二次函数与平行四边形存在性问题-2021年中考数学压轴题汇编(解析版).pdf
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1、专题6 二次函数与平行四边形存在性问题好题快递【例1】(2021赤峰中考真题)【例2】(2021湘西州中考真题)典例剖析【例3】(2021梧州中考真题)【例4】(2021郴州中考真题)【例5】(2021海南中考真题)题组一题组二题组三满分训练(精选中考真题模拟题共28道)题组四题组五题组六题组七考法综述.X_/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
2、易漏解.方法揭秘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A的坐标是(*,X),点B的坐标是(,),则 线 段A B的中点坐标是卢+电M+%)2 22.平行四边形A B C D的顶点坐标分别为(4,力)、(/,力)、(左,%)、(%,”),则%+%=XB+XD3.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:典例剖析.【例 1】(2 0 2 1 赤峰)如图,抛物线y=-7+6 x+c 与 x轴交于/(-3,0)、B(1,0)两点,与
3、 y轴交于点C,对称轴/与x轴交于点尸,直线小ZC,点E是直线N C上方抛物线上一动点,过点E作m,垂足为H,交/C于点G,连接N E、E C、C H、A H.(1)抛物线的解析式为;(2)当四边形/“C E面积最大时,求点E的坐标;(3)在(2)的条件下,连接E 凡 点 P是 x轴上一动点,在抛物线上是否存在点。,使得以G E、P、。为顶点,以 EF为一边的四边形是平行四边形.若存在,请直接写出点。的坐标;若不存在,说明理备用图【分析】(1)利用待定系数法构建方程组求出从C即可.(2)如 图 1 中,连 接 O E.设-w2-2w+3).由题意/C 直线机,推出4 C 4 的面积是定值,因为
4、S 边 彩4ECH=S沙EL S-C,推出当/改?的面积最大时,四边形4 rc H 的面积最大,构建二次函数,利用二次函数的性质解决问题即可.(3)如图2 中,因为点。在抛物线上E F是平行四边形的边,观察图象可知,满足条件的点0 的纵坐标为土 互,构建方程求解即可.4【解析】(1)-f+6x+c 与 x 轴 交 于(-3,0)、8(1,0),1-9-3b+c=0l-l+b+c=0解得户=-2,I c=3二抛物线的解析式为y=-x2-2x+3.故答案为:y-x2-2x+3.(2)如 图 1 中,连接O E.设 E(加,-拉2-2楸+3).图1,:A(-3,0),C(0,3),:.OA=OC3,
5、AC=3瓜/。直线用,./C H 的面积是定值,,S四 边 形 力K C”S/E C+S/x/C ,当NEC的面积最大时,四边形力E C 的面积最大,:SMEC=SN EBS&ECO-SAJOC=LX3X(-W?2-2m+3)+X3X(-m)-A x 3 X 3=-旦(加+3)2 2 2 2 22+生,8,;-旦V O,2;.,”=-3时,的面积最大,2:.E(-3,1 .).2 4(3)存 在.如 图2中,因为点。在抛物线上E F是平行四边形的边,观察图象可知,满足条件的点0的纵坐标为土 生,4图2对于抛物线y=-%2-2丫+3,当旦时,4-,-2 +3=为,解得 x=-(舍弃)或-4 2
6、2;.。1(-X 型).当 尸Q(2 4-生 时,4_2-后 I-%2-2x -3=-正,解得 x.2 V 31,-至),Q(44224综上所述,满足条件的点。坐 标 为(-工,型)或(2扈,2 4 2-四或(之应,-生).424【例2】(20 21湘西州)如图,已知抛物线y=a x2+6 x+4经过/(-1,0),B(4,0)两点,交y轴于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)连接3 C,求直线8 c的解析式;(3)请在抛物线的对称轴上找一点P,使4 P+P C的值最小,求点尸的坐标,并求出此时/P+P C的最小值;(4)点 M 为 x 轴上一动点,在抛物线上是否存在一点M使得以4、C、M、N
