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11 答案 二次函数-矩形的存在性问题

参考答案1. (2015 黑龙江省龙东地区) 如图,四边形OABC 是矩形,点A 、C 在坐标轴上,△ODE 是△OCB 绕点O 顺时针旋转90°得到的,点D 在x 轴上,直线BD 交y 轴于点F ,交OE 于点H ,线段BC 、OC 的长是方程x 2﹣6x+8=0的两个根,且OC >BC .(1)求直线BD 的解析式; (2)求△OFH 的面积;(3)点M 在坐标轴上,平面内是否存在点N ,使以点 D 、F 、M 、N 为顶点的四边形是矩形?若存在, 请直接写出点N 的坐标;若不存在,请说明理由.1. 分析: (1)解方程可求得OC 、BC 的长,可求得B 、D 的坐标,利用待定系数法可求得直线BD 的解析式;(2)可求得E 点坐标,求出直线OE 的解析式,联立直线BD 、OE 解析式可求得H 点的横坐标,可求得△OFH 的面积;(3)当△MFD 为直角三角形时,可找到满足条件的点N ,分∠MFD=90°、∠MDF=90°和∠FMD=90°三种情况,分别求得M 点的坐标,可分别求得矩形对角线的交点坐标,再利用中点坐标公式可求得N 点坐标.解答: 解:(1)解方程x 2﹣6x+8=0可得x=2或x=4,∵BC 、OC 的长是方程x 2﹣6x+8=0的两个根,且OC >BC , ∴BC=2,OC=4,∴B (﹣2,4),∵△ODE 是△OCB 绕点O 顺时针旋转90°得到的, ∴OD=OC=4,DE=BC=2,∴D (4,0),设直线BD 解析式为y=kx+b ,把B 、D 坐标代入可得,解得,∴直线BD 的解析式为y=﹣x+;(2)由(1)可知E (4,2),设直线OE 解析式为y=mx ,把E 点坐标代入可求得m=,∴直线OE 解析式为y=x ,令﹣x+=x ,解得x=,∴H 点到y 轴的距离为,又由(1)可得F (0,),∴OF=,∴S △OFH =××=;(3)∵以点D 、F 、M 、N 为顶点的四边形是矩形, ∴△DFM 为直角三角形,①当∠MFD=90°时,则M 只能在x 轴上,连接FN 交MD 于点G ,如图1,由(2)可知OF=,OD=4,则有△MOF ∽△FOD ,∴=,即=,解得OM=,∴M (﹣,0),且D (4,0),∴G (,0),设N 点坐标为(x ,y ),则=,=0,解得x=,y=﹣,此时N 点坐标为(,﹣);②当∠MDF=90°时,则M 只能在y 轴上,连接DN 交MF 于点G ,如图2,则有△FOD ∽△DOM ,∴=,即=,解得OM=6,∴M (0,﹣6),且F (0,), ∴MG=MF=,则OG=OM ﹣MG=6﹣=,∴G (0,﹣), 设N 点坐标为(x ,y ),则=0,=﹣, 解得x=﹣4,y=﹣,此时N (﹣4,﹣);③当∠FMD=90°时,则可知M 点为O 点,如图3, ∵四边形MFND 为矩形,∴NF=OD=4,ND=OF=,可求得N (4,); 综上可知存在满足条件的N点,其坐标为(,﹣)或(﹣4,﹣)或(4,).2. (2015 重庆市綦江县) 如图,抛物线223y x x =-++与x 轴交与A ,B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C . 