∴EF=(x-6)-(x2-2x-6)=-x2+3x=-(x-3)2+,
又∵a=-<0,∴当x=3时,EF最大=;
∴当x=3时,EF有最大值,为;
(3)假设在抛物线上存在一点P,使得△ACP是以AC为底边的等腰三角形,
如解图,设AC中点是Q,
第4题解图
∵A(0,-6),C(6,0),
∴Q(3,-3),
∵PA=PC,AQ=CQ,OA=OC,∴PQ经过原点(0,0),
设直线PQ的解析式为y=kx,
把Q(3,-3)代入,得-3=3k,解得k=-1,
∴直线PQ的解析式为y=-x,
联立得
,解得
或
,
故所求点P的坐标为P1(1+,-1-),P2(1-,-1+).
5.如图,在矩形OABC中,点O为原点,边OA的长度为8,对角线AC=10,抛物线y=-x2+bx+c经过点A、C,与AB交于点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P为线段BC上一个动点(不与点C重合),点Q为线段AC上一个动点,AQ=CP,连接PQ,设CP=m,△CPQ的面积为S.
①求S关于m的函数表达式并求出S最大时的m值;
②在S最大的情况下,在抛物线y=-x2+bx+c的对称轴上,若存在点F,使△DFQ为直角三角形,请直接写出所有符合条件的点F的坐标;若不存在,请说明理由.
第5题图备用图
5.解:
(1)在矩形OABC中,∠AOC=90°,
由勾股定理可得,OC===6,
∴C(6,0),将A(0,8)、C(6,0)分别代入抛物线,
得,解得,
∴抛物线的解析式为y=-x2+x+8;
(2)①如解图,过点Q作QE⊥BC于E点,
sin∠ACB===,∴=,∴QE=(10-m),
∴S=·CP·QE=m×(10-m)=-m2+3m,
∵S=-m2+3m=-(m-5)2+,
∴当m=5时,S取最大值;
第5题解图
②点F的坐标为(,8)或(,4)或(,)或(,).
【解法提示】∵抛物线y=-x2+x+8的对称轴为直线x=,点D的坐标为(3,8),Q(3,4),
当∠FDQ=90°时,F1(,8),当∠FQD=90°时,F2(,4),当∠DFQ=90°时,设F(,n),
则FD2+FQ2=DQ2,即+(8-n)2++(n-4)2=16,
解得n=,∴F3(,),F4(,),
综上所述,满足条件的点F共有四个,点F的坐标为(,8)或(,4)或(,)或(,).
6.如图①,抛物线y=ax2+bx+2与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,AB=4,矩形OBDC的边CD=1,延长DC交抛物线于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图②,点P是直线EO上方抛物线上的一个动点,过点P作y轴的平行线交直线EO于点G,作PH⊥EO,垂足为H,设PH的长为l,点P的横坐标为m,求l与m的函数关系式(不必写出m的取值范围),并求出l的最大值;
(3)如果点N是抛物线对称轴上的一点,抛物线上是否存在点M,使得以M,A,C,N为顶点的四边形是平行四边形?
若存在,直接写出所有满足条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
第6题图
6.解:
(1)∵矩形OBDC的边CD=1,∴OB=1,
∵AB=4,∴OA=3,∴A(-3,0),B(1,0),
把A、B两点坐标代入抛物线解析式,
得,解得,
∴抛物线的解析式为y=-x2-x+2;
(2)在y=-x2-x+2中,
令y=2,解得x=0或x=-2,∴E(-2,2),
∴直线OE解析式为y=-x,
由题意可得P(m,-m2-m+2),
∵PG∥y轴,∴G(m,-m),
∵点P在直线OE的上方,
∴PG=-m2-m+2-(-m)=-m2-m+2=-(m+)2+,
∵直线OE的解析式为y=-x,∴∠PGH=∠COE=45°,
∴l=PG=[-(m+)2+]=-(m+)2+,
∴当m=-时,l有最大值,为;
(3)存在,点M的坐标为(2,-)或(-4,-)或(-2,2).
【解法提示】①当AC为平行四边形的边时,则有MN∥AC,且MN=AC,∵抛物线的对称轴为直线x=-=-1,∴点N的横坐标为-1,∵|xM-xN|=xC-xA,解得xM=2或xM=-4,当x=2时,y=-;当x=-4时,y=-,
∴点M的坐标为(2,-)或(-4,-);②当AC为对角线时,设AC的中点为K,∵A(-3,0),C(0,2),∴K(-,1),∵点N在对称轴上,∴点N的横坐标为-1,设点M的横坐标为x,∵点K也是MN的中点,∴x+(-1)=2×(-)=-3,解得x=-2,此时y=2,∴点的M坐标为(-2,2);
综上所述,点M的坐标为(2,-)或(-4,-)或(-2,2).