7、 四点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.备用图【分析】(1)利用待定系数法解决问题即可.(2)设 8 c 的解析式为把8,C 两点坐标代入,转化为方程组解决.(3)可以连接8 c 交直线=旦 于 一 点 P,连 接 以,此时处+PC的值最小,最小值为线段8 c 的长.2(4)观察图象可知,满足条件的点N 的纵坐标为4 或-4,把问题转化为解方程求解即可.【解析】(1)把 Z(-1,0),B(4,0)代入y=a?+6x+4,得到a_b+4=016a+4b+4=0解得a=-lb=3.y=-,+3x+4;(2)在夕=-x2+3x+4 中,令 x=0,则 y=
8、4,:.C(0,4),设 B C 的解析式为y=kx+b,:B(4,0),C(0,4),.b=4,l4k+b=0r.fk=l lb=4.直线B C 的解析式为y=-x+4.(3)如 图I中,由题意/,8关于抛物线的对称轴直线=旦 对称,2连接BC交直线x=旦于点尸,连接RJ,此时P A+P C的值最小,最小值为线段BC的长=J 7 =4点,此时P(S,旦).2 2(4)如图2中,存在.观察图象可知,满足条件的点N的纵坐标为4或-4,对于抛物线y=-/+3x+4,当y=4时,x2-3x=0,解得x=0或3,:.N (3,4).当 y=-4 时,x2-3x -8=0,解得 V 41,2:.N 2(
9、-4),N 3(-4),2 2 _ _综上所述,满足条件的点N的坐标为(3,4)或(起 退1,-4)或(主 退1,-4).2 2【例3】(20 21梧州)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=/+b x+c经过点/(-1,0),B(0,3),顶点为C.平移此抛物线,得到一条新的抛物线,且新抛物线上的点。(3,-1)为原抛物线上点/的对应点,新抛物线顶点为E,它与y轴交于点G,连接C G,E G,CE.(1)求原抛物线对应的函数表达式;(2)在原抛物线或新抛物线上找一点尸,使以点C,E,F,G为顶点的四边形是平行四边形,并求出点F的坐标;(3)若点K是y轴上的一个动点,且在点B的上方,过点K作C
10、E的平行线,分别交两条抛物线于点M,N,且点N分别在y轴的两侧,当M N=C E时,请直接写出点K的坐标.(2)利用平移的性质求出新抛物线的解析式为y=(X-2)2-2=X2-4X+2,推出G(0,2),因为点C,E,F,G为顶点的四边形是平行四边形,所以观察图形可知,满足条件的点尸在过点G平行C E的直线上,构建方程组求出点尸的坐标,再利用平移的性质推出尸(4,1),但是点尸 不在新抛物线上.(3)设经过点K的直线为),=-L+b,在第二象限与原来抛物线交于点J,由平移的性质可知J,N两4 9y=x+4x+3点的横坐标的绝对值的差为8,4 1 ,消去y得到,4小+1 7丫+1 2-4 6=0
11、,推出x i+x 2=工,y=-x+b4.v i X 2=3-b,根 据 用-切=8,可 得(x i+、2)2-4.Y 1 X 2=6 4,由此构建方程求出b即可.【解析】(1),抛物线产/+以+经过点4 (-1,0),B(0,3),.卜=3,I l-b+c=0小=4 c=3/.原来抛物线的解析式为y=7+4.什3.(9y=x+4x+3/_A由 i ,解得,x-4或y=x+2 I y=3(2):A (-1,0),D(3,-1),点A向右平移4个单位,再向下平移1个单位得到D,:原来抛物线的顶点C (-2,-1),.点C向右平移4个单位,再向下平移1个单位得到E,:.E(2,-2),新抛物线的解
12、析式为y=(x-2)2-2=,-4X+2,:.G(0,2),点C,E,F,G为顶点的四边形是平行四边形,,观察图形可知,满足条件的点尸在过点G平行C E的直线上,.直线C E的解析式为y=-I r-1,4 2直线G F的解析式为y=-lx+2,了C (舍弃),3_6-:.F(-4,3),6=在彳=后 但3+1 2=后:.F G=CE,,:F G E C,四边形E CF G是平行四边形,由平移的性质可知当尸(4,1)时,四边形C E尸G是平行四边形,但是对于新抛物线y=7-4 x+2,x=4时,y=2W l,满足条件的点尸的坐标为(-4,3).(3)设经过点K的直线为歹=-L+b,在第二象限与原
13、来抛物线交于点/,4V.Z A/=,C=V l 7 MN=yyi,.,.川=2/1 7由平移的性质可知,J,N两点的横坐标的绝对值的差为8,由,9y=x +4 x+3 ,消去y 得到,4)+l 7 x+1 2-4 b=0,y=x+b.Xl+X2=-工X|X 2=3-h,4;仅1-X 2|=8,(x i+%2)2-4XIX2=64,/.(H)2-4 (3-6)=6 4,4.-,9 27.6 4:.K(0,9 27)【例4】(20 21郴州)将抛物线了=以2(/0)向左平移1个单位,再向上平移4个单位后,得到抛物线,:y=a (x-h)2+k.抛物线与x轴交于点4 B,与y轴交于点C.已知4 (-
