方,将两根关系代入求m的值;(3)存在根据抛物线解析式求A点坐标及顶点C的坐标,确定直线yx+b的解析式,再求D点坐标,得到CD
6、的长,设过P点的直线为xn,分别代入直线、抛物线解析式,可求P、E两点的纵坐标,表示线段PE的长,根据PECD,列方程求n的值,再求平行四边形的面积【解答】解:(1)yx2(m+3)x+32(m+1)的判别式为(m+3)2432(m+1)m2+30,无论m为何值时,抛物线总与x轴相交;(2)设M(x1,0),则N(x2,0),x1+x2m+3,x1x2=32(m+1),|x1x2|2,两边平方,得(x1x2)24,即(x1+x2)24x1x24,将两根关系代入,得(m+3)2432(m+1)4,解得m1,当m1时,x1x2=32(m+1)0,不符合题意,舍去,m1,yx24x+3;(3)存在y
7、x24x+3(x2)21,A(0,3),C(2,1),直线AB:yx+3,D(2,5),则CD5(1)6,设过P点的直线为xn,则P(n,n+3),E(n,n24n+3),PE(n+3)(n24n+3)n2+5n,当四边形DCEP为平行四边形时,PECD,即n2+5n6,解得n2或3,当n2时,PE与CD重合,舍去,当n3时,CDPE的面积(n2+5n)(32)6【点评】本题考查了二次函数的综合运用关键是根据抛物线与x轴的交点横坐标和根与系数的关系,列方程求待定系数m的值3如图,在平面直角坐标系中,二次函数yax2+bx+c的图象经过A(3,0)、B(1,0)、C(0.3)三点,设该二次函数的
8、顶点为G(1)求这个二次函数的解析式及其图象的顶点G的坐标;(2)求tanACG的值;(3)如该二次函数的图象上有一点P,x轴上有一点E,问是否存在以A、G、E、P为顶点的平行四边形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由【分析】(1)由于A(3,0)、B(1,0)、C(0.3)三点在二次函数yax2+bx+c的图象上,直接用待定系数法就可以求出抛物线的解析式,然后化为顶点式就可以求出顶点坐标(2)过点G作GHx轴于点H,GFy轴于点F,由勾股定理求出AC、GC、AG从而求得AGC是直角三角形,从而求得tanACG的值(3)当AG为边时,作GHx轴于H,PNx轴于点N,由平行四边形的性质
9、可以得出PEAG,可以证明PNGH,可以求出P的坐标,当AG为对角线时,不存在【解答】解:(1)A(3,0)、B(1,0)、C(0.3)在二次函数yax2+bx+c的图象上,9a+3b+c=0a+b+c=0c=3解得:a=1b=-4c=3,二次函数的解析式为:yx24x+3,y(x2)21,顶点G(2,1)(2)G作GHx轴于点H,GFy轴于点F,G(2,1)、A(3,0)、B(1,0)、C(0.3),CF4,GF2,GH1,HA1,在RtGFC、RtAOC、RtGHA中由勾股定理,得AC218,GC220,AG22ACG是直角三角形,且CAG90,tanACG=AGAC=13(3)当AG为边
10、时,作GHx轴于H,PNx轴于点NPNEGHA90四边形PEGA是平行四边形,PEAG,PEAGAE,PNEGHA,PNGH1,设P(m,1)m24m+31,m22,P(22,1),当AG为对角线时,不可能综上所述,点P的坐标为(22,1),【点评】本题是一道二次函数的综合试题,考查了待定系数法求抛物线的解析式,勾股定理及勾股定理的逆定理的运用,全等三角形的判定与性质,锐角三角函数的定义4已知抛物线yax2+bx+5经过点A(1,0),B(5,0)两点,顶点为D,设点E(x,y)是抛物线上一动点,且在x轴下方(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,当点E(x,y)运动时,试求三角形OEB的面积S
11、与x之间的函数关系式,并求出面积S的最大值?在y轴上确定一点M,使点M到D、B两点的距离之和dMD+MB最小,求点M的坐标(3)如图2,若四边形OEBF是以OB为对角线的平行四边形是否存在这样的点E,使平行四边形OEBF为正方形?若存在,求E点的坐标;若不存在,请说明理由【分析】(1)把A、B两点坐标代入二次函数表达式,即可求解;(2)设点E的坐标为(x,x26x+5),SSOEB=12OByE=-52(x26x+5),即可求解;连接BD交y轴于点M,此时,MD+MB最小,即可求解;(3)当四边形OEBF为正方形,则点E的坐标为(52,-52),当x=52时,yx26x+5-52,即可求解【解
12、答】解:(1)抛物线yax2+bx+5经过点A(1,0),B(5,0)两点,则函数表达式为:ya(xx1)(xx2)a(x1)(x5)a(x26x+5),则5a5,即a1,故抛物线的表达式为:yx26x+5;(2)设点E的坐标为(x,x26x+5)SSOEB=12OByE=-52(x26x+5),a=-520,故函数有最大值,当x=-b2a=3时,函数最大值为S10;找到点B关于y轴的对称点B(5,0),连接BD交y轴于点M,此时,M到D、B两点的距离之和dMD+MB最小,yx26x+5,顶点D坐标为(3,4),设直线BD的表达式为:ymx+n,将点B、D的坐标代入上式得:-4=3m+m0=-
