专题14 二次函数中点的存在性问题(教师版含解析)-2021年中考数学复习重难点与压轴题型专项训练
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1、备战备战 2021 年中考复习重难点与压轴题型专项训练年中考复习重难点与压轴题型专项训练 专题 14 二次函数中点的存在性问题 【专题训练】 一、解答题一、解答题 1(2020 四川广安市 中考真题)如图,抛物线 y=x2+bx+c 与 x 轴交于 A(一 1,0),B(3,0)两点,过点 A 的直线 l 交抛物线于点 C(2,m) (1)求抛物线的解析式 (2)点 P 是线段 AC 上一个动点,过点 P 作 x 轴的垂线交抛物线于点 E,求线段 PE 最大时点 P 的坐标 (3)点 F 是抛物线上的动点,在 x 轴上是否存在点 D,使得以点 A,C,D,F 为顶点的四边形是平行四边形?如果存
2、在,请直 接写出所有满足条件的点 D 的坐标;如果不存在,请说明理由 【答案】 解:(1)将 A(一 1,0),B(3,0)两点坐标分别代入抛物线解析式中,得 01 093 bc bc ;解得: 2 3 b c 抛物线的解析式为 2 23yxx; (2)将点 C(2,m)代入抛物线解析式中,得 2 243m =-3 点 C 的坐标为(2,-3) 设直线 AC 的解析式为 y=kxd 将 A(一 1,0)和点 C(2,-3)的坐标分别代入,得 0 32 kd kd ;解得: 1 1 k d 直线 AC 的解析式为1yx 设点 P 的坐标为(x,1x ),易知点 E 的坐标为(x, 2 23xx
3、)且-1x2 PE=1x 2 23xx = 2 2xx = 2 19 24 x -10 抛物线的开口向下, 当 1 2 x 时,PE 有最大值,最大值为 9 4 此时点 P 的坐标为( 1 2 , 3 2 ); (3)存在, 设点 D 的坐标为(n,0),点 F 的坐标为(t, 2 23tt ) 若 AD 和 CF 为平行四边形的对角线时, AD 的中点即为 CF 的中点 2 12 22 323 00 22 nt tt 解,得 1 17t , 2 17t 将 17t 代入,解得:n=4 7 ; 将 17t 代入,解得:n=4 7 ; 此时点 D 的坐标为(4 7 ,0)或(4 7 ,0); 若
4、 AC 和 DF 为平行四边形的对角线时, AC 的中点即为 DF 的中点 2 12 22 023 03 22 nt tt 解,得 1 0t , 2 2t (此时点 F 和点 C 重合,故舍去) 将0t 代入,解得:n=1; 此时点 D 的坐标为(1,0); 若 AF 和 CD 为平行四边形的对角线时, AF 的中点即为 CD 的中点 2 12 22 023 03 22 tn tt 解,得 1 0t , 2 2t (此时点 F 和点 C 重合,故舍去) 将0t 代入,解得:n=-3; 此时点 D 的坐标为(-3,0); 综上:存在,此时点 D 的坐标为(4 7 ,0)或(4 7 ,0)或(1,
5、0)或(-3,0) 【点睛】 此题考查的是二次函数与几何图形的综合大题,掌握利用待定系数法求二次函数解析式、一次函数解析式、利用二次函数求 最值和平行四边形的性质是解题关键 2(2020 柳州市柳林中学中考真题)如图,在平面直角坐标系 xOy 中,批物线 yx24xa(a0)与 y 轴交于点 A,与 x 轴 交于 E、F 两点(点 E 在点 F 的右侧),顶点为 M直线 2 3 yxa与 x 轴、y 轴分别交于 B、C 两点,与直线 AM 交于点 D (1)求抛物线的对称轴; (2)在 y 轴右侧的抛物线上存在点 P,使得以 P、A、C、D 为顶点的四边形是平行四边形,求 a 的值; (3)如