点D 和点C 关于抛物线的对称轴对称,直线AD 与y 轴相交于点E . (1)求直线AD 的解析式;(2)如图1,直线AD 上方的抛物线上有一点F ,过点F 作FG ⊥AD 于点G ,作FH 平行于x 轴交直线AD 于点H ,求△FGH 的周长的最大值;(3)点M 是抛物线的顶点,点P 是y 轴上一点,点Q 是坐标平面内一点,以A ,M ,P ,Q 为顶点的四边形是AM 为边的矩形,若点T 和点Q 关于AM 所在直线对称,求点T 的坐标.xxx26题备用图226题备用图126题图1答案解:⑴AD :1yx =+⑵过点F 作x 轴的垂线,交直线AD 于点M,易证△FGH ≌△FGM 故FGH FGM C C =△△ 设2(,23)F m m m -++则FM =2223(1)2m m m mm-++-+=-++则 C=212(1(1)2FM FM m +==-+- 故最大周长为⑶①若AP 为对角线如图,由△PMS ∽△MAR 可得9(0,)2P 由点的平移可知1(2)2Q -,故Q 点关于直线AM 的对称点T 为1(0,)2-②若AQ 为对角线如图,同理可知P 1(0,)2-由点的平移可知Q 7(2,)2故Q 点关于直线AM 的对称点T 为9(0,)23. (2016 山东省东营市) 】.】.在平面直角坐标系中,平行四边形ABOC 如图放置,点A 、C 的坐标分别是(0,4)、(﹣1,0),将此平行四边形绕点O 顺时针旋转90°,得到平行四边形A ′B ′OC ′. (1)若抛物线经过点C 、A 、A ′,求此抛物线的解析式;(2)点M 时第一象限内抛物线上的一动点,问:当点M 在何处时, △AMA ′的面积最大?最大面积是多少?并求出此时M 的坐标; (3)若P 为抛物线上一动点,N 为x 轴上的一动点,点Q 坐标为 (1,0),当P 、N 、B 、Q 构成平行四边形时,求点P 的坐标, 当这个平行四边形为矩形时,求点N 的坐标.分析(1)由平行四边形ABOC 绕点O 顺时针旋转90°, 得到平行四边形A ′B ′OC ′,且点A 的坐标是(0,4), 可求得点A ′的坐标,然后利用待定系数法即可求得经 过点C 、A 、A ′的抛物线的解析式;(2)首先连接AA ′,设直线AA ′的解析式为:y=kx+b ,利用待定系数法即可求得直线AA ′的解析式,再设点M 的坐标为:(x ,﹣x 2+3x+4),继而可得△AMA ′的面积,继而求得答案; (3)分别从BQ 为边与BQ 为对角线去分析求解即可求得答案. 解答解:(1)∵平行四边形ABOC 绕点O 顺时针旋转90°,得到平行四边形A ′B ′OC ′,且点A 的坐标是(0,4),∴点A ′的坐标为:(4,0), ∵点A 、C 的坐标分别是(0,4)、(﹣1,0),抛物线经过点C 、A 、A ′,设抛物线的解析式为:y=ax 2+bx+c ,∴,解得:,∴此抛物线的解析式为:y=﹣x 2+3x+4;(2)连接AA ′,设直线AA ′的解析式为:y=kx+b ,∴,解得:,∴直线AA ′的解析式为:y=﹣x+4,设点M 的坐标为:(x ,﹣x 2+3x+4),则S △AMA ′=×4×[﹣x 2+3x+4﹣(﹣x+4)]=﹣2x 2+8x=﹣2(x ﹣2)2+8, ∴当x=2时,△AMA ′的面积最大,最大值S △AMA ′=8,∴M的坐标为:(2,6);(3)设点P的坐标为(x,﹣x2+3x+4),当P,N,B,Q构成平行四边形时,∵平行四边形ABOC中,点A、C的坐标分别是(0,4)、(﹣1,0),∴点B的坐标为(1,4),∵点Q坐标为(1,0),P为抛物线上一动点,N为x轴上的一动点,①当BQ为边时,PN∥BQ,PN=BQ,∵BQ=4,∴﹣x2+3x+4=±4,当﹣x2+3x+4=4时,解得:x1=0,x2=3,∴P1(0,4),P2(3,4);当﹣x2+3x+4=﹣4时,解得:x3=,x2=,∴P3(,﹣4),P4(,﹣4);②当PQ为对角线时,BP∥QN,BP=QN,此时P与P1,P2重合;综上可得:点P的坐标为:P1(0,4),P2(3,4),P3(,﹣4),P4(,﹣4);如图2,当这个平行四边形为矩形时,点N的坐标为:(0,0)或(3,0).4. (2016 贵州省毕节地区) 如图,已知抛物线y=x2+bx与直线y=2x+4交于A(a,8)、B两点,点P是抛物线上A、B之间的一个动点,过点P分别作x轴、y轴的平行线与直线AB交于点C和点E.