7.如图,抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点D,与直线y=-x+交于B、C两点,其中点C的横坐标是-
.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若P是线段BC上的一动点,过P作x轴的垂线交抛物线于点M,当MP=OD时,求点M的坐标;
(3)若E为抛物线上的一动点,在x轴上是否存在点F,使得以A、D、E、F为顶点的四边形是平行四边形.若存在,直接写出所有满足条件的点F的坐标;若不存在,请说明理由.
第7题图备用图
7.解:
(1)直线y=-x+中,令y=0,则x=1,
令x=-,则y=,
∴B(1,0),C(-,),
将B、C两点的坐标分别代入y=-x2+bx+c,
得,解得,
∴抛物线的解析式是y=-x2-2x+3;
(2)设点P的横坐标为m(-<m<1),
∵P是线段BC上的一动点,PM∥y轴,
∴P(m,-m+),M(m,-m2-2m+3),
∴MP=(-m2-2m+3)-(-m+)=-m2-m+,
又∵OD=3,∴-m2-m+=3,即2m2+3m+1=0,
解得m=-1或m=-,
则点M的坐标为(-1,4),(-,).
(3)存在.F1(-5,0)、F2(-1,0)、F3(2-,0)、F4(2+,0).
【解法提示】由题意可得A(-3,0),D(0,3),
若以AD、AF为边,则DE1平行且等于AF1,
令y=-x2-2x+3=3,解得x=0或x=2,
∴E1(-2,3),∴DE1=2,
∴AF1=2,∴F1(-5,0);
若以AD为对角线、AF为边,则DE2平行且等于AF2,DE2=2,∴AF2=2,∴F2(-1,0);
若以AD为边、AF为对角线,
∵AD平行且等于EF,设F(x,0),则把点F(x,0)向左平移3个单位,再向下平移3个单位,所得对应点E(x-3,-3),点E在抛物线上,代入得-(x-3)2-2(x-3)+3=-3,解得x=2±,
∴F3(2-,0),F4(2+,0).
8.如图,已知直线y=-x+c与x轴交于点B(8,0),与y轴交于点C,抛物线y=-x2+bx+c经过点B,C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是线段BC上一动点,过点P作x轴的垂线,交抛物线于点M,交x轴于点N.设点P的横坐标为m.
①过点M作MH⊥BC于点H,求△PMH周长的最大值;
②是否存在点P,使得以点P、C、M为顶点的三角形与△OBC相似,若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
第8题图
8解:
(1)把B(8,0)代入y=-x+c,可得c=4,
∴点C的坐标为(0,4),
把B(8,0)、C(0,4)代入y=-x2+bx+c,
可得,解得,
∴抛物线的解析式为y=-x2+x+4;
(2)①∵MH⊥BC,MN⊥OB,
∴∠MHP=∠PNB=90°,
∵∠MPH=∠BPN,∴△MPH∽△BPN,
又易知△BPN∽△BCO,∴△MPH∽△BCO,
∵OC=4,OB=8,∴BC=4.
∵点P的横坐标为m(0∴P点的坐标为(m,-m+4),
M点的坐标为(m,-m2+m+4),
∴MP=-m2+m+4-(-m+4)=-m2+4m=-(m-4)2+8,
∴当m=4时,PM有最大值8.
∵△BOC的周长为12+4.
设△PMH的周长为L,则=,
解得L最大=+8.
∴△PMH周长的最大值为+8;
②存在,点P的坐标为(3,)或(7,).
【解法提示】如解图①,当∠MCP=90°时,△MPC∽△BCO,过点M作MG⊥OC,垂足为G,
第8题解图①
∵∠MCP=∠MGC=90°,
∴∠GCM+∠BCO=∠OBC+∠BCO=90°,
∴∠GCM=∠OBC,
∴△CMG∽△BCO,
∴==,
由①知点M的坐标为(m,-m2+m+4),
∴MG=CG=(OG-OC)=(-m2+m+4-4)=m,
解得m1=0(舍去),m2=3,
第8题解图②
把m=3代入y=-x+4,得y=.
此时P点的坐标为(3,);
如解图②,当∠PMC=90°时,△CPM∽△BCO,
∵∠MNO=∠CMP=90°,∴CM∥OB,∴MN=OC=4,
令-m2+m+4=4,解得m1=0(舍去),m2=7,
当m=7时,y=-x+4=,此时P点的坐标为(7,),
综上所述,点P的坐标为(3,)或(7,).
9.如图,已知抛物线y=ax2+2x+c与y轴交于点A(0,6),与x轴交于点B(6,0),点P是线段AB上方抛物线上的一个动点.