6、图,过抛物线顶点 M 作 MNx 轴于 N,连接 ME,点 Q 为抛物线上任意一点,过点 Q 作 QGx 轴于 G,连接 QE当 a5 时,是否存在点 Q,使得以 Q、E、G 为顶点的三角形与 MNE 相似(不含全等)?若存在,求出点 Q 的坐标;若不存 在,请说明理由 【答案】 解:(1)yx24xa(x2)2a4, 抛物线的对称轴为直线 x2; (2)由 y(x2)2a4 得:A(0,a),M(2,a4), 由 y 2 3 xa 得 C(0,a), 设直线 AM 的解析式为 ykxa, 将 M(2,a4)代人 ykxa 中,得 2kaa4, 解得 k2, 直线 AM 的解析式为 y2xa,
7、 联立方程组得 2 2 3 yxa yxa ,解得 3 4 1 2 xa ya , D( 3 4 a, 1 2 a), a0, 点 D 在第二象限, 又点 A 与点 C 关于原点对称, AC 是以 P、A、C、D 为顶点的平行四边形的对角线,则点 P 与点 D 关于原点对称, 即 P( 3 4 a, 1 2 a), 将点 P( 3 4 a, 1 2 a)代入抛物线 yx24xa,解得 a 56 9 或 a0(舍去), a 56 9 ; (3)存在, 理由如下:当 a5 时,yx24x5(x2)29,此时 M(2,9), 令 y0,即(x2)290,解得 x11,x25, 点 F(1,0)E(5
8、,0), ENFN3 MN9, 设点 Q(m,m24m5),则 G(m,0), EG|m5|QG|m24m5|, 又 QEG 与 MNE 都是直角三角形,且MNEQGE90, 如图所示,需分两种情况进行讨论: i)当 EGEN31 = QGMN93 时,即 2 -5 -4-5 m mm 1 3 , 解得 m2 或 m4 或 m5(舍去); 当 m2 时点 Q 与点 M 重合,不符合题意,舍去, 当 m4 时,此时 Q 坐标为点 Q1(4,27); ii)当 QGEN31 = EGMN93 时,即 2 -4-5 -5 mm m 1 3 , , 解得 m 2 - 3 或 m 4 3 或 m5(舍去
9、), 当 m 2 - 3 时,Q 坐标为点 Q2( 2 - 3 , 17 - 9 ), 当 m 4 3 ,Q 坐标为点 Q3( 4 3 ,19 9 ), 综上所述,点 Q 的坐标为(4,27)或( 2 3 , 17 9 )或( 4 3 ,19 9 ) 【点睛】 本题考查二次函数的图象和性质,平行四边形的性质和判断,相似三角形的判断和性质,综合性强,能力要求高,注意“分类 讨论”、“数形结合”数学思想的应用 3(2020 山东济南市 中考真题)如图 1,抛物线 yx2bxc 过点 A(1,0),点 B(3,0)与 y 轴交于点 C在 x 轴上有一动 点 E(m,0)(0m3),过点 E 作直线
10、lx 轴,交抛物线于点 M (1)求抛物线的解析式及 C 点坐标; (2)当 m1 时,D 是直线 l 上的点且在第一象限内,若 ACD 是以DCA 为底角的等腰三角形,求点 D 的坐标; (3)如图 2,连接 BM 并延长交 y 轴于点 N,连接 AM,OM,设 AEM 的面积为 S1, MON 的面积为 S2,若 S12S2,求 m 的 值 【答案】 解:(1)将点 A、B 的坐标代入抛物线表达式得 -1-b+c=0 -9+3b+c=0 ,解得 b=2 c=3 , 故抛物线的表达式为 yx22x3, 当 x0 时,y3,故点 C(0,3); (2)当 m1 时,点 E(1,0),设点 D
11、的坐标为(1,a), 由点 A、C、D 的坐标得,AC 22 0+1+ 3-0= 10, 同理可得:AD 2 a +4,CD 2 1+ a-3 , 当 CDAD 时,即 2 a +4 2 1+ a-3 ,解得 a1; 当 ACAD 时,同理可得 a 6 (舍去负值); 故点 D 的坐标为(1,1)或(1, 6); (3)E(m,0),则设点 M(m,m22m3), 设直线 BM 的表达式为 ysxt,则 2 -m +2m+3=sm+t 0=3s+t ,解得: 1 s=- m+1 3 t= m+1 , 故直线 BM 的表达式为 y 1 m+1 x 3 m+1 , 当 x0 时,y 3 m+1 ,
