2022年二次函数的存在性问题之菱形.pdf
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1、二次函数的存在性问题之菱形1. 如图,抛物线y=ax2+bx2 的对称轴是直线x=1,与 x 轴交于 A,B两点,与 y 轴交于点 C,点 A的坐标为( 2,0),点 P为抛物线上的一个动点,过点 P作 PD x轴于点 D,交直线BC于点 E(1)求抛物线解析式;(2)若点 P在第一象限内,当OD=4PE 时,求四边形POBE 的面积;(3)在( 2)的条件下,若点M为直线 BC上一点,点N为平面直角坐标系内一点,是否存在这样的点M和点 N,使得以点B,D,M ,N为顶点的四边形是菱形若存在上,直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由2. 如图,直线与轴、轴分别交于、两点,抛物线经过、两点,与
2、轴的另一个交点为,连接(1)求抛物线的解析式及点的坐标;(2) 点在抛物线上,连接,当时,求点的坐标;(3) 点从点出发,沿线段由向运动,同时点从点出发,沿线段由向运动,、的运动速度都是每秒个单位长度,当点到达点时,、同时停止运动,试问在坐标平面内是否存在点,使、运动过程中的某一时刻,以、为顶点的四边形为菱形若存在,直接写出点的坐标;若不存在,说明理由3. 如图所示,顶点为(,)的抛物线y=ax2+bx+c 过点 M (2, 0)精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页,共 28 页 - -
3、 - - - - - - - - (1)求抛物线的解析式;(2)点 A是抛物线与x 轴的交点(不与点M重合),点B是抛物线与y 轴的交点,点C是直线 y=x+1 上一点(处于 x 轴下方),点 D是反比例函数y= (k0)图象上一点,若以点A,B, C,D为顶点的四边形是菱形,求k 的值4. 综合与探究如图 1 所示,直线y=x+c与 x 轴交于点 A(4,0),与 y 轴交于点C,抛物线 y=x2+bx+c 经过点 A,C(1)求抛物线的解析式(2)如图 2 所示, M 是线段 OA 的上一个动点,过点M 垂直于 x 轴的直线与直线 AC和抛物线分别交于点P、N 若点 P恰好是线段MN 的中
4、点,点F是直线 AC上一个动点,在坐标平面内是否存在点 D,使以点 D,F, P,M 为顶点的四边形是菱形若存在,请直接写出点 D 的坐标;若不存在,请说明理由注:二次函数y=ax2+bx +c(a0 )的顶点坐标为(,)5. 如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD是平行四边形,AD=6,若 OA、OB的长是关于x 的一元二次方程x27x+12=0 的两个根,且OAOB精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页,共 28 页 - - - - - - - - - - (1)求 OA、 OB的长
5、(2) 若点 M 在平面直角坐标系内,则在直线AB上是否存在点F,使以 A、 C、F、M 为顶点的四边形为菱形若存在,直接写出F 点的坐标,若不存在,请说明理由6. 如图,在平面直角坐标系xOy 中,抛物线y=a(x+1)23 与 x 轴交于 A,B两点(点 A 在点 B的左侧),与y 轴交于点C( 0,),顶点为D,对称轴与 x 轴交于点 H,过点 H 的直线 l 交抛物线于P,Q 两点,点 Q 在 y 轴的右侧(1)求 a 的值及点 A,B的坐标;(2)当点 P位于第二象限时,设PQ 的中点为 M,点 N 在抛物线上,则以DP为对角线的四边形DMPN 能否为菱形若能,求出点N 的坐标;若不
6、能,请说明理由7. 如图,在平面直角坐标系中,直线AB和抛物线交于点A ( 4,0) ,B ( 0,4),且点 B 是抛物线的顶点精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页,共 28 页 - - - - - - - - - - (1)求直线 AB 和抛物线的解析式(2) M 是直线 AB上一动点,在平面直角坐标系内是否存在点N,使以 O、 B、M、N 为顶点的四边形是菱形若存在,请求出点N 的坐标;若不存在,请说明理由8. 如图,抛物线y=ax22x+c(a0 )与 x 轴、 y 轴分别交于点