(1)求这条抛物线的表达式及其顶点坐标;
(2)当点P移动到抛物线的什么位置时,使得∠PAB=75°,求出此时点P的坐标;
(3)点P从A点出发沿线段AB上方的抛物线向终点B移动,在移动中,点P的横坐标以每秒1个单位长度的速度变动;与此同时点M以每秒1个单位长度的速度沿AO向终点O移动,点P,M移动到各自终点时停止,当两个动点移动t秒时,求四边形PAMB的面积S关于t的函数表达式,并求t为何值时,S有最大值,最大值是多少?
第9题图
9.解:
(1)根据题意,将A(0,6),B(6,0)代入y=ax2+2x+c中,
得,解得,
∴抛物线的表达式为y=-x2+2x+6.
又∵y=-x2+2x+6=-(x-2)2+8,
∴抛物线的顶点坐标为(2,8).
(2)如解图①,过点P作PC⊥y轴,垂足为点C.
第9题解图①
∵OA=OB=6,∠AOB=90°,∴∠OAB=45°.
当∠PAB=75°时,∴∠PAC=60°,
∴tan∠PAC==,设AC=m,则CP=m.
∴P(m,6+m).
将P(m,6+m)代入y=-x2+2x+6中,得
6+m=-(m)2+2m+6,
解得m1=0,m2=,
经检验,P(0,6)与点A重合,不合题意,舍去.
∴点P的坐标为(,).
(3)当两个动点移动t秒时,则点P(t,-t2+2t+6),点M(0,6-t).如解图②,作PE⊥x轴,垂足为点E,PE交AB于点F,则EF=EB=6-t,
第9题解图②
∴F(t,6-t).∴FP=-t2+2t+6-(6-t)=-t2+3t.
∵点A到PE的距离等于OE,点B到PE的距离等于BE,
∴S△PAB=FP·OE+FP·BE=FP(OE+BE)=FP·OB
=×(-t2+3t)×6=-t2+9t.
又∵S△AMB=MA·OB=×t×6=3t,
∴S四边形PAMB=S△PAB+S△AMB=-t2+12t=-(t-4)2+24.
当t=4时,S四边形PAMB有最大值24.
10.如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A(1,0)和B两点,与y轴交于C(0,2)点,点D与点C关于抛物线的对称轴l对称,连接AC,AD.
(1)求抛物线的解析式;
(2)P是抛物线上一点,若∠PDA与∠OAC互余,求点P的坐标;
(3)在抛物线对称轴l上是否存在一点Q,使△QAD为直角三角形,若存在,请直接写出所有Q点坐标;若不存在,请说明理由.
第10题图 备用图
10.解:
(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过点A(1,0),C(0,2),
∴,解得,
∴抛物线的解析式为y=x2-x+2;
(2)如解图,过点D作DE⊥x轴于点E,连接CD,
∵点D与点C关于抛物线的对称轴l对称,
对称轴x=-=,C(0,2),
∴D(5,2),CD∥x轴,∴∠CDA=∠EAD,
在Rt△AED中和Rt△COA中,
tan∠OCA==,tan∠EAD===,
第10题解图
∴∠OCA=∠EAD,∴∠CDA=∠OCA,
∵∠OCA与∠OAC互余,∴∠CDA与∠OAC互余,
∴P1(0,2),过点D作∠FDA=∠EAD交x轴于点F,
∴AF=DF,
设F(m,0),则AF=DF=m-1,EF=5-m,
在Rt△DEF中,由勾股定理得DF2=DE2+EF2,
即(m-1)2=22+(5-m)2,解得m=,∴F(,0),
∵直线DP2经过点F(,0)和D(5,2),
∴可求得直线DP2的解析式为y=x-,
联立,解得,,
∴P2(,-),
综上所述,点P的坐标为P1(0,2),P2(,-);
(3)存在,Q点坐标为(,7)或(,-3)或(,)或(,).
【解法提示】由
(2)知:
D(5,2),A(1,0),设Q(,m),
AQ2=(-1)2+m2=m2+,
DQ2=(5-)2+(2-m)2=m2-4m+,
AD2=(5-1)2+22=20,
当∠AQD=90°时,有AD2=AQ2+DQ2,
即20=m2++m2-4m+,解得m=,
∴Q(,)或Q(,),
当∠ADQ=90°时,有AQ2=AD2+DQ2,
即m2+=20+m2-4m+,解得m=7,∴Q(,7),
当∠DAQ=90°时,有DQ2=AD2+AQ2,
即m2-4m+=20+m2+,
解得m=-3,∴Q(,-3).
综上所述,满足条件的Q点坐标为(,)或(,)或(,7)或(,-3).