13、5m+n,解得:m=-12n=-52,则直线BD的表达式为:y=-12x-52,令x0,则y=-52,即点M的坐标为(0,-52);(3)当四边形OEBF为正方形,则点E的坐标为(52,-52),当x=52时,yx26x+5(52)2652+5=-154-52,即点E不在抛物线上,故不存在点E,使平行四边形OEBF为正方形【点评】本题考查的是二次函数的综合运用,涉及到三角形的面积计算、特殊四边形基本性质等知识点,是一道中等难度的题目5已知,抛物线yx2+bx+c,当1x3时,y值为正;当x1或x3时,y值为负(1)求抛物线的解析式(2)若直线ykx+b(k0)与抛物线交于点A(12,m)和B(
14、4,n),求直线的解析式(3)设平行于y轴的直线xt和xt+2分别交线段AB于E、F,交二次函数于H、G求t的取值范围;是否存在适当的t值,使得EFGH是平行四边形?若存在,求出t值;若不存在,请说明理由【分析】(1)由题意知,抛物线与x轴的两交点坐标为(1,0)、(3,0),用交点式求解析式即可;(2)先求出A、B两点坐标,然后用待定系数法求直线解析式;(3)根据题意列不等式组,求解集即可;首先表示出E,F,G,H各点的坐标,进而根据平行四边形的性质求出t的值即可【解答】解:(1)抛物线yx2+bx+c,当1x3时,y值为正,当x1或x3时,y值为负抛物线与x轴的两交点坐标为(1,0)、(3
15、,0),y(x1)(x3)x2+4x3;(2)直线ykx+b(k0)与抛物线交于点A(12,m)和B(4,n),m(12)2+412-3=-54,n42+4433,A(12,-54)B(4,3),把A、B两点坐标代入直线ykx+b(k0)得:12k+b=-544k+b=-3,解得:k=-12,b1,y=-12x1;(3)平行于y轴的直线xt和xt+2分别交线段AB于E、F,交抛物线于H、G,t12t+24,解得:12t2;存在;HEFG,当HEFG时,四边形EFGH是平行四边形,HEt2+4t3+12t+1t2+92t2,FG(t+2)2+4(t+2)3+12(t+2)+1t2+12t+3;t
16、2+92t2t2+12t+3;解得:t=54,t=54在12t2的解集内,当t=54时,四边形EFGH是平行四边形【点评】此题主要考查了二次函数的综合应用以及待定系数法求一次函数和二次函数解析式以及平行四边形的性质,根据点的坐标性质得出E,F,G,H点的坐标,进而利用平行四边形对边相等得出是解题关键6如图,抛物线l1:yx24的图象与x轴交于A,C两点,抛物线l2与l1关于x轴对称(1)直接写出l2所对应的函数表达式;(2)若点B是抛物线l1上的动点(B与A,C不重合),以AC为对角线,A,B,C三点为顶点的平行四边形的第四个顶点为D,求证:D点在l2上(3)当点B位于l1在x轴下方的图象上,
17、平行四边形ABCD的面积是否存在最大值和最小值?若存在,判断它是何种特殊平行四边形,并求出它面积的最值;若不存在,请说明理由【分析】(1)根据抛物线l1的解析式求出点A、C的坐标,以及顶点坐标,再根据关于x轴对称的点的横坐标不变,纵坐标互为相反数,求出l2的顶点坐标,然后利用待定系数法求出l2的解析式;(2)设点B的坐标为(x1,x124),根据平行四边形的性质和关于原点对称的点的横坐标与纵坐标都互为相反数求出点D的坐标,代入解析式即可证明:点D在l2上;(3)首先表示出S的值,当点B在x轴下方时,4y10,根据一次函数的增减性判断出点B的位置,再根据对角线互相垂直平分的四边形是菱形证明,并求
18、出S最大16【解答】解:(1)l1与x轴的交点A(2,0),C(2,0),顶点坐标是(0,4),l1与l2关于x轴对称,l2过A(2,0),C(2,0),顶点坐标是(0,4),设yax2+4,则4a+40,解得a1,l2的解析式为yx2+4;(2)设B(x1,y1),点B在l1上,B(x1,x124),四边形ABCD是平行四边形,A、C关于O对称,B、D关于O对称,D(x1,x12+4),将D(x1,x12+4)的坐标代入l2:yx2+4,左边右边,点D在l2上;(3)当y0时,x2+40,解得:x12,x22,所以AC4,则SABCDAC(yB)4x2+16,当x0时,SABCD取得最大值1
19、6,当点B在x轴下方时,4y10,S4y1,它是关于y1的正比例函数且S随y1的增大而减小,当y14时,S有最大值16,但它没有最小值,此时B(0,4)在y轴上,它的对称点D也在y轴上,ACBD,平行四边形ABCD是菱形【点评】本题是二次函数综合题型,主要利用了关于x轴对称的点的坐标,待定系数法求二次函数解析式,二次函数图象上点的坐标特征,平行四边形的性质和菱形的判定,利用一次函数的增减性求最值问题7如图,在平面直角坐标系中,已知直线l1和l2相交于点A,它们的解析式分别为l1:y=34x,l2:y=-43x+203直线l2与两坐标轴分别相交于点B和点C,点P在线段OB上从点O出发以每秒1个单
20、位的速度向点B运动,同时点Q从点B出发以每秒4个单位的速度沿BOCB的方向向点B运动,过点P作直线PMOB分别交l1,l2于点M,N连接MQ设点P,Q运动的时间是t秒(t0)(1)求点A的坐标;(2)点Q在OC上运动时,试求t为何值时,四边形MNCQ为平行四边形;(3)试探究是否存在某一时刻t,使MQOB?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由【分析】(1)将两直线解析式联立组成方程组,求出方程组的解即可得到A的坐标;(2)由PM垂直于x轴,y轴垂直于x轴,得到MN与QC平行,当MNQC时,四边形MNCQ为平行四边形,MNNPMP,由OPt,得到M与N的横坐标都为t,分别代入两直线方程中,表
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