7、A,B,C三点,已知点 A( 2,0),点 C(0, 8),点 D 是抛物线的顶点(1)求抛物线的解析式及顶点D 的坐标;(2) 如图 2,设 BC交抛物线的对称轴于点F,作直线CD,点 M 是直线 CD上的动点,点 N是平面内一点,当以点B,F,M,N为顶点的四边形是菱形时,请直接写出点M 的坐标9. 如图,抛物线y=x2x2 与 x轴交于 A、B两点 (点 A在点 B的左侧),与 y 轴交于点 C,M 是直线 BC下方的抛物线上一动点(1)求A、B、C三点的坐标;精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - -
8、- -第 4 页,共 28 页 - - - - - - - - - - (2)连接 MO、MC,并把 MOC 沿 CO翻折,得到四边形MO M C,那么是否存在点M,使四边形MO M C 为菱形若存在,求出此时点M 的坐标;若不存在,说明理由;10. 抛物线 y= x2+bx+c 经过点 A ( 4,0)、B ( 2,0)两点,与 y 轴交于点C,顶点为 D,对称轴与x 轴交于点H,过点 H 的直线 m 交抛物线于P、 Q 两点,其中点P位于第二象限,点Q 在 y 轴的右侧(1)求 D 点坐标;(2)若 PBA= OBC ,求点 P的坐标;(3) 设 PQ的中点为 M,点 N 在抛物线上,则以
9、DP为对角线的四边形DMPN能否为菱形若能,求出点N 的坐标;若不能,请说明理由11. 如图,抛物线y=ax2+bx+c(a0 )与 x 轴、 y 轴分别交于A( 1,0)、 B(3, 0)、C(0,3)三点(1)试求抛物线的解析式;(2)设点 M 是 x 轴上的动点,在平面直角坐标系中,是否存在点N,使得以点 A、C、 M、N 为顶点的四边形是菱形若存在,求出所有符合条件的点N 坐标;若不存在,说明理由精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页,共 28 页 - - - - - - - -
10、- - 12. 如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与 X轴交于点 A、B两点B处的坐标为(3,0),与y轴交于c(0,3),点P是直线BC下方抛物线上的动点(1)求出二次函数的解析式;(2)连接 PO、 PC ,并将 POC沿 y 轴对折,得到四边形POP C ,那么是否存在点 P,使得四边形POP C为菱形若存在,求出点P的坐标,若存在,请说明理由;13. 如图,已知抛物线经过原点o 和 x 轴上一点 A (4,0),抛物线顶点为E,它的对称轴与x 轴交于点 D直线 y=2x1 经过抛物线上一点B( 2,m)且与 y 轴交于点 C,与抛物线的对称轴交于点F精品资料 -
11、 - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页,共 28 页 - - - - - - - - - - (1)求 m 的值及该抛物线对应的解析式;(2) 点 Q 是平面内任意一点,点M 从点 F出发,沿对称轴向上以每秒1 个单位长度的速度匀速运动,设点M 的运动时间为t 秒,是否能使以Q、A、 E、M四点为顶点的四边形是菱形若能,请直接写出点M 的运动时间t 的值;若不能,请说明理由14. 如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=-x2+bx+c 的图象与 x轴交于 A、B两点,与 y 轴交于 C ( 0,3),
12、A 点在原点的左侧,B点的坐标为 (3,0)点P 是抛物线上一个动点,且在直线BC的上方(1)求这个二次函数的表达式(2)连接 PO、 PC ,并把 POC沿 CO翻折,得到四边形POP C ,那么是否存在点 P,使四边形POP C为菱形若存在,请求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由15. 如图 1,在平面直角坐标系中,抛物线y= 与 x 轴交于 A、B 两点(点 A 在点 B 的左侧),与y 轴交于点 C,抛物线的顶点为点D,过点B 作 BC的垂线,交对称轴于点E精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - -
