2025年九年级数学中考二轮专题复习二次函数中的角度问题
1.如图,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
(1)求A,B两点的坐标及直线BC的函数表达式.
(2)M为直线BC下方抛物线上一点,其横坐标为m,过点M作MD⊥BC于点D,当线段MD最长时,求点M的坐标.
(3)在(2)的条件下,连接BM.在y轴上是否存在一点P,使∠PBA=2∠MBA?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
2.已知点B(5,0),点C(4,3)都在抛物线y=﹣x2+bx+c上,其中点A是抛物线与x轴的交点,点D是抛物线的顶点,连接AD,CD.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求∠ACD的度数;
(3)点P是抛物线在x轴上方的一个动点,当∠PCA=∠CAD时,求P点坐标.
3.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A(﹣1,0),B(m,0)两点,与y轴交于点C,并且OC=2OA,连接BC.
(1)求抛物线对应的函数表达式;
(2)点P是直线BC上方的抛物线上一动点,是否存在点P,使得△POC的面积等于△PAB面积的?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)过点C作CD∥x轴交抛物线于点D,在y轴上是否存在点P,使得∠PAB=2∠DAB?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
4.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A,B(4,0)两点,与y轴交于点C,点D(3,4)在抛物线上,点P是抛物线上一动点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)连接BC,若BC上方抛物线上有一点P,且P到直线BC的距离为,求点P的坐标;
(3)如图,连接AC,BC,抛物线上是否存在点P,使∠CBP+∠ACO=45°?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
5.如图1,直线分别与y轴,x轴交于A,B两点,与二次函数y=ax2+bx+18在第二象限交于点C.已知A为BC中点,抛物线对称轴为直线x=1,点D为点A关于x轴的对称点,连接BD.
(1)求抛物线的解析式:
(2)如图2,点P是抛物线上的一动点且位于第一象限,连接AP和BP,E为y轴上的一个动点,连接CE和PE,当时,求点P的坐标及|PE﹣CE|的最大值;
(3)如图3,点N直线AB上一动点,连接DN,若2∠AND+∠ABO=90°,请直接写出所有符合条件的N点坐标.
6.如图,抛物线y=﹣x2+bx+4交x轴于A(﹣1,0),B两点,与y轴交于点C,P为抛物线上的一个动点,且点P的横坐标为.
(1)直接写出抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)若m>3,当抛物线在点P和点A之间的部分(包括P、A两点)的最高点与最低点的纵坐标之差为m+1时,求m的值;
(3)在第一象限的抛物线上是否存在点P,使∠PBC+∠ACO=45°,若存在,请求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
7.如图,已知二次函数y=ax2+2x+c的图象与x轴交于A,B两点,A点坐标为(﹣1,0),与y轴交于点C(0,3).
(1)求二次函数的表达式;
(2)在直线BC上方的抛物线上存在点Q,使得∠QCB=2∠ABC,求点Q的坐标.
8.如图1,抛物线y=ax2+bx﹣3经过A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C,P为第四象限内抛物线上一点,过点P作PM⊥x轴于点M,连接AC,AP,AP与y轴交于点D.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)设△CPB的面积为S,求S的最大值;
(3)当∠MPA=2∠PAC时,求直线AP的函数表达式及点P的坐标.
9.如图1,抛物线y=ax2+bx+4(a≠0)与x轴,y轴分别交于A(﹣1,0),B(4,0),C三点.
(1)试求抛物线的解析式;
(2)若P点在第一象限的抛物线上,连接PC、PB,当△PCB的面积最大时,求点P的坐标.
(3)点D(3,m)在第一象限的抛物线上,连接BC,BD.试问,在对称轴左侧的抛物线上是否存在一点P,满足∠PBC=∠DBC?如果存在,请求出点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
10.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点P是直线BC上方抛物线上的一动点,过点P作y轴的平行线PE交直线BC于点E,过点P作x轴的平行线PF交直线BC于点F,求△PEF面积的最大值及此时点P的坐标;
(3)如图2,连接AC,BC,抛物线上是否存在点Q,使∠CBQ+∠ACO=45°?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
11.如图,已知抛物线y=﹣x2+mx+m﹣2的顶点为A,且通过点B(3,﹣3).
(1)求顶点A的坐标;
(2)点C为直线AB上方抛物线上一动点,求△ABC面积的最大值;
(3)在抛物线上存在一点P,使得∠PAB=45°,求点P坐标.