14、3,0),点P是抛物线H上的一个动点.(1)求抛物线的表达式;(2)如 图1,点尸在线段/C上方的抛物线,上运动(不与4 C重合),过点P作垂足为),交/C于点E.作/C,垂足为尸,求2:厂的面积的最大值;(3)如图2,点。是抛物线,的对称轴/上的一个动点,在抛物线,上,是否存在点P,使得以点力,P,C,。为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,说明理由.【分析】(I)根据将抛物线=如2 QW O)向左平移I个单位,再向上平移4个单位后,得到抛物线从y=a (x-A)2+k,可得顶点坐标为(-1,4),即可得到抛物线H:ya(x+1)2+4,运用待定系数法将
15、点N的坐标代入,即可得出答案;(2)利用待定系数法可得直线4c的解析式为y=K 3,设PC”,-混-2?+3),则E (?,加+3),进而得出尸=-(m+3)2+9,运用二次函数性质可得:当 一旦时,P E有最大值也,再证得 防2 4 2 4是等腰直角三角形,即可求出答案;(3)分两种情形:当4 c为平行四边形的边时,则有P 2 N C,且尸0=4 C,如图2,过点尸作对称轴的垂线,垂足为G,设力C交对称轴于点,证得P O G丝/CO (4 4 S),根据点P到对称轴的距离为3,建立方程求解即可;当4 C为平行四边形的对角线时,如图3,设4 c的中点为,则M(一旦,3),设点P的横坐标为2 2
16、x,根据中点公式建立方程求解即可.【解析】(I)由题意得抛物线的顶点坐标为(-1,4),抛物线:尸a (x+1)2+4,将/(-3,0)代入,得:a(-3+1)2+4=0,解得:a=-,二抛物线,的表达式为y=-(x+1)2+4;(2)如图 1,由(1)知:y=-x2-2 x+3,令x=0,得y=3,:.C(0,3),设直线AC的解析式为y=x+.VJ(-3,0),C(0,3),.f-3m+n=0,ln=3解得:(m=1.ln=3/.直线AC的解析式为y=x+3,设 P(m,-?2-2加+3),则 (?,m+3),:PE=-m2-2/w+3-(加+3)=-w2-3?=-2 4V-l0,.,当?
17、=-旦 时,尸E有最大值a,2 49:OA=OC=3f ZAOC=90,.4OC是等腰直角三角形,ZACO=45,:PD 上 AB,ZADP=90,/ADP=NAOC,:.PD/OC,A ZPEF=ZACO=45,u:PF VAC,尸是等腰直角三角形,:.PF=EF=JPE,2S&PEF=LP F E F=工PE2,2 4.当 zn=一反时,SAPEF城火根=L x (9)2=生;2 4 4 64(3)当/C为平行四边形的边时,则有尸。/C,K PQ=AC,如图2,过点P作对称轴的垂线,垂足为G,设NC交对称轴于点”,则 NAHG=ZACO=NPQG,在尸0G和4CO中,PGQ=NAOCPQ=
18、AC:.P Q G ,A C O(4 4 S),:.P G=A O=3,.点P到对称轴的距离为3,又,.=-(x+1#+4,抛物线对称轴为直线x=-1,设点 P(X,y),则|x+U=3,解得:x 2或x=-4,当 x=2 时,y=-5,当 x=-4 时,y=-5.点 P 坐 标 为(2,-5)或(-4,-5);当/C为平行四边形的对角线时,如图3,设4 c的中点为“,:A(-3,0),C(0,3),:.M(一旦,3),2 2.:点0在对称轴上,.点。的横坐标为-I,设点。的横坐标为X,根据中点公式得:x+(-1)=2 X (-3)=-3,2x=-2,此时y=3,:.P(-2,3);综上所述,
19、点P的坐标为(2,-5)或(-4,-5)或(-2,3).图3t,图1【例5】(2 0 2 1海南)已知抛物线夕=2+且r+c与x轴交于4、8两点,与y轴交于C点,且点/的坐标为4(-1,0)、点C的坐标为(0,3).(1)求该抛物线的函数表达式;(2)如 图1,若该抛物线的顶点为P,求 P 8 C的面积;(3)如图2,有两动点。、E在 CO 8的边上运动,速度均为每秒1个单位长度,它们分别从点C和点8同时出发,点。沿折线C 0 8按C-O-B方向向终点8运动,点E沿线段B C按8-C方向向终点C运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设运动时间为,秒,请解答下列问题:当t为何值时