13、 - -第 7 页,共 28 页 - - - - - - - - - - (1)求证:点E与点 D 关于 x 轴对称;(2)如图 2,平移抛物线,使抛物线的顶点D 在射线 AD 上移动,点D 平移后的对应点为D ,点 A 的对应点A ,设抛物线的对称轴与x 轴交于点 F,将FBC沿 BC翻折,使点F落在点 F处,在平面内找一点G,若以 F、G、D 、A为顶点的四边形为菱形,求平移的距离16. 如图,在平面直角坐标系中,点在抛物线上,且横坐标为 1,点与点关于抛物线的对称轴对称,直线与轴交于点,点为抛物线的顶点,点的坐标为(1)求线段的长;(2) 点为线段上方抛物线上的任意一点,过点作的垂线交于
14、点,点为轴上一点,当的面积最大时,求的最小值;(3)在( 2)中,取得最小值时,将绕点顺时针旋转后得到,过点作的垂线与直线交于点,点为抛物线对称轴上的一点,在平面直角坐标系中是否存在点,使得点为顶点的四边形为菱形,若存在,请直接写出点的坐标,若不存在,请说明理由. 17. 如图,在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD的三个顶点B (1,0) ,C ( 3,0) ,D (3,4) 以 A 为顶点的抛物线y=ax2+bx+c 过点 C动点 P从点 A 出发,沿线段 AB 向点 B 运动同时动点Q 从点 C出发,沿线段CD向点 D 运动点精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - -
15、- - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页,共 28 页 - - - - - - - - - - P,Q 的运动速度均为每秒1 个单位运动时间为t 秒过点 P 作 PEAB交AC于点 E (1)直接写出点A 的坐标,并求出抛物线的解析式;(2) 在动点 P , Q 运动的过程中,当t 为何值时,在矩形ABCD内 (包括边界)存在点 H,使以 C, Q,E,H 为顶点的四边形为菱形请直接写出t 的值18. 已知,抛物线y=ax2 +bx+4 与 x 轴交于点A(-3,0)和 B(2,0),与 y 轴交于点 C(1)求抛物线的解析式;(2)如图 2,若点 D
16、为直线 BC或直线 AC 上的一点, E为 x 轴上一动点,抛物线对称轴上是否存在点F,使以 B,D,F, E为顶点的四边形为菱形若存在,请求出点F的坐标;若不存在,请说明理由精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页,共 28 页 - - - - - - - - - - 答案解析部分一、综合题1.【答案】 (1)解: 抛物线 y=ax2+bx 2的对称轴是直线x=1,A( 2,0)在抛物线上, ,解得:,抛物线解析式为y= x2x2;(2)解:令 y= x2x2=0,解得: x1=2,x2=
17、4,当 x=0 时,y=2,B( 4,0), C(0, 2),设 BC的解析式为y=kx+b,则,解得:,y= x2,设 D(m,0),DPy 轴,E( m,m2), P(m,m2m2),OD=4PE ,m=4(m2m2m+2),m=5,m=0(舍去),D(5,0), P(5,), E (5,),四边形 POBE的面积 =SOPDSEBD= 5 1 = ;(3)解:存在,设M(n,n2), 以 BD为对角线,如图1,四边形 BNDM 是菱形,MN 垂直平分 BD,n=4+ ,M(,),M,N 关于 x轴对称,N(,); 以 BD为边,如图2,四边形 BNDM 是菱形,MN BD,MN=BD=M
18、D=1,过 M 作 MH x 轴于 H,MH2+DH2=DM2,精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页,共 28 页 - - - - - - - - - - 即(n2)2+(n5)2=12,n1=4(不合题意),n2=,N(,),同理(n2)2+(4n)2=1,n1=4+ (不合题意,舍去),n2=4,N(5,), 以 BD为边,如图3,过 M 作 MHx 轴于 H,MH2+BH2=BM2,即(n2)2+(n4)2=12,n1=4+ ,n2=4(不合题意,舍去),N(5+ ,),综上所述
19、,当N (,) 或 (,) 或 (5,) 或 (5+ ,),以点 B,D,M,N 为顶点的四边形是菱形【解析】 【分析】( 1)由抛物线y=ax2+bx 2 的对称轴是直线x=1, A( 2,0)在抛物线上,于是列方程即可得到结论;(2)根据函数解析式得到B ( 4,0), C(0,2),求得 BC的解析式为y= x2,设 D( m, 0),得到E(m,m 2) ,P (m,m2m2) ,根据已知条件列方程得到m=5,m=0(舍去),求得D(5, 0), P(5,), E( 5,),根据三角形的面积公式即可得到结论;(3)设 M(n,n2), 以 BD 为对角线,根据菱形的性质得到MN 垂直平
