专题07 二次函数与平行四边形存在型问题-突破中考数学压轴之学霸秘笈大揭秘(教师版)
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1、 1 【典例分析】 例 1 21 如图, 抛物线经过点, 与 轴负半轴交于点 , 与 轴交于点 , 且. (1)求抛物线的解析式; (2)点 在 轴上,且,求点 的坐标; (3) 点 在抛物线上, 点 在抛物线的对称轴上, 是否存在以点 , , , 为顶点的四边形是平行四边形? 若存在。求出所有符合条件的点 的坐标;若不存在,请说明理由. 思路点拨 (1)根据当时,可知 C(0,-3)根据,可知 B(-1,0)利用待定系数法求出抛物线 的解析式即可.(2)如图:连接 AC,作 BFAC交 AC 的延长线于 F,根据已知条件得到 AFx轴,得到 F(-1,-3) ,可知BAC=45 ,设 D(0
2、,m) ,则 OD=|m|根据BDO=BAC=45 ,即可得到结论; (3)设 M(a,a2-2a-3) ,N(1,n) ,以 AB 为边,则 ABMN,AB=MN,如图:过 M作 ME对称轴 y于 E, AFx 轴于 F,于是得到ABFNME,证得 NE=AF=3,ME=BF=3,得到 M(4,5)或(-2,11) ; 以 AB为对角线,BN=AM,BNAM,如图 3,则 N在 x 轴上,M 与 C重合,于是得到结论. 满分解答 (2)连接 AC,作 BFAC交 AC 的延长线于 F, A(2,-3) ,C(0,-3) , 2 AFx 轴, F(-1,-3) , BF=3,AF=3, BAC
3、=45 , 设 D(0,m) ,则 OD=|m|, BDO=BAC, BDO=45 , OD=OB=1, |m|=1, m= 1, D1(0,1) ,D2(0,-1) ; 以 AB为对角线,BN=AM,BNAM,如图, 则 N 在 x轴上,M与 C重合, M(0,-3) , 综上所述,存在以点 A,B,M,N为顶点的四边形是平行四边形,M(4,5)或(-2,5)或(0,-3) 3 例 2 如图,直线 AD 对应的函数关系式为 y=x1,与抛物线交于点 A(在 x 轴上) 、点 D,抛物线与 x 轴 另一交点为 B(3,0) ,抛物线与 y 轴交点 C(0,3) , (1)求抛物线的解析式; (
4、2)P 是线段 AD 上的一个动点,过 P 点作 y 轴的平行线交抛物线于 E 点,求线段 PE 长度的最大值; (3)若点 F 是抛物线的顶点,点 G 是直线 AD 与抛物线对称轴的交点,在线段 AD 上是否存在一点 P,使 得四边形 GFEP 为平行四边形; (4)点 H 抛物线上的动点,在 x 轴上是否存在点 Q,使 A、D、H、Q 这四个点为顶点的四边形是平行四 边形?如果存在,直接写出所有满足条件的 Q 点坐标;如果不存在,请说明理由 思路点拨 (1)先根据直线解析式求出点 A 的坐标,再利用待定系数法求二次函数解析式计算即可得解; (2)根据直线解析式表示出点 P 的坐标,利用抛物
5、线解析式表示出点 E 的坐标,再用点 P 的纵坐标减去点 E 的纵坐标,整理即可得到 PE 的表达式,再联立直线解析式与抛物线解析式求出点 D 的坐标,得到点 P 的 横坐标的取值范围,然后根据二次函数的最值问题解答; (3)把抛物线的解析式转化为顶点式,然后求出点 F 的坐标,并利用对称轴根据点 P 在直线上求出点 G 的 4 坐标,然后根据平行四边形的对边平行且相等列式解方程即可判断并求出点 P 的坐标; (4)当点 H 在 x 轴下方时,根据平行四边形的对边平行且相等,可得点 H 的纵坐标与点 D 的纵坐标相 等,然后代入抛物线解析式求出点 H 的横坐标,再求出 HD 的长度,然后分点
6、Q 在点 A 的左边与右边两种 情况求出点 Q 的坐标; 当点 H 在 x 轴上方时,AQ 只能是平行四边形的对角线,根据点 D 的坐标得到点 H 的纵坐标,然后代入 抛物线解析式求出点 H 的横坐标, 然后根据点 H 的横坐标表示的点到点 Q 的距离等于点 D 的横坐标表示的 点到点 A 的距离相等求解即可 满分解答 (1)令 y=0,则x1=0,解得 x=1,所以,点 A 的坐标为(1,0) , 设抛物线解析式为 y=ax2+bx+c,B(3,0) ,C(0,3)在抛物线上, ,解得, 所以,抛物线解析式为 y=x22x3; (3)y=x22x3=(x1)24, 点 F 的坐标为(1,4)