12.如图,抛物线y=ax2+bx﹣3经过A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C,P为第四象限内抛物线上一个动点,过点P作PM⊥x轴于点M,连接AC,AP,AP与y轴交于点D.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)求四边形DMBP面积的最大值;
(3)当∠MPA=2∠PAC时,求直线AP的函数表达式及点P的坐标.
13.如图1所示,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2﹣2x+c与x轴交于A(﹣3,0)和B两点,与y轴交于点C.
(1)求C点的坐标;
(2)连接BC,D为抛物线上一点,当∠DBC=∠BCO时,求点D的坐标;
(3)如图2所示,点为第二象限内一动点,经过H的两条直线l1与l2分别与抛物线均有唯一的公共点E和F(点E在点F的左侧),直线EF与y轴交于点G,M为线段EF的中点,连接HG、HM,当∠MHG=30°时,求h的值.
14.如图,已知抛物线经过点A(﹣6,0),B(2,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P为该抛物线上一动点.
①当点P在直线AC下方时,过点P作PE∥x轴,交直线AC于点E,作PF∥y轴.交直线AC于点F,求EF的最大值;
②若∠PCB=3∠OCB,求点P的横坐标.
15.如图,已知抛物线y=ax2+bx﹣3经过点A(﹣3,0)、B(1,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P为该抛物线上一点,且点P的横坐标为m.
①当点P在直线AC下方时,过点P作PE∥x轴,交直线AC于点E,作PF∥y轴.交直线AC于点F,求PE+PF的最大值;
②若∠PCB=3∠OCB,求m的值.
参考答案
1.【解答】解:(1)当y=0时,,
解得x1=1,x2=5.
∵点A在点B的左侧,
∴A,B两点的坐标分别为A(1,0),B(5,0).
当x=0时,y=2,
∴点C的坐标为(0,2).
设直线BC的函数表达式为y=kx+b,
把B(5,0),C(0,2)代入y=kx+b,得,
解得,
∴直线BC的函数表达式为.
(2)如图,过点M作ME⊥x轴交BC于点E,
∵点B的坐标为(5,0),点C的坐标为(0,2),
∴OB=5,OC=2.
在Rt△OBC中,根据勾股定理可得.
∵M为直线BC下方抛物线上一点,其横坐标为m,ME⊥x轴交BC于点E,
∴点M的坐标为,点E的坐标为,
∴.
∵ME∥y轴,
∴∠DEM=∠BCO,
∴sin∠BCO=sin∠DEM.
在Rt△DEM中,∠MDE=90°,,
∴,
∴当时,线段MD最长,
∴点M的坐标为
(3)存在,点P的坐标为或.
如图,作MB的垂直平分线交x轴于点F,连接MF,则MF=BF,过点M作MN⊥x轴于点N,
∵MF=BF,
∴∠BMF=∠MBF,
∵∠MFA=∠BMF+∠MBF,
∴∠MFA=2∠MBA,
设BF=n,
∵点M的坐标为,A,B两点的坐标分别为(1,0),(5,0),
∴,,
∴,MF=BF=n,
∵NF2+MN2=MF2,
即,
解得,
∴,
∴,
∴当时,∠PBA=∠MFA=2∠MBA,
∴,
∴点P的坐标为或.
2.【解答】解:(1)依题意得:,
解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+6x﹣5;
(2)延长DC交x轴于点E,过C作CF⊥x轴于F
则CF=3,xF=xC=4,
∵y=﹣x2+6x﹣5=﹣(x﹣3)2+4,
∴D(3,4),
∵y=﹣x2+6x﹣5=﹣(x﹣5)(x﹣1),
∴A(1,0),B(5,0),
设直线DC为y=k(x﹣3)+4,
则k(4﹣3)+4=3,得k=﹣1,
∴直线CD为y=﹣x+7,
∴E(7,0),
∴AF=CF=EF=3,
∴∠CAE=∠AEC=45°,
∴∠ACD=∠CAE+∠AEC=90°;
(3)设P(t,﹣t2+6t﹣5),则1<t<5且t≠4,连接PC,与AD交于点N,
设直线AD的解析式为y=kx+b,
代入A(1,0),D(3,4)有,解得,
∴直线AD的解析式为y=2x﹣2;
设直线PC的解析式为y=k1x+b1,代入P(t,﹣t2+6t﹣5)(1<t<5),C(4,3),
有,
解得,
∴直线PC的解析式为y=(2﹣t)x+4t﹣5;
∵点N是直线AD与直线PC的交点,
∴,
解得,即,
又∵∠PCA=∠CAD,
∴NA=NC,
∴,
解得,
∴,
∴点P的坐标为.
