专题6二次函数与平行四边形存在性问题-挑战中考数学压轴题之学霸秘笈大揭秘(全国通用)(解析版).docx
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1、下载来源:初中数学资料群:795399662,其他科资料群:729826090挑战2023年中考数学压轴题之学霸秘笈大揭秘 专题6 二次函数与平行四边形存在性问题 以二次函数为载体的平行四边形存在性问题是中考的热点难点之一,其图形复杂,知识覆盖面广,综合性较强,对学生分析问题和解决问题的能力要求高.对这类题,常规解法是先画出平行四边形,再依据“平行四边形的一组对边平行且相等”或“平行四边形的对角线互相平分”来解决.由于先要画出草图,若考虑不周,很容易漏解. 解决抛物线中的平行四边形存在性问题,常用的结论和方法有:线段中点坐标公式、平行四边形顶点坐标公式、画平行四边形.1. 平面直角坐标系中,点
2、 的坐标是,点B的坐标是,则线段AB的中点坐标是.2. 平行四边形ABCD的顶点坐标分别为、,则,.3. 已知不在同一直线上的三点A、B、C,在平面内找到一个点D,使以A、B、C、D为顶点的四边形是平行四边形,有三种情况:【例1】(2022娄底)如图,抛物线yx22x6与x轴相交于点A、点B,与y轴相交于点C(1)请直接写出点A,B,C的坐标;(2)点P(m,n)(0m6)在抛物线上,当m取何值时,PBC的面积最大?并求出PBC面积的最大值(3)点F是抛物线上的动点,作FEAC交x轴于点E,是否存在点F,使得以A、C、E、F为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请写出所有符合条件的点F的坐标;若
3、不存在,请说明理由【分析】(1)将x0及y0代入抛物线yx22x6的解析式,进而求得结果;(2)连接OP,设点P(m,2m6),分别表示出SPOC,SBOP,计算出SBOC,根据SPBCS四边形PBOCSBOC,从而得出PBC的函数关系式,进一步求得结果;(3)可分为ACFE和ACEF的情形当ACFE时,点F和点C关于抛物线对称轴对称,从而得出F点坐标;当ACED时,可推出点F的纵坐标为6,进一步求得结果【解析】(1)当x0时,y6,C(0,6),当y0时,x22x60,x16,x22,A(2,0),B(6,0);(2)方法一:如图1,连接OP,设点P(m,2m6),SPOCxP3m,SBOP
4、|yP|+2m+6),SBOC18,SPBCS四边形PBOCSBOC(SPOC+SPOB)SBOC3m+3(+2m+6)18(m3)2+,当m3时,SPBC最大;方法二:如图2,作PQAB于Q,交BC于点D,B(6,0),C(0,6),直线BC的解析式为:yx6,D(m,m6),PD(m6)(2m6)+3m,SPBC(m3)2+,当m3时,SPBC最大;(3)如图3,当ACFE时,AECF,抛物线对称轴为直线:x2,F1点的坐标:(4,6),如图4,当ACEF时,作FGAE于G,FGOC6,当y6时,x22x66,x12+2,x222,F2(2+2,6),F3(22,6),综上所述:F(4,6
5、)或(2+2,6)或(22,6)【例2】(2022毕节市)如图,在平面直角坐标系中,抛物线yx2+bx+c与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,顶点为D(2,1),抛物线的对称轴交直线BC于点E(1)求抛物线yx2+bx+c的表达式;(2)把上述抛物线沿它的对称轴向下平移,平移的距离为h(h0),在平移过程中,该抛物线与直线BC始终有交点,求h的最大值;(3)M是(1)中抛物线上一点,N是直线BC上一点是否存在以点D,E,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由【分析】(1)利用抛物线的顶点式可直接得出抛物线的表达式;(2)先根据(1)中抛物线的表达式求出
6、点A,B,C的坐标,进而可得出直线BC的表达式;设出点平移后的抛物线,联立直线BC和抛物线的表达式,根据根的判别式可得出结论;(3)假设存在以点D,E,M,N为顶点的四边形是平行四边形,分别以DE为边,以DE为对角线,进行讨论即可【解析】(1)抛物线yx2+bx+c的顶点为D(2,1),抛物线的表达式为:y(x2)2+1x2+4x3(2)由(1)知,抛物线的表达式为:yx2+4x3,令x0,则y3,C(0,3);令y0,则x1或x3,A(1,0),B(3,0)直线BC的解析式为:yx3设平移后的抛物线的解析式为:y(x2)2+1h,令(x2)2+1hx3,整理得x23x+h0,该抛物线与直线B
