专题23 二次函数与等边三角形存在问题-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23 二次函数与等边三角形存在问题1(2021浙江鄞州中考一模)如图,点A是二次函数yx2图象上的一点,且位于第一象限,点B是直线yx上一点,点B与点B关于原点对称,连接AB,AB,若ABB为等边三角形,则点A的坐标是( )A(,)B(,)C(1,)D(,)【答案】B【分析】连接OA,作AMx轴于M,BNx轴于N,根据题意ABO60,AOBB,即可得到tanABO,设A(m,m2),通过证得AOMOBN,得到B(m2,m),代入直线yx即可得到关于m的方程,解方程即可求得A的坐标【详解】解:连接OA,作AMx轴于M,BNx轴于N,点B与点B关于原点对称,OBOB,ABB为等边三角形,ABO
2、60,AOBB,BON+AOM90,tanABO=,BON+OBN90,AOMOBN,BNOAMO90,AOMOBN,设A(m,m2),OMm,AMm2,BNm,ONm2,点A在第一象限内,B(m2,m),点B是直线yx上一点,m(m2),解得m或m0(舍去),当m时,m2=A(,),故选:B【点睛】本题考查二次函数上的点的坐标特征、等边三角形的性质、相似三角形的判定与性质及三角函数的定义,熟练掌握相关性质并熟记特殊角的三角函数值是解题关键2(2021辽宁朝阳中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线yx2bxc与x轴分别交于点A(1,0)和点B,与y轴交于点C(0,3)(1)求抛物线的解析式
3、及对称轴;(2)如图1,点D与点C关于对称轴对称,点P在对称轴上,若BPD90,求点P的坐标;(3)点M是抛物线上位于对称轴右侧的点,点N在抛物线的对称轴上,当BMN为等边三角形时,请直接写出点M的坐标【答案】(1)yx22x3,对称轴x1;(2)P(1,1)或(2,1);(3)M(,)或(1,)【分析】(1)利用待定系数法求解即可(2)如图1中,连接BD,设BD的中点T,连接PT,设P(1,m)求出PT的长,构建方程求出m即可(3)分两种情形:当点M在第一象限时,BMN是等边三角形,过点B作BTBN交NM的延长线于T,设N(1,t),设抛物线的对称轴交x轴于E如图32中,当点M在第四象限时,
4、设N(1,n),过点B作BTBN交NM的延长线于T分别利用相似三角形的性质求出点M的坐标,再利用待定系数法求解【详解】解:(1)把A(1,0),点C(0,3)的坐标代入yx2bxc,得到,解得,抛物线的解析式为yx22x3,对称轴x1(2)如图1中,连接BD,设BD的中点T,连接PT,设P(1,m)点D与点C关于对称轴对称,C(0,3),D(2,3),B(3,0),T(,),BD,NPD90,DTTB,PTBD,(1)2(m)2()2,解得m1或2,P(1,1),或(2,1)(3)当点M在第一象限时,BMN是等边三角形,过点B作BTBN交NM的延长线于T,设N(1,t),作TJx轴于点J,设抛
5、物线的对称轴交x轴于EBMN是等边三角形,NMBNBM60,NBT90,MBT30,BTBN,NMBMBTBTM60,MBTBTM30,MBMTMN,NBETBJ90,TBJBTJ90,NBEBTJ,BENTJB90,BENTJB,BJt,TJ2,T(3t,2),NMMT,M(,),点M在yx22x3上,()223,整理得,3t2(42)t1240,解得t2(舍弃)或,M(,)如图32中,当点M在第四象限时,设N(1,n),过点B作BTBN交NM的延长线于T同法可得T(3n,2),M(,),则有()223,整理得,3n2(24)n1240,解得n(舍弃)或,M(1, ),综上所述,满足条件的点
6、M的坐标为(,)或(1,)【点睛】本题主要考查了二次函数综合,结合等边三角形的判定与性质、勾股定理和一元二次方程求解计算是解题的关键3(20212022江苏射阳九年级月考)如图,在平面直角坐标系中,O是坐标原点,抛物线yax2+bx经过A(4,0),B(3,)两点,连接AB,BO(1)求抛物线表达式和直线OB解析式;(2)点C是第二象限内直线OB上方抛物线上的一个动点,是否存在一点C使COB面积最大?若存在请求出点C坐标及最大面积,若不存在请说明理由;(3)若点D从点O出发沿线段OA向点A作匀速运动,速度为每秒1个单位长度,同时线段OA上另一个点H从点A出发沿线段AO向点O作匀速运动,速度为每
