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1、(11福州)如图所示,在平面直角坐标系xOy中,正方形OABC的边长为2cm,点A、C分别在y轴的负半轴和x轴的正半轴上,抛物线y=ax2+bx+c通过点A、B和D.
(1)求抛物线的解析式.
(2)如果点P由点A出发沿AB边以2cm/s的速度向点B运动,同
时点Q由点B出发沿BC边以1cm/s的速度向点C运动,当其中一点达到终点时,另一点也随之停止运动. 设S=PQ2(cm2)
①试求出S与运动时间t之间的函数关系式,并写出t的取值范畴;
②当S取时,在抛物线上与否存在点R,使得以P、B、Q、R为顶点的四边形是平行四边形? 如果存在,求出R点的坐标;如果不存在,请阐明理由.
(3)在抛物线的对称轴上求点M,使得M到D、A的距离之差最大,求出点M的坐标.
(第22题)
解: (1)据题意知: A(0, -2), B(2, -2) ,D(4,—),
则 解得
∴抛物线的解析式为:
----------------------------4分
(2) ①由图象知: PB=2-2t, BQ= t, ∴S=PQ2=PB2+BQ2=(2-2t)2 + t2 ,
即 S=5t2-8t+4 (0≤t≤1) --------------------6分
②假设存在点R, 可构成以P、B、R、Q为顶点的平行四边形.
∵S=5t2-8t+4 (0≤t≤1), ∴当S=时, 5t2-8t+4=,得 20t2-32t+11=0,
解得 t = ,t = (不合题意,舍去)-------------------------------7分
此时点 P的坐标为(1,-2),Q点的坐标为(2,—)
若R点存在,分状况讨论:
【A】假设R在BQ的右边, 这时QRPB, 则,R的横坐标为3, R的纵坐标为—
即R (3, -),代入, 左右两边相等,
∴这时存在R(3, -)满足题意.
【B】假设R在BQ的左边, 这时PRQB, 则:R的横坐标为1, 纵坐标为-即(1, -) 代入, 左右两边不相等, R不在抛物线上.
【C】假设R在PB的下方, 这时PRQB, 则:R(1,—)代入,
左右不相等, ∴R不在抛物线上.
总而言之, 存点一点R(3, -)满足题意. ---------------------11分
(3)∵A有关抛物线的对称轴的对称点为B,过B、D的直线与抛物线的对称轴的交点为所求M,M的坐标为(1,—)---------------------------------------14分
2、(11德州) 在直角坐标系xoy中,已知点P是反比例函数图象上一种动点,以P为圆心的圆始终与y轴相切,设切点为A.
(1)如图1,⊙P运动到与x轴相切,设切点为K,试判断四边形OKPA的形状,并阐明理由.
(2)如图2,⊙P运动到与x轴相交,设交点为B,C.当四边形ABCP是菱形时:
①求出点A,B,C的坐标.
②在过A,B,C三点的抛物线上与否存在点M,使△MBP的面积是菱形ABCP面积的.若存在,试求出全部满足条件的M点的坐标,若不存在,试阐明理由.
A
P
x
y
K
O
图1
图1
A
P
x
y
K
O
解:(1)∵⊙P分别与两坐标轴相切,
∴ PA⊥OA,PK⊥OK.
∴∠PAO=∠OKP=90°.
又∵∠AOK=90°,
∴ ∠PAO=∠OKP=∠AOK=90°.
∴四边形OKPA是矩形.
又∵OA=OK,
∴四边形OKPA是正方形.……………………2分
O
A
P
x
y
B
C
图2
G
M
(2)①连接PB,设点P的横坐标为x,则其纵坐标为.
过点P作PG⊥BC于G.
∵四边形ABCP为菱形,
∴BC=PA=PB=PC.
∴△PBC为等边三角形.
在Rt△PBG中,∠PBG=60°,PB=PA=x,
PG=.
sin∠PBG=,即.
解之得:x=±2(负值舍去).
∴ PG=,PA=BC=2.……………………4分
易知四边形OGPA是矩形,PA=OG=2,BG=CG=1,
∴OB=OG-BG=1,OC=OG+GC=3.
∴ A(0,),B(1,0) C(3,0).……………………6分
设二次函数解析式为:y=ax2+bx+c.
据题意得:
解之得:a=, b=, c=.
∴二次函数关系式为:.……………………9分
②解法一:设直线BP的解析式为:y=ux+v,据题意得:
解之得:u=, v=.
∴直线BP的解析式为:.
过点A作直线AM∥PB,则可得直线AM的解析式为:.
解方程组:
得: ; .
过点C作直线CM∥PB,则可设直线CM的解析式为:.
∴0=.
∴.
∴直线CM的解析式为:.
解方程组:
得: ; .