7、 ,点 G 的横坐标为 1, y=11=2, 点 G 的坐标为(1,2) , GF=2(4)=2+4=2, 四边形 GFEP 为平行四边形, 5 PE=GF, x2+x+2=2, 解得 x1=0,x2=1(舍去) , 此时,y=1, 点 P 的坐标为(0,1) , 故,存在点 P(0,1) ,使得四边形 GFEP 为平行四边形; 当点 H 在 x 轴上方时,根据平行四边形的对称性,点 H 到 AQ 的距离等于点 D 到 AQ 的距离, 点 D 的纵坐标为3,点 H 的纵坐标为 3,x22x3=3, 整理得,x22x6=0, 解得 x1=1,x2=1+ , 点 A 的横坐标为1,点 D 的横坐标
8、为 2, 2(1)=2+1=3, 根据平行四边形的性质,1+3=4,1+3=4+, 点 Q 的坐标为(4,0)或(4+,0) , 综上所述,存在点 Q(3,0)或(1,0)或(4,0)或(4+,0) ,使 A、D、H、Q 这四个点为顶 点的四边形是平行四边形 6 考点:二次函数 例 3 在平面直角坐标系中,平行四边形如图放置,点 、 的坐标分别是、,将此平行四边 形绕点 顺时针旋转,得到平行四边形 如抛物线经过点 、 、,求此抛物线的解析式; 在情况下,点 是第一象限内抛物线上的一动点,问:当点 在何处时,的面积最大?最大面 积是多少?并求出此时 的坐标; 在的情况下,若 为抛物线上一动点,
9、为 轴上的一动点,点 坐标为,当 、 、 、 构成以 作为一边的平行四边形时,求点 的坐标 思路点拨 (1)由平行四边形 ABOC 绕点 O 顺时针旋转 90 ,得到平行四边形 ABOC,且点 A 的坐标是(0,4) , 可求得点 A的坐标,然后利用待定系数法即可求得经过点 C、A、A的抛物线的解析式; (2)首先连接 AA,设直线 AA的解析式为:y=kx+b,利用待定系数法即可求得直线 AA的解析式,再设 点 M 的坐标为: (x,-x2+3x+4) ,继而可得AMA的面积,继而求得答案; (3)分别从 BQ 为边与 BQ 为对角线去分析求解即可求得答案 满分解答 解:平行四边形绕点 顺时
10、针旋转,得到平行四边形,且点 的坐标是, 7 点的坐标为:, 点 、 的坐标分别是、,抛物线经过点 、 、, 设抛物线的解析式为:, , 解得:, 此抛物线的解析式为:; 设点 的坐标为,当 , , , 构成平行四边形时, 平行四边形中,点 、 的坐标分别是、, 点 的坐标为, 点 坐标为, 为抛物线上一动点, 为 轴上的一动点, 8 例 4 在平面直角坐标系中,抛物线与 轴交于点 , ,与 轴交于点 ,直线经过 , 两点 求抛物线的解析式; 在上方的抛物线上有一动点 如图 ,当点 运动到某位置时,以,为邻边的平行四边形第四个顶点恰好也在抛物线上,求出此时 点 的坐标; 如图 ,过点 , 的直
11、线交于点 ,若,求 的值 思路点拨 9 (1)由直线的解析式 y=x+4 易求点 A和点 C的坐标,把 A和 C的坐标分别代入 y=- x2+bx+c求出 b和 c 的值即可得到抛物线的解析式; (2)若以 AP,AO为邻边的平行四边形的第四个顶点 Q 恰好也在抛物线上,则 PQAO,再根据抛物线 的对称轴可求出点 P 的横坐标,由(1)中的抛物线解析式,进而可求出其纵坐标,问题得解; 过 P 点作 PFOC交 AC于点 F,因为 PFOC,所以PEFOEC,由相似三角形的性质:对应边的比 值相等可求出 PF的长,进而可设点点 F(x,x+4) ,利用( x2x+4)(x+4) ,可求出 x的