12、故点 N(0, 3 m+1 ),则 ON 3 m+1 ; S1 1 2 AEyM 1 2 (m1)(m22m3), 2S2ONxM 3 m+1 mS1 1 2 (m1)(m22m3), 解得 m2 7(舍去负值), 经检验 m 72 是方程的根, 故 m 72 【点睛】 本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数的性质、等腰三角形的性质、面积的计算等,其中(2),要注意分类求解, 避免遗漏 4(2020 青海中考真题)如图 1(注:与图 2 完全相同)所示,抛物线 2 1 2 yxbxc 经过 B、D 两点,与 x 轴的另一个交 点为 A,与 y 轴相交于点 C (1)求抛物线的解析式 (2
13、)设抛物线的顶点为 M,求四边形 ABMC 的面积(请在图 1 中探索) (3)设点 Q 在 y 轴上,点 P 在抛物线上要使以点 A、B、P、Q 为顶点的四边形是平行四边形,求所有满足条件的点 P 的坐标 (请在图 2 中探索) 【答案】 解:(1)根据题意,抛物线 2 1 2 yxbxc 经过 B、D 两点, 点 D 为(2, 5 2 ),点 B 为(3,0), 则 2 2 15 ( 2)2 22 1 330 2 bc bc ,解得: 1 3 2 b c , 抛物线的解析式为 2 13 22 yxx ; (2) 22 131 (1)2 222 yxxx, 点 M 的坐标为(1,2) 令 2
14、 13 0 22 xx, 解得: 1 1x , 2 3x , 点 A 为(1 ,0); 令0 x,则 3 2 y , 点 C 为(0, 3 2 ); OA=1,OC= 3 2 , 过点 M 作 MEAB 于点 E,如图: 2ME ,1OE ,2BE , 111 () 222 ABMC SOA OCOCMEOEBEME 四边形 , 13131379 1(2) 12 22 22222442 ABMC S 四边形 ; (3)根据题意,点 Q 在 y 轴上,则设点 Q 为(0,y), 点 P 在抛物线上,且以点 A、B、P、Q 为顶点的四边形是平行四边形, 如图所示,可分为三种情况进行分析: AB 为
15、对角线时,则 11 PQ为对角线; 由平行四边形的性质, 点 E 为 AB 和 11 PQ的中点, E 为(1,0), 点 Q1为(0,y), 点 P1的横坐标为 2; 当2x时,代入 2 13 22 yxx , 3 2 y , 点 1 3 (2, ) 2 P; 当 BQ2是对角线时,AP 也是对角线, 点 B(3,0),点 Q2(0,y), BQ2中点的横坐标为 3 2 , 点 A 为(1,0), 点 P2的横坐标为 4, 当4x时,代入 2 13 22 yxx , 5 2 y , 点 P2的坐标为(4, 5 2 ); 当 AQ3为对角线时,BP3也是对角线; 点 A 为(1,0),点 Q3
16、(0,y), AQ3的中点的横坐标为 1 2 , 点 B(3,0), 点 P3的横坐标为 4, 当4x时,代入 2 13 22 yxx , 21 2 y , 点 P3的坐标为( 4, 21 2 ); 综合上述,点 P 的坐标为: 3 (2, ) 2 或(4, 5 2 )或(4, 21 2 ) 【点睛】 本题考查了二次函数的性质,平行四边形的性质,解一元二次方程,以及坐标与图形等知识,解题的关键是熟练掌握二次函 数的性质进行解题,注意利用分类讨论和数形结合的思想进行分析 5(2020 贵州黔东南苗族侗族自治州 中考真题)已知抛物线 yax2+bx+c(a0)与 x 轴交于 A、B 两点(点 A
17、在点 B 的左边),与 y 轴交于点 C(0,3),顶点 D 的坐标为(1,4) (1)求抛物线的解析式 (2)在 y 轴上找一点 E,使得 EAC 为等腰三角形,请直接写出点 E 的坐标 (3)点 P 是 x 轴上的动点,点 Q 是抛物线上的动点,是否存在点 P、Q,使得以点 P、Q、B、D 为顶点,BD 为一边的四边形 是平行四边形?若存在,请求出点 P、Q 坐标;若不存在,请说明理由 【答案】 解:(1)抛物线的顶点为(1,4), 设抛物线的解析式为 ya(x1)24, 将点 C(0,3)代入抛物线 ya(x1)24 中,得 a43, a1, 抛物线的解析式为 ya(x1)24x22x3