3.【解答】解:(1)∵A(﹣1,0),OC=2OA,点C位于y轴的正半轴,
∴C(0,2),
将点C(0,2)代入得:,
解得m=4,
则抛物线对应的函数表达式为.
(2)由(1)可知,B(4,0),
∵A(﹣1,0),C(0,2),
∴AB=5,OC=2,
设点P的坐标为,
∴△PAB的面积为,△POC的面积为,
∵△POC的面积等于△PAB面积的,
∴,
解得a=1或a=﹣4<0(不符合题意,舍去),
∴,
所以存在点P,使得△POC的面积等于△PAB面积的,此时点P的坐标为(1,3);
(3)①如图,在y轴上方作∠DAE=∠DAB,交直线CD于点E,交y轴于点P1,则∠P1AB=2∠DAB,
∵CD∥x轴,
∴∠ADE=∠DAB,
∴∠ADE=∠DAE,
∴AE=DE,
当y=2时,,
解得x=0或x=3,
∴D(3,2),
设点E的坐标为E(b,2),
∴,
解得,
∴,
设直线AE的解析式为y=kx+c,
将点A(﹣1,0),代入得:,
解得,
则直线AE的解析式为,
∴点P1的坐标为;
②如图,在y轴下方作∠P2AB=2∠DAB,交y轴于点P2,
∴∠P1AB=∠P2AB,
又∵AB⊥P1P2,
∴∠AP1P2=∠AP2P1,
∴△AP1P2是等腰三角形,
∴点P2与点P1关于x轴对称,
∴点P2的坐标为,
综上,存在点P,使得∠PAB=2∠DAB,此时点P的坐标为或.
4.【解答】解:(1)在平面直角坐标系中,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于B(4,0)点,与y轴交于D(3,4),将点B,点D的坐标代入得:
,
解得:,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+3x+4;
(2)已知抛物线y=﹣x2+3x+4与y轴交于点C,
令x=0,得:y=4,
∴C(0,4),
∴OC=4,
∵OB=4,
∴OB=OC,
又∵∠BOC=90°,
∴∠OBC=∠OCB=45°,
设直线BC的解析式为y=kx+m,将点B,点C的坐标代入得:
,
解得:,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+4;
作PH⊥BC交BC于点H,PM⊥x轴交x轴于点M,交BC于点N,如图1,
∵PM⊥x轴,
∴PM∥y轴,
∴∠PNH=∠OCB=45°,
∵PH⊥BC,
∴∠PHN=90°,
∴∠HPN=90°﹣∠PNH=45°,
∴∠HPN=∠PNH=45°,
∴△PHN是等腰直角三角形,
∴,
由题意得:,
∴,
设点P的坐标为(m,﹣m2+3m+4),则点N的坐标为(m,﹣m+4),
∴PN=﹣m2+3m+4﹣(﹣m+4)=﹣m2+4m=4,
解得:m=2,
∴﹣m2+3m+4=﹣22+3×2+4=6,
∴点P的坐标为(2,6);
(3)抛物线上存在点P,使∠CBP+∠ACO=45°;理由如下:
令y=0,则0=﹣x2+3x+4,
解得:x1=﹣1,x2=4,
∴A(﹣1,0),
如图2,将△AOC绕点O顺时针方向旋转90°至△A′OB,则A′O=AO=1,∠A′BO=∠ACO,
∴A′(0,1),
由(2)中的结论得,∠OBC=45°,
∵∠CBP+∠ACO=45°,
∴∠CBP=45°﹣∠ACO=∠OBC﹣∠A′BO=∠CBA′,
∴直线BA′上存在符合题意的点P,
设直线BA′的解析式为y=tx+n,将点B,点A′的坐标代入得:
,
解得:,
∴直线BA′的解析式为,
联立,
解得:或,
∴;
如图,连接CD、BD,过点B作BE⊥CD交于点E,
∵C(0,4),D(3,4),
∴CD∥x轴,
∵BE⊥CD,B(4,0),
∴∠E=90°,DE=4﹣3=1,BE=4,
∴CE=CD+DE=3+1=4,
∴CE=BE=4,
∴△CBE是等腰直角三角形,
∴∠CBE=45°,
∵AO=1,OC=4,
∴DE=AO,BE=OC,
又∵∠E=∠AOC=90°,
姑△BDE和△CAO中,
,
∴△BDE≌△CAO(SAS),
∴∠DBE=∠ACO,
∵∠CBP+∠ACO=45°,
∴∠CBP=45°﹣∠ACO=∠CBE﹣∠DBE=∠CBD,
∴直线BD上也存在符合题意的点P,
又∵点D(3,4)在抛物线上,
∴点P与点D重合,即P(3,4);
∴综上所述,抛物线上存在点P,使∠CBP+∠ACO=45°;点P的坐标为或(3,4).