12、值,解方程求出 x 的值可得点 P 的坐标,代入直线 y=kx 即可求出 k的值 满分解答 如图 , 抛物线的对称轴是直线 以,为邻边的平行四边形的第四个顶点 恰好也在抛物线上, , , 都在抛物线上, , 关于直线对称, 点的横坐标是, 当时, 点的坐标是; 10 例 5如图,抛物线经过A(01,) ,B(05,) ,C(5 . 20 ,)三点 (1)求抛物线的解析式; (2)在抛物线的对称轴上有一点P,使PCPA的值最小,求点P的坐标; (3)点M为x轴上一动点,在抛物线上是否存在点N,使得以NMCA、四点为顶点的四边形为平 行四边形?若存在,请直接写出点N的坐标 思路点拨 (1)设抛物线
13、的解析式为 y=ax2+bx+c(a0) ,再把 A(1,0) ,B(5,0) ,C(0, 5 2 )三点代入求出 11 a、b、c 的值即可; (2)因为点 A 关于对称轴对称的点A 的坐标为(5,0) ,连接 BC 交对称轴直线于点 P,求出 P 点坐标即 可; (3)分点 N 在 x 轴下方或上方两种情况进行讨论 满分解答 (2)如图,连结BC, 则BC与对称轴的交点就是所求的点P 设直线BC的解析式为bkxy, B(05,) ,C(5 . 20 ,) , . 5 . 2 05 b bk, 解得 . 5 . 2 5 . 0 b k, 直线BC的解析式为. 5 . 25 . 0 xy 12
14、 抛物线的对称轴为直线,2 5 . 02 2 2 a b x 把2x代入5 . 25 . 0 xy中,得5 . 1y, P(5 . 12 ,) 在AND 与MCO 中, NADCMO ANCM ANDMCO ANDMCO(ASA) , ND=OC= 5 2 ,即 N 点的纵坐标为 5 2 1 2 x22x 5 2 = 5 2 , 解得 x=2+ 14或 x=214, N2(2+ 14, 5 2 ) ,N3(2 14, 5 2 ) 综上所述,符合条件的点 N 的坐标为(4, 5 2 ) , (2+ 14, 5 2 )或(2 14, 5 2 ) 考点:二次函数综合题 13 【变式训练】 1抛物线
15、y=x2+6x9的顶点为 A,与 y轴的交点为 B,如果在抛物线上取点 C,在 x轴上取点 D,使得 四边形 ABCD 为平行四边形,那么点 D 的坐标是( ) A (6,0) B (6,0) C (9,0) D (9,0) 【答案】D 【解析】 【分析】 首先确定顶点坐标 A 和 y 轴的交点坐标,然后根据抛物线的对称性确定点 C 的坐标,进而确定 D 点坐标. 【详解】 【点睛】 本题考查了抛物线的图像性质,属于简单题,一般式化为顶点式,求出对称轴是解题关键. 2如图,抛 物线 y=x2-2x-3 与 x 轴交于点 A、D,与 y 轴交于点 C,四边形 ABCD是平行四边形,则点 B的 坐
16、标是( ) A (-4,-3) B (-3,-3) C (-3,-4) D (-4,-4) 14 【答案】A 【解析】 【分析】 首先利用抛物线与坐标轴的交点坐标求出 A、D、C的坐标,再利用平行四边形的性质得出 B点坐标 【详解】 【点睛】 本题主要考查了抛物线与坐标轴的交点及平行四边形的性质,掌握坐标轴上点的特点是解答此题的关键 3如图,抛物线 y= (x+2) (x8)与 x 轴交于 A,B 两点,与 y轴交于点 C,顶点为 M,以 AB 为直径 作D下列结论:抛物线的对称轴是直线 x=3;D 的面积为 16;抛物线上存在点 E,使四边形 ACED 为平行四边形;直线 CM与D相切其中正
17、确结论的个数是( ) A1 B2 C3 D4 【答案】B 【解析】 【分析】根据抛物线的解析式得出抛物线与 x轴的交点 A、B坐标,由抛物线的对称性即可判定; 求得D的直径 AB 的长,得出其半径,由圆的面积公式即可判定;过点 C作 CEAB,交抛物线于 E, 如果 CE=AD,则根据一组等边平行且相等的四边形是平行四边形即可判定;求得直线 CM、直线 CD 的 15 解析式通过它们的斜率进行判定 所以点 E(6,4) ,则 CE=6, AD=3(2)=5,ADCE, 四边形 ACED不是平行四边形,故错误; y= x2 x4= (x3)2 , 点 M(3,) , DM=, 如图,连接 CD,