7、C始终有交点,94h0,hh的最大值为(3)存在,理由如下:由题意可知,抛物线的对称轴为:直线x2,E(2,1),DE2,设点M(m,m2+4m3),若以点D,E,M,N为顶点的四边形是平行四边形,则分以下两种情况:当DE为边时,DEMN,则N(m,m3),MN|m2+4m3(m3)|m2+3m|,|m2+3m|2,解得m1或m2(舍)或m或mN(1,2)或(,)或(,)当DE为对角线时,设点N的坐标为t,则N(t,t3),解得m或(舍),N(3,0)综上,点N的坐标为N(1,2)或(,)或(,)或(3,0)【例3】(2022聊城)如图,在直角坐标系中,二次函数yx2+bx+c的图象与x轴交于
8、A,B两点,与y轴交于点C(0,3),对称轴为直线x1,顶点为点D(1)求二次函数的表达式;(2)连接DA,DC,CB,CA,如图所示,求证:DACBCO;(3)如图,延长DC交x轴于点M,平移二次函数yx2+bx+c的图象,使顶点D沿着射线DM方向平移到点D1且CD12CD,得到新抛物线y1,y1交y轴于点N如果在y1的对称轴和y1上分别取点P,Q,使以MN为一边,点M,N,P,Q为顶点的四边形是平行四边形,求此时点Q的坐标【分析】(1)根据抛物线对称轴和点C坐标分别确定b和c的值,进而求得结果;(2)根据点A,D,C坐标可得出AD,AC,CD的长,从而推出三角形ADC为直角三角形,进而得出
9、DAC和BCO的正切值相等,从而得出结论;(3)先得出y1的顶点,进而得出先抛物线的表达式,N的坐标,根据三角形相似或一次函数可求得点M坐标,以MN为边,点M,N,P,Q为顶点的四边形是MNQP和MNPQ根据M,N和点P的横坐标可以得出Q点的横坐标,进而求得结果【解答】(1)解:由题意得,二次函数的表达式为:yx22x+3;(2)证明:当x1时,y12(1)+34,D(1,4),由x22x+30得,x13,x21,A(3,0),B(1,0),AD220,C(0,3),CD22,AC218,AC2+CD2AD2,ACD90,tanDAC,BOC90,tanBCO,DACBCO;(3)解:如图,作
10、DEy轴于E,作D1Fy轴于F,DEFD1,DECD1FC,FD12DE2,CF2CE2,D1(2,1),y1的关系式为:y(x2)2+1,当x0时,y3,N(0,3),同理可得:,OM3,M(3,0),设P(2,m),当MNQP时,MNPQ,PQMN,Q点的横坐标为1,当x1时,y(12)2+18,Q(1,8),当MNPQ时,同理可得:点Q横坐标为:5,当x5时,y(52)2+18,Q(5,8),综上所述:点Q(1,8)或(5,8)【例4】(2022郴州)已知抛物线yx2+bx+c与x轴相交于点A(1,0),B(3,0),与y轴相交于点C(1)求抛物线的表达式;(2)如图1,将直线BC向上平
11、移,得到过原点O的直线MN点D是直线MN上任意一点当点D在抛物线的对称轴l上时,连接CD,与x轴相交于点E,求线段OE的长;如图2,在抛物线的对称轴l上是否存在点F,使得以B,C,D,F为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点F与点D的坐标;若不存在,请说明理由【分析】(1)根据点A、B的坐标利用待定系数法即可求出抛物线的解析式;(2)方法一:求出直线CD的解析式为y4x3,当y0时,求出x的值,则可得出答案;方法二:求出OD3,证明DEOCEB,由相似三角形的性质得出,设OEx,则BE3x,列出方程求出x的值,则可得出答案;分别以已知线段BC为边、BC为对角线,画出图形,利用平行四边形的性
12、质及全等三角形的性质求点F的坐标和点D的坐标即可【解析】(1)将A(1,0)、B(3,0)代入yx2+bx+c得,解得,抛物线的解析式为yx22x3;(2)由(1)可知,C(0,3),设直线BC的解析式为ykx+m,将C(0,3),B(3,0)代入得,直线BC的解析式为yx3,直线MN的解析式为yx,抛物线的对称轴为x1,把x1代入yx,得y1,D(1,1),方法一:设直线CD的解析式为yk1x+b1,将C(0,3),D(1,1)代 入得,解得,直线CD的解析式为y4x3,当y0时,4x30,x,E(,0),OE方法二:由勾股定理得OD,BC3,BCMN,DEOCEB,设OEx,则BE3x,解
13、得x,OE存在点F,使得以B,C,D,F为顶点的四边形是平行四边形理由如下:()若平行四边形以BC为边时,由BCFD可知,FD在直线MN上,点F是直线MN与对称轴l的交点,即F(1,1),由点D在直线MN上,设D(t,t),如图,若四边形BCFD是平行四边形,则DFBC,过点D作y轴的垂线交对称轴l于点G,则G(1,t),BCMN,OBCDOB,GDx轴,GDFDOB,OBCGDF,又BOCDGF90,DGFBOC(AAS),GDOB,GFOC,GDt1,OB3,t13,t4,D(4,4),如图,若四边形BCDF是平行四边形,则DFCB,同理可证DKFCOB(AAS),KDOC,KD1t,OC
