二次函数的存在性问题之菱形(共28页).docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上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PDx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)(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
3、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
4、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(1)求OA、OB的长(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
5、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(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
6、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; (2)连接MO、MC,并把MOC沿CO翻折,得到四边形MO MC,那么是否存在点M,使四边形MO MC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
7、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 12. 如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=
8、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POPC,那么是否存在点P,使得四边形POPC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(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
9、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),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POPC,那么是否存在点P,使四边形POPC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
10、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(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
11、作 的垂线交 于点 ,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P
12、EAB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=ax+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 答案解析部分一、综合题1.【答案】(1)解:抛物线y=ax2+bx2的对称轴是直线x=
13、1,A(2,0)在抛物线上, ,解得: ,抛物线解析式为y= x2 x2;(2)解:令y= x2 x2=0,解得:x1=2,x2=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, m2 m2),OD=4PE,m=4( m2 m2 m+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( , )
14、,M,N关于x轴对称,N( , );以BD为边,如图2,四边形BNDM是菱形,MNBD,MN=BD=MD=1,过M作MHx轴于H,MH2+DH2=DM2 , 即( n2)2+(n5)2=12 , n1=4(不合题意),n2=5.6,N(4.6, ),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,当N( , )或(4.6, )或(5 , )或(5+ , ),以点B,D,M,
15、N为顶点的四边形是菱形 【解析】【分析】(1)由抛物线y=ax2+bx2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, m2),P(m, m2 m2),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MH
16、x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 , ,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
17、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 , , 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,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
18、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M1E=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
19、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=tanCBO=, 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
20、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相平分得出 CE=CQ=(5t) ,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
21、;若以CP为菱形对角线,如答图 3 3 此时BQ=t ,菱形边长=5t根据cos =列出方程,求解得出t的值,进而求出OE, 由 D3E=QE=CQ sin,从而得出D3的坐标,综上所述即可得出答案。3.【答案】(1)解:依题意可设抛物线方程为顶点式y=a(x )2 (a0),将点M(2,0)代入可得:a(2 )2 =0,解得a=1故抛物线的解析式为:y=(x )2 (2)解:由(1)知,抛物线的解析式为:y=(x )2 则对称轴为x= ,点A与点M(2,0)关于直线x= 对称,A(-1,0)令x=0,则y=2,B(0,2)在直角OAB中,OA=1,OB=2,则AB= 设直线y=x+1与y轴交
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