综上可知,满足条件的M的坐标有四个,
分别为:(0,),(3,0),(4,),(7,).…………………12分
解法二:∵,
∴A(0,),C(3,0)显然满足条件.
延长AP交抛物线于点M,由抛物线与圆的轴对称性可知,PM=PA.
又∵AM∥BC,
∴.
∴点M的纵坐标为.
又点M的横坐标为AM=PA+PM=2+2=4.
∴点M(4,)符合规定.
点(7,)的求法同解法一.
综上可知,满足条件的M的坐标有四个,
分别为:(0,),(3,0),(4,),(7,).…………………12分
解法三:延长AP交抛物线于点M,由抛物线与圆的轴对称性可知,PM=PA.
又∵AM∥BC,
∴.
∴点M的纵坐标为.
即.
解得:(舍),.
∴点M的坐标为(4,).
点(7,)的求法同解法一.
综上可知,满足条件的M的坐标有四个,
分别为:(0,),(3,0),(4,),(7,).…………………12分
3、(11义乌)已知二次函数的图象通过A(2,0)、C(0,12) 两点,且对称轴为直线x=4. 设顶点为点P,与x轴的另一交点为点B.
(1)求二次函数的解析式及顶点P的坐标;
(2)如图1,在直线 y=2x上与否存在点D,使四边形OPBD为等腰梯形?若存在,求出点D的坐标;若不存在,请阐明理由;
(3)如图2,点M是线段OP上的一种动点(O、P两点除外),以每秒个单位长度的速度由点P向点O 运动,过点M作直线MN∥x轴,交PB于点N. 将△PMN沿直线MN对折,得到△P1MN. 在动点M的运动过程中,设△P1MN与梯形OMNB的重叠部分的面积为S,运动时间为t秒. 求S有关t的函数关系式.
O
P
C
B
A
x
y
图1
图2
M
O
A
x
P
N
C
B
y
解:(1)设二次函数的解析式为y=ax2+bx+c
由题意得
解得
∴二次函数的解析式为y= x2-8x+12 ……………………………………………2分
点P的坐标为(4,-4) …………………………………………………………3分
(2)存在点D,使四边形OPBD为等腰梯形. 理由以下:
当y=0时,x2-8x+12=0 ∴x1=2 , x2=6
∴点B的坐标为(6,0)
DO
x
A
O
B
C
P
y
设直线BP的解析式为y=kx+m
则 解得
∴直线BP的解析式为y=2x-12
∴直线OD∥BP………………………………………4分
∵顶点坐标P(4, -4) ∴ OP=4
设D(x,2x) 则BD2=(2x)2+(6-x)2
当BD=OP时,(2x)2+(6-x)2=32
x
P1
M
A
O
B
C
P
N
y
H
解得:x1=,x 2=2…………………………………………………………………6分
当x2=2时,OD=BP=,四边形OPBD为平行四边形,舍去
∴当x=时四边形OPBD为等腰梯形 …………………7分
∴当D(,)时,四边形OPBD为等腰梯形 ………8分
(3)① 当0<t≤2时,
∵运动速度为每秒个单位长度,运动时间为t秒,
则MP=t ∴PH=t,MH=t,HN=t ∴MN=t
∴S=t·t·=t2 ……………………10分
x
P1
M
A
O
B
C
P
N
G
H
E
F
y
② 当2<t<4时,P1G=2t-4,P1H=t
∵MN∥OB ∴ ∽
∴ ∴
∴ =3t2-12t+12
∴S=t2-(3t2-12t+12)= -t2+12t-12
∴ 当0<t≤2时,S=t2
4、(11金华)在平面直角坐标系中,如图1,将个边长为1的正方形并排构成矩形OABC, 相邻两边OA和OC分别落在轴和轴的正半轴上, 设抛物线(<0)过矩形顶点B、C.
(1)当n=1时,如果=-1,试求b的值;
(2)当n=2时,如图2,在矩形OABC上方作一边长为1的正方形EFMN,使EF在线段CB上,如果M,N两点也在抛物线上,求出此时抛物线的解析式;
图1 图2 图3
x
y
M
N
x
O
C
E
A
B
F
A
B
y
C
O
…
x
O
y
A
C
B
(3)将矩形OABC绕点O顺时针旋转,使得点B落到轴的正半轴上,如果该抛物线同时通过原点O.①试求当n=3时a的值;
②直接写出有关的关系式.