18、过点 M作 MNy轴于点 N,则有 N(0,) ,MN=3, C(0,-4) ,CN= ,CM2=CN2+MN2=, 16 【点睛】本题考查了二次函数与圆的综合题,涉及到抛物线的对称轴、圆的面积、平行四边形的判定、待 定系数法、两直线垂直、切线的判定等,综合性较强,有一定的难度,运用数形结合的思想灵活应用相关 知识是解题的关键. 4已知二次函数 y=x2+bx+c 图象的顶点坐标为(1,-4) ,与 y 轴交点为 A (1)求该二次函数的关系式及点 A 坐标; (2)将该二次函数的图象沿 x 轴翻折后对应的函数关系式是 ; (3)若坐标分别为(m,n) 、 (n,m)的两个不重合的点均在该二次
19、函数图象上,求 m+n 的值 (4)若该二次函数与 x 轴负半轴交于点 B,C 为函数图象上的一点,D 为 x 轴上一点,当以 A、B、C、D 为顶点的四边形是平行四边形时,请直接写出该平行四边形的面积 【答案】 (1)y=x2-2x-3,点 A 的坐标为(0,-3) ; (2)y=-x2+2x+3; (3)m+n=1; (4)6 或 9+3 7或 15 【解析】 试题分析: (1)由 y=x2+bx+c 的二次项系数为 1,顶点坐标为(1,-4) ,得出该二次函数的顶点式为 y=(x-1) 2-4,展开得到二次函数的关系式为 y=x2-2x-3,再令 x=0,求出 y=-3,得到与 y 轴交
20、点 A 的坐标; (2)先求出 y=x2-2x-3 的顶点坐标(1,-4)沿 x 轴翻折后的顶点坐标为(1,4) ,再由二次项系数互为相反 数得出新抛物线的解析式为 y=-(x-1)2+4,展开即可求解; (3)先将(m,n) 、 (n,m)两点的坐标分别代入 y=x2-2x-3,得到 n=m2-2m-3,m=n2-2n-3,再用- ,整理得出 m2-n2-m+n=0,即(m-n) (m+n-1)=0,由 mn,求出 m+n=1; (4)先由 y=x2-2x-3,求出 B 点坐标为(-1,0) 当以 A、B、C、D 为顶点的四边形是平行四边形时,分 两种情况进行讨论: 如果 BD 为平行四边形
21、的边,那么根据平行四边形的性质得出 BDAC,且 BD=AC, 则 A、C 关于二次函数 y=x2-2x-3 的对称轴 x=1 对称,得到 AC=2,进而根据平行四边形的面积公式得到 SABDC=ACOA,代入数值,即可求解;如果 BD 为平行四边形的对角线,那么 BD 与 AC 互相平分,设 17 BD 与 AC 交于点 P,由 P 在 x 轴上,其纵坐标为 0,得出 C 点纵坐标为 3,再由 C 为函数图象上的一点, 把 y=3 代入 y=x2-2x-3,求出 x 的值,得到 P 点坐标为(1 7 2 ,0) ,则 BD=2BP=3 7 ,然后根据 SABCD=SABD+SCBD,将数值代
22、入即可求解 试题解析: (1)二次函数 y=x2+bx+c 图象的顶点坐标为(1,-4) , 该二次函数的顶点式为 y=(x-1)2-4,即 y=x2-2x-3, 当 x=0 时,y=-3, 与 y 轴交点 A 的坐标为(0,-3) ; (2)y=x2-2x-3 的顶点坐标为(1,-4) , 沿 x 轴翻折后二次函数图象顶点坐标为(1,4) , 新抛物线的解析式为 y=-(x-1)2+4, 即将该二次函数的图象沿 x 轴翻折后对应的函数关系式是 y=-x2+2x+3; (4)y=x2-2x-3, 当 y=0 时,x2-2x-3=0, 解得 x=-1 或 3, B 点坐标为(-1,0) 当以 A
23、、B、C、D 为顶点的四边形是平行四边形时,分两种情况,如图: 如果 AD 为平行四边形对角线时,那么 BDAC,且 BD=AC, ACx 轴,A、C 关于二次函数 y=x2-2x-3 的对称轴 x=1 对称, A 点坐标为(0,-3) , C 点坐标为(2,-3) ,AC=2, SABDC=ACOA=23=6; 18 若以 AB 为对角线,S=5 3=15 综上可知,当以 A、B、C、D 为顶点的四边形是平行四边形时,该平行四边形的面积为 6 或 9+3 7或 15 考点:二次函数综合题 5如图,已知二次函数的图象交 轴于点和点 ,交 轴于点 19 求这个二次函数的表达式; 若点 在第二象限
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