收藏 分享(赏)

专题22.8 二次函数中的存在性问题【八大题型】(人教版)(解析版).docx

上传人:a****2 文档编号:2805723 上传时间:2024-01-03 格式:DOCX 页数:93 大小:1.57MB
下载 相关 举报
专题22.8 二次函数中的存在性问题【八大题型】(人教版)(解析版).docx_第1页
第1页 / 共93页
专题22.8 二次函数中的存在性问题【八大题型】(人教版)(解析版).docx_第2页
第2页 / 共93页
专题22.8 二次函数中的存在性问题【八大题型】(人教版)(解析版).docx_第3页
第3页 / 共93页
专题22.8 二次函数中的存在性问题【八大题型】(人教版)(解析版).docx_第4页
第4页 / 共93页
专题22.8 二次函数中的存在性问题【八大题型】(人教版)(解析版).docx_第5页
第5页 / 共93页
专题22.8 二次函数中的存在性问题【八大题型】(人教版)(解析版).docx_第6页
第6页 / 共93页
亲,该文档总共93页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述

1、专题22.8 二次函数中的存在性问题【八大题型】【人教版】【题型1 二次函数中直角三角形的存在性问题】1【题型2 二次函数中等腰三角形的存在性问题】10【题型3 二次函数中等腰直角三角形的存在性问题】21【题型4 二次函数中平行四边形的存在性问题】35【题型5 二次函数中矩形的存在性问题】42【题型6 二次函数中菱形的存在性问题】56【题型7 二次函数中正方形的存在性问题】68【题型8 二次函数中角度问题的存在性问题】78【题型1 二次函数中直角三角形的存在性问题】【例1】(2022柳州)已知抛物线yx2+bx+c与x轴交于A(1,0),B(m,0)两点,与y轴交于点C(0,5)(1)求b,c

2、,m的值;(2)如图1,点D是抛物线上位于对称轴右侧的一个动点,且点D在第一象限内,过点D作x轴的平行线交抛物线于点E,作y轴的平行线交x轴于点G,过点E作EFx轴,垂足为点F,当四边形DEFG的周长最大时,求点D的坐标;(3)如图2,点M是抛物线的顶点,将MBC沿BC翻折得到NBC,NB与y轴交于点Q,在对称轴上找一点P,使得PQB是以QB为直角边的直角三角形,求出所有符合条件的点P的坐标【分析】(1)把A(1,0),C(0,5)代入yx2+bx+c,解二元一次方程组即可得b,c的值,令y0即可得m的值;(2)设D(x,x2+4x+5),则E(4x,x2+4x+5),表示出四边形DEFG的周

3、长,根据二次函数的最值即可求解;(3)过点C作CH对称轴于H,过点N作NKy轴于K,证明MCHNCK,根据全等三角形的性质得NKMH4,CKCH2,则N(4,3),利用待定系数法可得直线BN的解析式为y=13x+53,可得Q(0,53),设P(2,p),利用勾股定理表示出PQ2、BP2、BQ2,分两种情况:当BQP90时,当QBP90时,利用勾股定理即可求解【解答】解:(1)把A(1,0),C(0,5)代入yx2+bx+c,得1b+c=0c=5,解得b=4c=5这个抛物线的解析式为:yx2+4x+5,令y0,则x2+4x+50,解得x15,x21,B(5,0),m5;(2)抛物线的解析式为:y

4、x2+4x+5(x2)2+9,对称轴为x2,设D(x,x2+4x+5),DEx轴,E(4x,x2+4x+5),过点D作x轴的平行线交抛物线于点E,作y轴的平行线交x轴于点G,过点E作EFx轴,四边形DEFG是矩形,四边形DEFG的周长2(x2+4x+5)+2(x4+x)2x2+12x+22(x3)2+20,当x3时,四边形DEFG的周长最大,当四边形DEFG的周长最大时,点D的坐标为(3,8);(3)过点C作CH对称轴于H,过点N作NKy轴于K,NKCMHC90,由翻折得CNCM,BCNBCM,B(5,0),C(0,5)OBOC,OCBOBC45,CH对称轴于H,CHx轴,BCH45,BCHO