(1)求抛物线的解析式;(2)若C为AB中点,求PC的长;(3)如图,以PC,PE为边构造矩形PCDE,设点D的坐标为(m,n),请求出m,n之间的关系式.分析(1)把A点坐标代入直线方程可求得a的值,再代入抛物线可求得b的值,可求得抛物线解析式;(2)联立抛物线和直线解析式可求得B点坐标,过A作AQ⊥x轴,交x轴于点Q,可知OC=AQ=4,可求得C点坐标,结合条件可知P点纵坐标,代入抛物线解析式可求得P点坐标,从而可求得PC的长;(3)根据矩形的性质可分别用m、n表示出C、P的坐标,根据DE=CP,可得到m、n的关系式.解:(1)∵A(a,8)是抛物线和直线的交点,∴A点在直线上,∴8=2a+4,解得a=2,∴A点坐标为(2,8),又A点在抛物线上,∴8=22+2b,解得b=2,∴抛物线解析式为y=x2+2x;(2)联立抛物线和直线解析式可得,解得,,∴B 点坐标为(﹣2,0),如图,过A 作AQ ⊥x 轴,交x 轴于点Q ,则AQ=8,OQ=OB=2,即O 为BQ 的中点,当C 为AB 中点时,则OC 为△ABQ 的中位线,即C 点在y 轴上,∴OC=AQ=4,∴C 点坐标为(0,4), 又PC ∥x 轴,∴P 点纵坐标为4, ∵P 点在抛物线线上,∴4=x 2+2x ,解得x=﹣1﹣或x=﹣1,∵P 点在A 、B 之间的抛物线上,∴x=﹣1﹣不合题意,舍去,∴P 点坐标为(﹣1,4),∴PC=﹣1﹣0=﹣1;(3)∵D (m ,n ),且四边形PCDE 为矩形, ∴C 点横坐标为m ,E 点纵坐标为n , ∵C 、E 都在直线y=2x+4上,∴C (m ,2m+4),E (,n ),∵PC ∥x 轴,∴P 点纵坐标为2m+4, ∵P 点在抛物线上,∴2m+4=x 2+2x ,整理可得2m+5=(x+1)2,解得x=﹣1或x=﹣﹣1(舍去),∴P 点坐标为(﹣1,2m+4),∴DE=﹣m ,CP=﹣1﹣m ,∵四边形PCDE 为矩形,∴DE=CP ,即﹣m=﹣1﹣m ,整理可得n 2﹣4n ﹣8m ﹣16=0,即m 、n 之间的关系式为n 2﹣4n ﹣8m ﹣16=0.5. (2013 湖南省常德市) 如图,已知二次函数的图象过点A (0,-3),B ,对称轴为直线12x =-,点P 是抛物线上的一动点,过点P 分别作PM ⊥x 轴于点M ,PN ⊥y 轴于点N , 在四边形PMON 上分别截取1111,,,.3333PC MP MD OM OE ON NF NP ==== (1)求此二次函数的解析式;(2)求证:以C ,D ,E ,F 为顶点的四边形CDEF 是平行四边形; (3)在抛物线上是否存在这样的点P ,使四边形CDEF 为矩形?若存在,请求出所有符合条件的P 点坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)设二次函数的解析式为2y ax bx c =++,将点A (0,-3)、B、对称轴方程分别代入可得:3,31.22c a c b a ⎧-=⎪=+⎪-=-⎩,解得1,1,3.a a b =⎧⎪=⎨⎪=-⎩∴此二次函数的解析式为23y x x =+-.(2)证明:如图连接CD ,DE ,EF ,FC.∵PM ⊥x 轴,PN ⊥y 轴, ∴四边形OMPN 是矩形.∴MP =ON ,OM =PN. 