7、秒2个单位长度(当点H到达点O时,点D也同时停止运动)过点D作x轴的垂线,与直线OB交于点E,延长DE到点F,使得EFDE,以DF为边,在DF左侧作等边DGF(当点D运动时点G、点F也随之运动)过点H作x轴的垂线,与直线AB交于点L,延长HL到点M,使得LMHL,以HM为边,在HM的右侧作等边HMN(当点H运动时,点M、点N也随之运动)当点D运动t秒时,DGF有一条边所在直线恰好过HMN的重心,直接写出此刻t的值【答案】(1)抛物线解析式,直线OB解析式;(2)存在,点,最大面积为;(3)t的值为或时,DGF有一条边所在直线恰好过HMN的重心【分析】(1)利用待定系数法分别把点A、B的坐标代入
8、抛物线解析式,设直线OB解析式为,进而代点求解即可;(2)过点C作CQy轴,交OB于点Q,由(1)可设点,则有,然后根据铅垂法可进行求解;(3)由题意可分两种情况:当直线DF经过HMN的重心P时,当直线DG经过HMN的重心P时,然后根据相似三角形的性质与判定及三角函数可进行求解【详解】解:(1)由题意得:把点A、B的坐标代入抛物线解析式yax2+bx得:,解得:,抛物线解析式为,设直线OB解析式为,解得:,直线OB解析式为;(2)过点C作CQy轴,交OB于点Q,如图所示:由(1)可设点,点B(3,),COB的水平宽为3,当时,COB的面积为最大,最大值为,把代入抛物线解析式得:,点;(3)由题
9、意可分两种情况:当直线DF经过HMN的重心P时,如图2,连接NL,且HMN是等边三角形,点P在NL上,由题意得:,且,MHx轴,ALH=30,LHN=60,FDx轴,MHx轴,四边形是矩形,点P是重心,解得:;当直线DG经过HMN的重心P时,如图3,连接NL,即,解得:,综上所述:t的值为或时,DGF有一条边所在直线恰好过HMN的重心【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及三角函数,熟练掌握二次函数的综合、相似三角形的性质与判定及三角函数是解题的关键4(2021重庆市育才中考模拟预测)如图,抛物线yax22xc与x轴相交于A(1,0),B(3,0)两点(1)求抛物线的函数表
10、达式;(2)点C在抛物线的对称轴上,且位于x轴的上方,将ABC沿直线AC翻折得到,点恰好落在抛物线的对称轴上若点G为直线AC下方抛物线上的一点,求当面积最大时点G的横坐标;(3)点P是抛物线上位于对称轴右侧的一点,在抛物线的对称轴上存在一点Q使得为等边三角形,请直接写出此时直线AP的函数表达式【答案】(1)yx22x3;(2);(3)y或y【分析】(1)根据待定系数法,把点A(1,0),C(3,0)的坐标代入yax22xc得到方程组求解即可;(2)设抛物线的对称轴与x轴交于点H,则H点的坐标为(1,0),AH2,由翻折得ABAB4,求出BH的长,可得点B的坐标,设点G(t,r),且rt22t3
11、,设直线AG解析式为ykxb,对称轴与AG交于点D,先求得AG解析式,再求得点D的坐标,将ABG面积表示成关于t的函数,利用二次函数的最值即可(3)由题意可知BBA为等边三角形,分两种情况讨论:当点P在x轴的上方时,点Q在x轴上方,连接BQ,BP证出BAQBBP,可得AP垂直平分BB,则C点在直线AP上,可求出直线AP的解析式,当点P在x轴的下方时,点Q在x轴下方同理可求出另一直线解析式【详解】解:(1)由题意得:,解得:,抛物线的函数表达式为yx22x3(2)抛物线与x轴交于A(1,0),B(3,0),AB4,抛物线的对称轴为直线x1,如图,设抛物线的对称轴与x轴交于点H,则H点的坐标为(1
12、,0),AH2,由翻折得ABAB4,在RtABH中,由勾股定理,得BH,点B的坐标为(1,2),设点G(t,r),且rt22t3,设直线AG解析式为ykxb,对称轴与AG交于点D,则:,解得:,直线AG解析式为y,D(1,),BD2,BD2BD(t1)BD(t1)(2)(t1)(t1)(t22t3)t2(2)t3,10,当t时,SABG的值最大,此时点G坐标为(,);(3)取(2)中的点B,B,连接BB,ABAB,BAB60,ABB为等边三角形分类讨论如下:当点P在x轴的上方时,点Q在x轴上方,连接BQ,BPPBQ,ABB为等边三角形,BQBP,ABBB,PBQBBA60,ABQBBP,ABQ