5、CB,NCKMCH,MCHNCK(AAS),NKMH,CKCH,抛物线的解析式为:yx2+4x+5(x2)2+9,对称轴为x2,M(2,9),MH954,CH2,NKMH4,CKCH2,N(4,3),设直线BN的解析式为ymx+n,4m+n=35m+n=0,解得m=13n=53,直线BN的解析式为y=13x+53,Q(0,53),设P(2,p),PQ222+(p53)2p2103p+619,BP2(52)2p29+p2,BQ252+(53)225+259,分两种情况:当BQP90时,BP2PQ2+BQ2,9+p2p2103p+619+25+259,解得p=233,点P的坐标为(2,233);当

6、QBP90时,PQ2BP2+BQ2,p2103p+619=9+p2+25+259,解得p9,点P的坐标为(2,9)综上,所有符合条件的点P的坐标为(2,233),(2,9)【变式1-1】(2022桐梓县模拟)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=36x2+233x+23与x轴交于A,B两点(点B在点A的右侧),与y轴交于点C,它的对称轴与x轴交于点D,直线L经过C,D两点,连接AC(1)求A,B两点的坐标及直线L的函数表达式;(2)探索直线L上是否存在点E,使ACE为直角三角形,若存在,求出点E的坐标;若不存在,说明理由【分析】(1)令x0,y0,可分别求出A、B、C三点坐标,在求出函数的对

7、称轴即可求D点坐标,利用待定系数法求直线解析式即可;(2)设E(t,3t+23),分三种情况讨论:当CAE90时,AC2+AE2CE2,当ACE90时,AC2+CE2AE2,当AEC90时,AE2+CE2AC2,分别利用勾股定理求解即可【解答】解:(1)令y0,则36x2+233x+23=0,解得x2或x6,A(2,0),B(6,0),令x0,则y23,C(0,23),y=36x2+233x+23=36(x2)2+833,抛物线的对称轴为直线x2,D(2,0),设直线CD的解析式为ykx+b,b=232k+b=0,解得k=3b=23,y=3x+23;(2)在点E,使ACE为直角三角形,理由如下

8、:设E(t,3t+23),AC216,AE24t28t+16,CE24t2,当CAE90时,AC2+AE2CE2,16+4t28t+164t2,t4,E(4,23);当ACE90时,AC2+CE2AE2,16+4t24t28t+16,t0(舍);当AEC90时,AE2+CE2AC2,4t28t+16+4t216,t0(舍)或t1,E(1,3);综上所述:E点坐标为(4,23)或(1,3)【变式1-2】(2022秋日喀则市月考)如图,二次函数yx2+4x+5的图象与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,M为抛物线的顶点(1)求M点的坐标;(2)求MBC的面积;(3)坐标轴上是否存在点N,使得以B,

9、C,N为顶点的三角形是直角三角形?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由【分析】(1)由yx2+4x+5(x2)2+9,即可求顶点M;(2)过点M作MEy轴于点E,由 SMBCS四边形MBOESMCESBOC求解即可;(3)分三种情况讨论:当C为直角顶点时,作CN1BC交坐标轴为N1,OBON15,则N1(5,0); 当B为直角顶点时,作BN2BC交坐标轴为N2,OCON25,则N1(0,5);当N为直角顶点时,点O与N3重合,则N3(0,0)【解答】解:(1)yx2+4x+5(x2)2+9,M(2,9);(2)令y0,得x2+4x+50,解得 x1或x5,A(1,0),B(5,0),令

10、x0,得yx2+4x+55,C(0,5),过点M作MEy轴于点E,SMBCS四边形MBOESMCESBOC=12(2+5)9122(95)1255=15;(3)存在点N,使得以B,C,N为顶点的三角形是直角三角形,理由如下:OBOC5,COB90,OCBOBC45,BOC是等腰直角三角形,当C为直角顶点时,作CN1BC交坐标轴为N1,CN1BCBN145,OBON15,N1(5,0);当B为直角顶点时,作BN2BC交坐标轴为N2,CN2BBCN245,OCON25,N1(0,5);当N为直角顶点时,点O与N3重合,N3(0,0)综上所述,满足条件的点N的坐标为(5,0)或(0,5)或(0,0)