14、3,1t3,t2,D(2,2);()若平行四边形以BC为对角线时,由于D在BC的上方,则点F一定在BC的下方,如图,四边形BFCD为平行四边形,设D(t,t),F(1,n),同理可证DHCBPF(AAS),DHBP,HCPF,DHt,BP312,HCt(3)t+3,PF0nn,D(2,2),F(1,5),综上所述,存在点F,使得以B,C,D,F为顶点的四边形是平行四边形当点F的坐标为(1,1)时,点D的坐标为(4,4)或(2,2);当点F的坐标为(1,5)时,点D的坐标为(2,2)声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2022/9/5 16:33:11;用户:账号1;邮箱
15、:yzsysx1;学号:256700251(2021滨城区一模)如图,抛物线yax2+bx5(a0)经过x轴上的点A(1,0)和点B(5,0)及y轴上的点C,经过B、C两点的直线为ykx+b(k0)(1)求抛物线的解析式(2)点P从A出发,在线段AB上以每秒1个单位的速度向B运动,同时点E从B出发,在线段BC上以每秒2个单位的速度向C运动当其中一个点到达终点时,另一点也停止运动设运动时间为t秒,求t为何值时,PBE的面积最大并求出最大值(3)过点A作AMBC于点M,过抛物线上一动点N(不与点B、C重合)作直线AM的平行线交直线BC于点Q若点A、M、N、Q为顶点的四边形是平行四边形,求点N的横坐
16、标【分析】(1)将A(1,0)和点B(5,0)代入yax2+bx5计算出a,b的值即可;(2)作EDx轴于D,表示出ED,从而表示出SBEP,利用二次函数求最值;(3)过A作AEy轴交直线BC于E点,过N作NFy轴交直线BC于点F,则NFAE4,设N(m,m2+6m5),则F(m,m5),从而有NF|m2+5m|4,解方程即可求出N的横坐标【解析】(1)将A(1,0)和点B(5,0)代入yax2+bx5得:,解得,抛物线yx2+6x5,(2)作EDx轴于D,由题意知:BP4t,BE2t,B(5,0),C(0,5),OBOC5,OBC45,EDsin452t,SBEP,当t 时,SBEP最大为2
17、当t2时,SBEP最大为2(3)过A作AEy轴交直线BC于E点,过N作NFy轴交直线BC于点F,则NFAE4,设N(m,m2+6m5),则F(m,m5),NF|m2+5m|4,m25m+40或m25m40,m11(舍),m24,或m3,m4,点N的横坐标为:4或或2(2021九龙坡区模拟)如图1,抛物线yax2+bx+4交x轴于A(3,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C,连接AC,BC点P是第一象限内抛物线上的一个动点,设点P的横坐标为m,过点P作PMx轴,垂足为点M,PM交BC于点Q,过点P作PNBC,交BC于点N(1)求此抛物线的解析式;(2)请用含m的代数式表示PN,并求出PN的最大
18、值以及此时点P的坐标;(3)如图2,将抛物线yax2+bx+4沿着射线CB的方向平移,使得新抛物线y过原点,点D为原抛物线y与新抛物线y的交点,若点E为原抛物线的对称轴上一动点,点F为新抛物线y上一动点,求点F使得以A,D,E,F为顶点的四边形为平行四边形,请直接写出点F的坐标,并写出一个F点的求解过程【分析】(1)将点A(3,0),B(4,0)代入yax2+bx+4,即可求函数解析式;(2)先求出BC的解析式为yx+4,设P(m,m2+m+4),Q(m,m+4),由面积SBCPBCPNPQOB,可得PN(m2)2+,所以当m2时,PN有最大值,P(2,);(3)由抛物线沿着射线CB的方向平移
19、,可设抛物线沿x轴正方向平移t(t0)个单位,则沿y轴负半轴平移t个单位,则平移后的函数解析式为y+t,再由新抛物线y过原点,可求t2,则可求新的抛物线解析式为yx2+x,联立x2+xx2+x+4,求出D(3,2),由点E在y上,则E点的横坐标为,由点F为新抛物线y上,设F点横坐标为n,当以A,D,E,F为顶点的四边形为平行四边形时,有三种情况:当AE与DF为平行四边形的对角线时,3+n+3,得F(,);当AF与ED为平行四边形对角线时,3+n3+,得F(,);当AD与EF为平行四边形对角线时,3+3n+,得F(,)【解析】(1)将点A(3,0),B(4,0)代入yax2+bx+4,得:,解得
20、:,yx2+x+4;(2)抛物线与y轴交于点C,C(0,4),设直线BC的解析式为ykx+d,将点B与点C代入可得,解得,yx+4,点P的横坐标为m,PMx轴,P(m,m2+m+4),Q(m,m+4),SBCPBCPNPQOB,B(4,0),C(0,4),BC8,8PN(m2+m+4+m4)4,PN(m2)2+,当m2时,PN有最大值,P(2,);(3)yx2+x+4+,抛物线沿着射线CB的方向平移,设抛物线沿x轴正方向平移t(t0)个单位,则沿y轴负半轴平移t个单位,平移后的函数解析式为y+t,新抛物线y过原点,0+t,解得t2或t6(舍),y+x2+x,点D为原抛物线y与新抛物线y的交点,
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