20、分 BD,求得 n=4+ ,于是得到N(,); 以 BD 为边,根据菱形的性质得到MNBD,MN=BD=MD=1,过 M作 MHx 轴于 H,根据勾股定理列方程即可得到结论2.【答案】 (1)解:直线解析式,令,得;令,得、点、在抛物线上, ,解得,抛物线解析式为:令,解得:或,(2)解:,设, 当时,如答图所示精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页,共 28 页 - - - - - - - - - - , ,故点满足条件过点作轴于点,则,直线的解析式为:联立与,得:,解得:,; 当与关
21、于轴对称时,如答图所示,故点满足条件过点作轴于点,则,直线的解析式为:联立与得:,解得:,综上所述,满足条件的点的坐标为:或(3) 解:设,则,假设存在满足条件的点,设菱形的对角线交于点,设运动时间为 若以为菱形对角线,如答图此时,菱形边长在中,解得过点作轴于点,则,精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页,共 28 页 - - - - - - - - - - 点与点横坐标相差个单位,; 若以为菱形对角线,如答图此时,菱形边长, ,点为中点, 点与点横坐标相差个单位, ; 若以为菱形对角线
22、,如答图此时,菱形边长在中,解得,综上所述,存在满足条件的点,点坐标为:或或【解析】 【分析】( 1)根据直线与坐标轴交点的坐标特点求出A,B两点的坐标,将 A,B 两点的坐标分别代入抛物线y=x2+bx+c 得出关于 b,c 的方程组,求解得出 b,c 的值,从而得出抛物线的解析式,再根据抛物线与x轴交点的纵坐标是 0,将 y=0 代入抛物线的解析式,楸树对应的自变量的值,从而求出C点的坐标;(2)设 M ( x , ? y )当 BMBC 时,如答图2 - 1 所示根据等腰直角三角形的性质及垂直的定义得出MBA+ CBO=45,故点M 满足条件,过点M1作 M1Ey 轴于点 E ,则 M1
23、E=x , OE=-y 进而表示出BE ,根据同角的余角相等及等角的同名三角函数值相等得出tanM1BE=tanBCO=, 根据正切函数的定义得出关于x,y 的方程,变形即可得出直线BM1的解析式,解联立直线 BM 1的解析式与抛物线的解析式组成的方程组,即可求出M1 的坐标;当BM与BC关于y轴对称时,如答图2 - 2 所示根据根据角的和差及对称的性质得出ABO=MBA+MBO=45, MBO=CBO ,故MBA+CBO=45,故点M 满足条件过点M2 作 M2Ey 轴于点E ,则M2E=x , OE=-y 进而表示出BE,根据同角的余角相等及等角的同名三角函数值相等得出tanM2BE=ta
24、n CBO= , 根据正切函数的定义得出关于x,y的方程,变形即可得出直线BM2的解析式,解联立直线BM2的解析式与抛物线的解析式组成的方程组,即可求出M2 的坐标,综上所述即可得出M 点的坐标;(3)设BCO= ,则 tan =,sin =,cos= 假设存在满足条件的点D ,设菱形的对角线交于点E ,设运动时间为t 若以CQ为菱形对角线,如答图3 - 1 此时BQ=t ,菱形边长 =t ,根据菱形的对角线互精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页,共 28 页 - - - - - -
25、- - - - 相平分得出CE=CQ=(5-t) ,根据余弦函数的定义,由cos=,即可列出方程,求解得出t 的值,进而得出CQ的值,过点Q 作 QFx 轴于点F,则QF=CQ ? sin, CF=CQ ? cos ,分别计算出QF,CF的长,进而得出OF的长,从而得出 Q 点的坐标,根据点D1与点 Q 横坐标相差t 个单位即可得出D1的坐标; 若以 PQ为菱形对角线,如答图3 - 2 此时BQ=t ,菱形边长 =t,根据线段中点坐标公式,由点Q 为 BC中点得出Q 点的坐标,根据点D2与点 Q横坐标相差t 个单位即可得出D1的坐标; 若以 CP为菱形对角线,如答图3 - 3 此时 BQ=t
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