23.(本题10分)
(1)由题意可知,抛物线对称轴为直线x=,
∴,得x
y
O
C
E
A
B
M
N
F
b= 1; ……2分
y
x
O
C
A
B
(2)设所求抛物线解析式为,
由对称性可知抛物线通过点B(2,1)和点M(,2)
∴ 解得
∴所求抛物线解析式为;……4分
(3)①当n=3时,OC=1,BC=3,
设所求抛物线解析式为,
x
y
O
A
B
C
D
过C作CD⊥OB于点D,则Rt△OCD∽Rt△CBD,
∴,
设OD=t,则CD=3t,
∵,
∴, ∴,
∴C(,), 又 B(,0),
∴把B 、C坐标代入抛物线解析式,得
解得:a=; ……2分
②. ……2分
5、(11金华)第24题图
O
B
D
E
C
F
x
y
A
如图,在平面直角坐标系中,点A(10,0),以OA为直径在第一象限内作半圆C,点B是该半圆周上一动点,连结OB、AB,并延长AB至点D,使DB=AB,过点D作x轴垂线,分别交x轴、直线OB于点E、F,点E为垂足,连结CF.
(1)当∠AOB=30°时,求弧AB的长度;
(2)当DE=8时,求线段EF的长;
(3)在点B运动过程中,与否存在以点E、C、F
为顶点的三角形与△AOB相似,若存在,请求出此
时点E的坐标;若不存在,请阐明理由.
(1)连结BC,
∵A(10,0), ∴OA=10 ,CA=5,
∵∠AOB=30°,
∴∠ACB=2∠AOB=60°,
O
B
D
E
C
F
x
y
A
∴弧AB的长=; ……4分
(2)连结OD,
∵OA是⊙C直径, ∴∠OBA=90°,
又∵AB=BD,
∴OB是AD的垂直平分线,
∴OD=OA=10,
在Rt△ODE中,
OE=,
∴AE=AO-OE=10-6=4,
由 ∠AOB=∠ADE=90°-∠OAB,∠OEF=∠DEA,
得△OEF∽△DEA,
∴,即,∴EF=3;……4分
O
B
D
F
C
E
A
x
y
(3)设OE=x,
①当交点E在O,C之间时,由以点E、C、F为顶点的三角
形与△AOB相似,有∠ECF=∠BOA或∠ECF=∠OAB,
当∠ECF=∠BOA时,此时△OCF为等腰三角形,点E为OC
中点,即OE=,
∴E1(,0);
当∠ECF=∠OAB时,有CE=5-x, AE=10-x,
∴CF∥AB,有CF=,
∵△ECF∽△EAD,
O
B
D
F
C
E
A
x
y
∴,即,解得:,
∴E2(,0);
②当交点E在点C的右侧时,
∵∠ECF>∠BOA,
∴要使△ECF与△BAO相似,只能使∠ECF=∠BAO,
O
B
D
F
C
E
A
x
y
连结BE,
∵BE为Rt△ADE斜边上的中线,
∴BE=AB=BD,
∴∠BEA=∠BAO,
∴∠BEA=∠ECF,
∴CF∥BE, ∴,
∵∠ECF=∠BAO, ∠FEC=∠DEA=Rt∠,
∴△CEF∽△AED, ∴,
而AD=2BE, ∴,
即, 解得, <0(舍去),
∴E3(,0);
③当交点E在点O的左侧时,
∵∠BOA=∠EOF>∠ECF .
∴要使△ECF与△BAO相似,只能使∠ECF=∠BAO
O
B
D
F
C
E
A
x
y
连结BE,得BE==AB,∠BEA=∠BAO
∴∠ECF=∠BEA,
∴CF∥BE,
∴,
又∵∠ECF=∠BAO, ∠FEC=∠DEA=Rt∠,
∴△CEF∽△AED, ∴,
而AD=2BE, ∴,
∴, 解得, <0(舍去),
∵点E在x轴负半轴上, ∴E4(,0),
总而言之:存在以点E、C、F为顶点的三角形与△AOB相似,此时点E坐标为:
(,0)、(,0)、(,0)、(,0).……4分
A
B
C
D
l1
l2
l3
l4
h1
h2
h3
6、(11安徽如图,正方形ABCD的四个顶点分别在四条平行线l1、l2、l3、l4上,这四条直线中相邻两条之间的距离依次为h1、h2、h3(h1>0,h2>0,h3>0).
(1)求证:h1=h2;
【证】
(2)设正方形ABCD的面积为S,求证:S=(h1+h2)2+h12;
【证】
(3)若h1+h2=1,当h1变化时,阐明正方形ABCD的面积S随h1的变化状况.
【解】
(1)过A点作AF⊥l3分别交l2、l3于点E、F,过C点作CH⊥l2分别交l2、l3于点H、G,证△ABE≌△CDG即可.
(2)易证△ABE≌△BCH≌△CDG≌△DAF,且两直角边长分别为h1、h1+h2,四边形EFGH是边长为h2的正方形,
因此.
(3)由题意,得 因此
又 解得0<h1<