18、; (2)由(1)知,抛物线的解析式为 yx22x3, 令 y0,则 x22x30, x1 或 x3, B(3,0),A(1,0), 令 x0,则 y3, C(0,3), AC 10, 设点 E(0,m),则 AE 2 1m ,CE|m+3|, ACE 是等腰三角形, 当 ACAE 时, 10 2 1m , m3 或 m3(点 C 的纵坐标,舍去), E(3,0), 当 ACCE 时, 10|m+3|, m3 10, E(0,3+ 10)或(0,310), 当 AECE 时, 2 1m |m+3|, m 4 3 , E(0, 4 3 ), 即满足条件的点 E 的坐标为(0,3)、(0,3+ 1
19、0)、(0,310)、(0, 4 3 ); (3)如图,存在,D(1,4), 将线段 BD 向上平移 4 个单位,再向右(或向左)平移适当的距离,使点 B 的对应点落在抛物线上,这样便存在点 Q,此时点 D 的对应点就是点 P, 点 Q 的纵坐标为 4, 设 Q(t,4), 将点 Q 的坐标代入抛物线 yx22x3 中得,t22t34, t1+2 2或 t122, Q(1+2 2,4)或(122,4), 分别过点 D,Q 作 x 轴的垂线,垂足分别为 F,G, 抛物线 yx22x3 与 x 轴的右边的交点 B 的坐标为(3,0),且 D(1,4), FBPG312, 点 P 的横坐标为(1+2
20、 2)21+22或(122)2122, 即 P(1+2 2,0)、Q(1+22,4)或 P(122,0)、Q(122,4) 【点睛】 此题主要考查待定系数法求二次函数解析式、二次函数与几何综合,熟练掌握二次函数的图象和性质是解题关键 6(2020 江苏宿迁市 中考真题)二次函数 2 3yaxbx的图象与 x 轴交于 A(2,0),B(6,0)两点,与 y 轴交于点 C,顶 点为 E (1)求这个二次函数的表达式,并写出点 E 的坐标; (2)如图,D 是该二次函数图象的对称轴上一个动点,当 BD 的垂直平分线恰好经过点 C 时,求点 D 的坐标; (3)如图,P 是该二次函数图象上的一个动点,
21、连接 OP,取 OP 中点 Q,连接 QC,QE,CE,当 CEQ 的面积为 12 时, 求点 P 的坐标 【答案】 (1)将 A(2,0),B(6,0)代入 2 3yaxbx, 得 4230 36630 ab ab ,解得 1 4 2 a b , 二次函数的解析式为 2 1 23 4 yxx; 2 2 11 2341 44 yxxx, E(4,1); (2)如图 1,图 2,连接 CB,CD,由点 C 在线段 BD 的垂直平分线 CN 上,得 CB=CD, 设 D(4,m), 当0 x时, 2 1 233 4 yxx, C(0,3), 2 CD = 2 CB ,由勾股定理可得: 2 2 43
22、m= 22 63 , 解得 m=3 29, 满足条件的点 D 的坐标为(4,3+ 29)或(4,3-29); (3)如图 3,设 CQ 交抛物线的对称轴于点 M, 设 P(n, 2 1 23 4 nn),则 Q( 1 2 n, 2 13 82 nn), 设直线 CQ 的解析式为3ykx,则 2 131 3 822 nnnk, 解得 13 2 4 kn n , 于是直线 CQ 的解析式为: 13 23 4 ynx n , 当4x时, 1312 4235 4 ynn nn , M(4, 12 5n n ),ME= 12 51n n = 12 4n n , S CQE=S CEM+S QEM= 11
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