11、【变式1-3】(2022平南县二模)如图,二次函数yx2+bx+c的图象与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,且A(1,0),对称轴为直线x2(1)求该抛物线的表达式;(2)直线l过点A与抛物线交于点P,当PAB45时,求点P的坐标;(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点Q,使得BCQ是直角三角形?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由【分析】(1)设y(x2)2+k,用待定系数法可得抛物线的解析式为yx24x5;(2)过点P作PMx轴于点M,设P(m,m24m5),根据PAB45知AMPM,即|m24m5|m+1,解得m的值,即可得P的坐标是(6,7)或P(4,5);(3)由yx2

12、4x5求出B(5,0),C(0,5),设Q(2,t),有BC250,BQ29+t2,CQ24+(t+5)2,分三种情况:当BC为斜边时,9+t2+4+(t+5)250,当BQ为斜边时,50+4+(t+5)29+t2,当CQ为斜边时,50+9+t24+(t+5)2,分别解得t的值,即可求出相应Q的坐标【解答】解:(1)设y(x2)2+k,把A(1,0)代入得:(12)2+k0,解得:k9,y(x2)29x24x5,答:抛物线的解析式为yx24x5;(2)过点P作PMx轴于点M,如图:设P(m,m24m5),则PM|m24m5|,A(1,0),AMm+1PAB45AMPM,|m24m5|m+1,即

13、m24m5m+1或m24m5(m+1),当m24m5m+1时,解得:m16,m21(不合题意,舍去),当m24m5(m+1),解得m34,m41(不合题意,舍去),P的坐标是(6,7)或P(4,5);(3)在抛物线的对称轴上存在一点Q,使得BCQ是直角三角形,理由如下:在yx24x5中,令x0得y5,令y0得x1或x5,B(5,0),C(0,5),由抛物线yx24x5的对称轴为直线x2,设Q(2,t),BC250,BQ29+t2,CQ24+(t+5)2,当BC为斜边时,BQ2+CQ2BC2,9+t2+4+(t+5)250,解得t6或t1,此时Q坐标为(2,6)或(2,1);当BQ为斜边时,BC

14、2+CQ2BQ2,50+4+(t+5)29+t2,解得t7,此时Q坐标为(2,7);当CQ为斜边时,BC2+BQ2CQ2,50+9+t24+(t+5)2,解得t3,此时Q坐标为(2,3);综上所述,Q的坐标为(2,3)或(2,7)或(2,1)或(2,6)【题型2 二次函数中等腰三角形的存在性问题】【例2】(2022沙坪坝区校级模拟)如图1,抛物线yax2+bx+2(a0)交x轴于点A(1,0),点B(4,0),交y轴于点C连接BC,过点A作ADBC交抛物线于点D(异于点A)(1)求抛物线的表达式;(2)点P是直线BC上方抛物线上一动点,过点P作PEy轴,交AD于点E,过点E作EGBC于点G,连

15、接PG求PEG面积的最大值及此时点P的坐标;(3)如图2,将抛物线yax2+bx+2(a0)水平向右平移32个单位,得到新抛物线y1,在y1的对称轴上确定一点M,使得BDM是以BD为腰的等腰三角形,请写出所有符合条件的点M的坐标,并任选其中一个点的坐标,写出求解过程【分析】(1)用待定系数法直接可得抛物线的函数表达式;(2)过点G作GHPE于H,根据勾股定理的逆定理可得ABC是直角三角形,ACB90,则ACBC,由EGBC得ACBG,根据等角的余角相等得ACOGEH,证明ACOGEH,可得GHAO1,用待定系数法求出直线BC为y=12x+2,根据ADBC得直线AD为y=12x12,设P(m,1

16、2m2+32m+2),则E(m,12m12),从而得PE=12m2+2m+52,即可求出PEG面积为12PEGH=14m2+m+54,根据二次函数性质即得答案(3)求出点D的坐标D(5,3),设点M的坐标为(3,t),可得BD2(54)2+3210,BM2(43)2+t21+t2,MD2(53)2+(t+3)2t2+6t+13,分两种情况:当BDBM时,当BDMD时,根据等腰三角形的性质即可求解【解答】解:(1)把A(1,0),B(4,0)代入抛物线yax2+bx+2得:16a+4b+2=0ab+2=0,解得a=12b=32,抛物线的函数表达式为y=12x2+32x+2;(2)过点G作GHPE