20、,4 BD E的面积等于段;10在点。、E运动过程中,该抛物线上存在点R使 得 依 次 连 接D F、F E、E 4得到的四边形/0 F E是平行四边形,请直接写出所有符合条件的点尸的坐标.4(2)把解析式配方得顶点式,即可得顶点坐标,令y=0,得 8 点的坐标,连接0 P,可求的SAPBC=&OPC+S&OPB 0OBC,=l-O Cxp+lO B-yp -1-O B-O C,即得结果.(3)在08C 中,B C O C+O B,当动点E 运动到终点C 时,另一个动点。也停止运动,由勾股定理得8 c=5,当运动时间为f 秒时,B E=t,过 点 E 作 E N Lx轴,垂足为M根 据 相 似
21、 三 角 形 的 判 定 得 根 据 相 似 三 角 形 的 性 质 得,点 E 的坐标为(4-刍,3),分两种情形讨论当点。在线段CO上运动时,0 f=-&2+且什3;(2).抛物线、=-当 2+且叶3=-3(X-3)2+Z.,4 4 4 2 16.抛物线的顶点P 的坐标为(3,匹),2 1 6-旦 丁+当 旬 令y=0,4 4解得:XI=-1,42=4,8 点的坐标为(4,0),。8=4,如图,连接OP,贝 I SZP8C=S/OPLSAOP8-SNOBC,=OC即|+工 。炉物|-L-O B-O C2 2 2=JLX3X3+JLX4X匹-J1X4X32 2 2 1 6 2=2+匹-64
22、8=至,V.P8 C的面积为韭:8(3).,在O5C 中,B CO C+O B,当动点E运动到终点。时,另一个动点D也停止运动,:O C=3,0 8=4,.在 RtZO8C 中,S C=JQB2+QC2=5,.04W 5,当运动时间为/秒时,B E=t,如图,过点E 作瓦SL x轴,垂足为N,则BENsABC。,B N-E N-B E-t一 一,,一,.-.fB O C O B C 5:.B N=,EN=3t,5 5.点E的坐标为(4-A z,3.r),5 5下面分两种情形讨论:I、当点。在线段CO上运动时,0V/V3,此时C D=t,点、D 的坐标为(0,3-/),:S4BDE=SABOC-
23、SCDE-SBOD=XB8C O -JLCZ)|X|-1.OBOD2 2 2=ix 4 X 3 -ix/X (4-A/)-AX4X(3-02 2 5 2=2 ,5当 SA6 O E=2 3时,1 0 5 1 0解得力=-近3 (舍去),四=近旦3,_ 2 2;=建2II、如图,当点。在线段0 8上运动时,3W忘5,80=7 7,SBDE BD*EN,2=Ax(7 -1)x 32 5=-3 入 2 1 ,1 0 1 0当&B D E=W 3 时,1 0.3 a+2 1,_ 3 31 0 1 0 1 0解得/3=土 逅,f 4=上 遮 3,2 2又 XWS,.7 52 _ _综上所述,当f=近3或
24、 t=时,SBDE-2 2 1 0当点。在线段O C上,根据平行四边的性质得,尸坐 标 为(凶,型),3 6当点。在线段0 8上,根据平行四边的性质,尸坐标为(3,3).综上所述:尸坐 标 为(改,至)或(3,3).3 6满分训练1.(2 02 1海州区一模)如图,抛物线、=/+法-3的图象与x轴交于/(-1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C,直线/与抛物线交于点8,交y轴于点。(0,3).(1)求该抛物线的函数表达式;(2)点、P(m,0)为线段O B上一动点,过 点P作x轴的垂线E F分别交抛物线与直线/于点E,F,连接CE,CF,B E,求四边形CE8F面积的最大值及此时机的值;(
25、3)点M为y轴右侧抛物线上一动点,过点M作直线M N/C交直线/于点M是 否 存 在 点 使 以A,C,M,N四点为顶点的四边形是平行四边形,若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)将4 8坐标代入中,利用待定系数法可求;(2)求出直线/的解析式,用,表示点E,尸的坐标,进而表示线段 凡根据S叫 边 形CEBF=SACEKSA8EF=ZEFOP+LBP=LEOB,用含1的代数式表示四边形CE8尸的面积,利用二次函数的性质,通过2 2 2配方法得出结论;(3)分点在直线8 0的下方和点M在直线8。的上方时两种情形讨论解答;依据题意画出图形,过A/作轴于E,过N 作NFJ
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- 二次 函数 平行四边形 存在 问题 2021 年中 数学 压轴 汇编 解析
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