13、BBP(SAS),AQBP点Q在抛物线的对称轴上,AQBQ,BPBQBP,又ABAB,AP垂直平分BB,由翻折可知AC垂直平分BB,点C在直线AP上,设直线AP的函数表达式为yk1xb1,则,解得:,直线AP的函数表达式为yx当点P在x轴的下方时,点Q在x轴下方PBQ,ABB为等边三角形,BPBQ,ABBB,BBAQBPBBA60ABPBBQ,ABPBBQ(SAS),BAPBBQ,ABBB,BHAB,BBQBBA30,BAP30,设AP与y轴相交于点E,在RtAOE中,OEOAtanBAPOAtan301,点E的坐标为(0,)设直线AP的函数表达式为ymxn,则,解得:,直线AP的函数表达式为
14、y综上所述,直线AP的函数表达式为y或y【点睛】本题考查了二次函数的综合题,涉及的知识点有:待定系数法求二次函数解析式,待定系数法求一次函数解析式,二次函数最值的应用,轴对称的性质,全等三角形的判定和性质,等边三角形的判定与性质,锐角三角函数等知识,综合性较强,有一定的难度5(2021广西柳南中考三模)如图,抛物线yx2bxc过点A(1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点N,交抛物线于点M,点D为线段MN上一动点(1)求抛物线的表达式及C点坐标;(2)若ACD是以DCA为底角的等腰三角形,求点D的坐标;(3)连接BD,在BD左侧构造等边BDH,求当点D从点M运动到点
15、N的过程中,H运动的路径长【答案】(1)yx22x3,(0,3);(2)(1,1)或(1,);(3)4【分析】(1)用待定系数法求出函数解析式,进而求出C的坐标;(2)分CDAD、ACAD两种情况,利用勾股定理求出边的长度,分别求解即可;(3)设点H的坐标为(x,y),点D(1,m),过点H作HEBD,过点E作x轴的平行线GR,交过点B与y轴的平行线于点R,交过点H与y轴的平行线于点G,证明EGHBRE,可得,从而确定点H的轨迹为:,进而求解【详解】解:(1)抛物线yx2bxc过点A(1,0)和点B(3,0),把A,B两点的坐标代入关系式,得,解得,抛物线的关系式为:yx22x3,把x0代入y
16、x22x3得y3,C点坐标为(0,3);(2)由抛物线的表达式知,其对称轴为:直线x1,设D点坐标为(1,m),当CDAD时,由题意得:1(3m)222m2,解得:m1,D点坐标为(1,1);当ACAD时,由题意得:123222m2,解得:m(舍去负值),故m,D点坐标为(1,),D点坐标为(1,1)或(1,);(3)设点H的坐标为(x,y),点D(1,m),过点H作HEBD,DBH为等边三角形,则点E是BD的中点且BDEH,则EH:BEtan60=,点E为BD的中点,则点E的坐标为(2,),过点E作x轴的平行线GR,交过点B与y轴的平行线于点R,交过点H与y轴的平行线于点G,REBGEH90
17、,GEHGHE90,REBGHE,EGHBRE,则GHy,ER321,GE2x,BR,即,解得,整理得:,即点H的轨迹为直线,当点D在点M处时,则m4,则=,即此时点H的坐标为(,),当点D在点N处时,则m2,同理可得,此时点的坐标为(2,),则H运动的路径长为H【点睛】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如图,已知抛物线y=x22x3与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,该抛物线顶点为D,对称轴交x轴于点H(1)求A,B两点的坐标;(2)设
18、点P在x轴下方的抛物线上,当ABP=CDB时,求出点P的坐标;(3)以OB为边最第四象限内作等边OBM设点E为x轴的正半轴上一动点(OEOH),连接ME,把线段ME绕点M顺时针旋转60得MF,求线段DF的长的最小值【答案】(1)A(1,0),B(3,0);(2)P(2,3);(3)线段DF的长的最小值存在,最小值是2+【详解】试题分析:(1)令y=0,求得关于x的方程x22x3=0的解即为点A、B的横坐标;(2)设P(x,x22x3),根据抛物线解析式求得点D的坐标为D(1,4);结合坐标与图形的性质求得线段CD=,CB=3,BD=2;所以根据勾股定理的逆定理推知BCD=90,则易推知相似三角
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