17、于H,抛物线y=12x2+32x+2交y轴于点CC(0,2),A(1,0),B(4,0),AB5,AC=12+22=5,BC=42+22=25,AB2AC2+BC2,ABC是直角三角形,ACB90,ACBC,ADBC,EGBC,ACBG=5,PEy轴,OCGEFG,ACO+OCG90,GEH+EFG90,ACOGEH,AOCGHE90,ACOGEH(AAS),GHAO1,设直线BC为ykx+n,将C(0,2),B(4,0)代入得:4k+n=0n=2,解得k=12n=2,直线BC为y=12x+2,ADBC,A(1,0),直线AD为y=12x12,设P(m,12m2+32m+2),则E(m,12m

18、12),PE=12m2+2m+52,PEG面积为12PEGH=14m2+m+54=14(m2)2+94,140,m2时,PEG面积的最大值为94,此时点P的坐标为(2,3);(3)抛物线y=12x2+32x+2=12(x32)2+258水平向右平移32个单位,得到新抛物线y1=12(x3)2+258,y1的对称轴为x3,联立直线AD为y=12x12,抛物线y=12x2+32x+2,解得x=1y=0或x=5y=3,D(5,3),设点M的坐标为(3,t),BD2(54)2+3210,BM2(43)2+t21+t2,MD2(53)2+(t+3)2t2+6t+13,当BDBM时,BD2BM2,1+t2

19、10,t3,点M的坐标为(3,3)或(3,3),点(3,3)与B,D共线,点M的坐标为(3,3);当BDMD时,BD2MD2,t2+6t+1310,t36,点M的坐标为(3,3+6)或(3,36);综上所述,点M的坐标为(3,3)或(3,3+6)或(3,36)【变式2-1】(2022湘西州)定义:由两条与x轴有着相同的交点,并且开口方向相同的抛物线所围成的封闭曲线称为“月牙线”,如图,抛物线C1:yx2+2x3与抛物线C2:yax2+2ax+c组成一个开口向上的“月牙线”,抛物线C1和抛物线C2与x轴有着相同的交点A(3,0)、B(点B在点A右侧),与y轴的交点分别为G、H(0,1)(1)求抛

20、物线C2的解析式和点G的坐标(2)点M是x轴下方抛物线C1上的点,过点M作MNx轴于点N,交抛物线C2于点D,求线段MN与线段DM的长度的比值(3)如图,点E是点H关于抛物线对称轴的对称点,连接EG,在x轴上是否存在点F,使得EFG是以EG为腰的等腰三角形?若存在,请求出点F的坐标;若不存在,请说明理由【分析】(1)将A(3,0)、H(0,1)代入yax2+2ax+c中,即可求函数的解析式;(2)设M(t,t2+2t3),则D(t,13t2+23t1),N(t,0),分别求出MN,DM,再求比值即可;(3)先求出E(2,1),设F(x,0),分来两种情况讨论:当EGEF时,22=(x+2)2+

21、1,可得F(72,0)或(72,0);当EGFG时,22=9+x2,F点不存在【解答】解:(1)将A(3,0)、H(0,1)代入yax2+2ax+c中,9a6a+c=0c=1,解得a=13c=1,y=13x2+23x1,在yx2+2x3中,令x0,则y3,G(0,3);(2)设M(t,t2+2t3),则D(t,13t2+23t1),N(t,0),NMt22t+3,DM=13t2+23t1(t2+2t3)=23t243t+2,MNDM=(t2+2t3)23(t2+2t3)=32;(3)存在点F,使得EFG是以EG为腰的等腰三角形,理由如下:由(1)可得yx2+2x3的对称轴为直线x1,E点与H点

22、关于对称轴x1对称,E(2,1),设F(x,0),当EGEF时,G(0,3),EG22,22=(x+2)2+1,解得x=72或x=72,F(72,0)或(72,0);当EGFG时,22=9+x2,此时x无解;综上所述:F点坐标为(72,0)或(72,0)【变式2-2】(2022秋永嘉县校级期末)如图,在平面直角坐标系中,点A,B分别是y轴正半轴,x轴正半轴上两动点,OA2k,OB2k+3,以AO,BO为邻边构造矩形AOBC,抛物线y=34x2+3x+k交y轴于点D,P为顶点,PMx轴于点M(1)求OD,PM的长(结果均用含k的代数式表示)(2)当PMBM时,求该抛物线的表达式(3)在点A在整个