又1111,,,,3333PCMP MD OM OE ON NF NP ==== ∴,DM FN MC NE ==∴△CMD ≅△ENF,同理△ODE ≅△FPC(SAS), ∴CF =ED ,CD =EF.,∴四边形CDEF 是平行四边形. (3)如图,作CQ ⊥y 轴于点Q ,设P 点坐标为()2,3x x x +-,则1.3QNPC OE MP ===∴()2133EQ x x =-+-.∴在Rt △ECQ中,()22222213.9CE EQ CQ x x x =+=+-+当CD ⊥DE 时, ()()()()()()22222222222222222222222222221333413,99143,994114339999553.99DE OD OE x x x x x x CD DM CM x x x CE DE CD x x x x x x x x x =+⎛⎫⎡⎤=-+-+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦=++-=+=++-∴=+=++-+++-=++-()()()222222222215533,999443,993.x x x x x x x x x x x x ∴+-+=++-=+-+-=±(()()21212212123331,3 1.3311.x x x x y x x x x x y y P +-=====+-=-=-===-∴当时,此时,当时,,此时,,综上可知符合条件的点有四个,分别是,,-,,,-6.如图所示,抛物线y=ax 2+bx ﹣3与x 轴交于A (﹣1,0),B (3,0)两点,与y 轴交于点C . (1)求抛物线的解析式;(2)如图所示,直线BC 下方的抛物线上有一点P ,过点P 作PE ⊥BC 于点E ,作PF 平行于x 轴交直线BC 于点F ,求△PEF 周长的最大值;(3)已知点M 是抛物线的顶点,点N 是y 轴上一点,点Q 是坐标平面内一点,若点P 是抛物线上一点,且位于抛物线的对称轴右侧,是否存在以P 、M 、N 、Q 为顶点且以PM 为边的正方形?若存在,直接写出点P 的横坐标;若不存在,说明理由.【解答】解:(1)把A (﹣1,0),B (3,0)两点坐标代入抛物线y=ax 2+bx ﹣3, 得到,解得,∴抛物线的解析式为y=x 2﹣2x ﹣3.(2)如图1中,连接PB 、PC .设P (m ,m 2﹣2m ﹣3), ∵B (3,0),C (0,﹣3), ∴OB=OC , ∴∠OBC=45°, ∵PF ∥OB,∴∠PFE=∠OBC=45°, ∵PE ⊥BC , ∴∠PEF=90°,∴△PEF是等腰直角三角形,∴PE最大时,△PEF的面积中点,此时△PBC的面积最大,则有S△PBC=S△POB+S△POC﹣S△BOC=•3•(﹣m2+2m+3)+•3•m﹣=﹣(m﹣)2+,∴m=时,△PBC的面积最大,此时△PEF的面积也最大,此时P(,﹣),∵直线BC的解析式为y=x﹣3,∴F(﹣,﹣),∴PF=,∵△PEF是等腰直角三角形,∴EF=EP=,∴C△PEF最大值=+.(3)①如图2中,当N与C重合时,点N关于对称轴的对称点P,此时思想MNQP是正方形,易知P(2,﹣3).点P横坐标为2,②如图3中,当四边形PMQN是正方形时,作PF⊥y轴于N,ME∥x轴,PE∥y轴.易知△PFN≌△PEM,∴PF=PE,设P(m,m2﹣2m﹣3),∵M(1,﹣4),∴m=m2﹣2m﹣3﹣(﹣4),∴m=或(舍弃),∴P点横坐标为所以满足条件的点P的横坐标为2或.。

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