23、运动过程中,若存在ADP是等腰三角形,请求出所有满足条件的k的值【分析】(1)点D在y=34x2+3x+k上,且在y轴上,即y0求出点D坐标,根据抛物线顶点公式,求出即可;(2)先用k表示出相关的点的坐标,根据PMBM建立方程即可;(3)先用k表示出相关的点的坐标,根据ADP是等腰三角形,分三种情况,ADAP,DADP,PAPD计算;【解答】解:(1)把x0,代入y=34x2+3x+k,ykODk4acb24a=4(34)k324(34)=k+3,PMk+3;(2)由抛物线的表达式知,其对称轴为x2,OM2,BMOBOM2k+322k+1又PMk+3,PMBM,k+32k+1,解得k2该抛物线

24、的表达式为y=34x2+3x+2;(3)当点P在矩形AOBC外部时,如图1,过P作PKOA于点K,当ADAP时,ADAODO2kkk,ADAPk,KAKOAOPMAOk+32k3kKPOM2,在RtKAP中,KA2+KP2AP2(3k)2+22k2,解得k=136当点P在矩形AOBC内部时,当APAD时,同法可得(k3)2+22k2,解得k=136当PDAP时,过P作PHOA于H,ADk,HD=12k,HODO+HD=3k2,又HOPMk+3,3k2=k+3,解得k6当DPDA时,过D作PQPM于Q,PQPMQMPMODk+3k3DQOM2,DPDAk,在RtDQP中,DP=DQ2+PQ2=2

25、2+32=13kPD=13,故k=136或6或13【变式2-3】(2022杭州校级自主招生)如图,抛物线yax25ax+4经过ABC的三个顶点,已知BCx轴,点A在x轴的负半轴上,点C在y轴上,且ACBC(1)求抛物线的对称轴;(2)求A点坐标并求抛物线的解析式;(3)若点P在x轴下方且在抛物线对称轴上的动点,是否存在PAB是等腰三角形?若存在,求出所有符合条件的点P坐标;不存在,请说明理由【分析】(1)本题须根据二次函数的对称轴公式即可求出结果(2)本题须先求出C点的坐标,再根据BC两点关于对称轴x=52对称,求出B点的坐标,设A点坐标(m,0),求出m即可得出点A的坐标,最后代入即可求出抛

26、物线解析式(3)本题须先根据题意画出图形,再分别根据图形求出相应的点P的坐标即可【解答】解:(1)yax25ax+4,对称轴:x=5a2a=52;(2)经过ABC的三个顶点,已知BCx轴,点A在x轴上,点C在y上,且ACBC,令x0,y4,可知C点坐标(0,4),BCx轴,所以B点纵坐标也为4,又BC两点关于对称轴x=52对称,即:xB+02=52,xB5,B点坐标(5,4)A点在x轴上,设A点坐标(m,0),ACBC,即AC2BC2,AC242+m2,BC5,42+m252,m3,A点坐标(3,0),将A点坐标之一(3,0)代入yax25ax+4,09a+15a+4,a=16,y=16x2+

27、56x+4;将A点坐标是(3,0),则与A在x轴的负半轴矛盾,故舍去故函数关系式为:y=16x2+56x+4(3)存在符合条件的点P共有3个以下分三类情形探索设抛物线对称轴与x轴交于N,与CB交于M过点B作BQx轴于Q,易得BQ4,AQ8,AN5.5,BM=52以AB为腰且顶角为角A的PAB有1个:P1ABAB2AQ2+BQ282+4280(8分)在RtANP1中,P1N=AP12AN2=AB2AN2=80(5.5)2=1992,P1(52,1992)以AB为腰且顶角为角B的PAB有1个:P2AB在RtBMP2中MP2=BP22BM2=AB2BM2=80254 =2952,(10分)P2(52,82952)以AB为底,顶角为角P的PAB有1个,即P3AB画AB的垂直平分线交抛物线对称轴于P3,此时平分线必过等腰ABC的顶点C过点P3作P3K垂直y轴,垂足为K,显然RtP3CKRtBAQP

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 教育教学 > 教辅习题 > 4-2、数学 > 4-2-5、初三数学上册 > 【人教数学九年级上】 专项练习(028份)

copyright@ 2008-2023 wnwk.com网站版权所有

经营许可证编号:浙ICP备2024059924号-2