5.【解答】解:(1)直线分别与y轴,x轴交于A,B两点,
令x=0,得:y=4;
令y=0,得:x+4=0,
解得:x=3,
∴A(0,4),B(3,0),
已知A为BC中点,点D为点A关于x轴的对称点,
∴点C的坐标为(﹣3,8),点D的坐标为(0,﹣4),
∵二次函数y=ax2+bx+18在第二象限交于点C,抛物线对称轴为直线x=1,代入得:
,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)∵A(0,4),B(3,0),D(0,﹣4),
∴AD=8,OB=3,
∴,
∵S△ABPS△ABD,
∴S△ABP12=9,
过点P作PQ⊥x轴于点Q,如图2.1,
设点P的坐标为,
∴S△ABP=S梯形PQOA﹣S△AOB﹣S△PQB,
即x3×4(x﹣3)9,
整理得:x2﹣4x﹣12=0,
解得x1=﹣2(舍去),x2=6,
∴点P的坐标为(6,2),
如图2.2,作点C关于y轴的对称点F,连接EF,PF,
则点F的坐标为(3,8),且CE=EF,
∵|PE﹣CE|=|PE﹣EF|≤PF,即当P、E、F三点共线时取等号,有最大值,
最大值为,
∴|PE﹣CE|的最大值为;
(3)当点N在点A左侧时,如图3,
∵∠OBA+∠OAB=90°,2∠DNA+∠OBA=90°,
∴∠OAB=2∠DNA,
∴∠ADN=∠AND,
∴AN=AD=8,
设点N的坐标为,
∴,
解得:n(不合题意,舍去)或,
∴点N的坐标为;
当N在A的右侧时,如图4,
作DM=AD=MN,DE⊥BN于点E,
由题意得:∠OAB=∠DMA=2∠DNA,
∴∠MDN=∠MND,
∴AD=DM=MN=8,
∵OA=4,OB=3,
∴AB=5,
∵sin∠BAD,即,
解得:DE,
∴AE,
∴AM=2AE,
∴AN8,
∴AN,
解得:n或(不合题意,舍去),
∴点N的坐标为(,),
综上,点N的坐标为或(,).
6.【解答】(1)y=﹣x2+3x+4,顶点D坐标为;理由如下:
抛物线y=﹣x2+bx+4交x轴于A(﹣1,0),B两点,将点A的坐标代入得:
0=﹣1﹣b+4,
解得:b=3,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+3x+4,
∴顶点D坐标为;
(2)∵抛物线y=﹣x2+bx+4交x轴于A(﹣1,0),B两点,
令﹣x2+3x+4=0,
解得x1=﹣1,x2=4,
∴B(4,0),
∵P的横坐标为且m>3,
∴,
∴将代入得:y=﹣x2+3x+43(m)+4,
∴点P一定在对称轴右侧,且P的坐标为;
①如图1,当点P在x轴上方时,
则,即3<m<5.5,
此时:,
解得:,符合题意;
②如图2,当点P在x轴下方时,
则,即m>5.5,
此时:m+1=yD﹣yP(﹣m2+6m),
解得:m1,m2(舍去);
③当点P在x轴上时,
则,即m=5.5,
此时:m+1=yD﹣yA(或yP),
解得:(舍去),
综上所述,或;
(3)在第一象限的抛物线上存在点P,使∠PBC+∠ACO=45°;理由如下:
如图3,在x轴的正半轴上取点E(1,0),连接CE,过点B作BP∥CE交抛物线于点P,
∵A(﹣1,0),E(1,0),
∴∠ACO=∠ECO,
∵BP∥CE,
∴∠PBC=∠ECB,
∴∠PBC+∠ACO=∠ECB+∠ECO=∠BCO,
∵OB=OC=4,∠BOC=90°,
∴∠BCO=45°,
∴∠PBC+∠ACO=45°,
设直线CE的解析式为y=px+q,过C(0,4),E(1,0),
∴直线CE的解析式为y=﹣4x+4,
∵BP∥CE,
∴设直线PB的解析式为y=﹣4x+n,将B(4,0)代入得:
0=﹣16+n,
解得:n=16,
∴直线PB的解析式为y=﹣4x+16,
由﹣x2+3x+4=﹣4x+16,
解得:x1=3,x2=4(舍去),
∴P(3,4).
7.【解答】解:(1)将A(﹣1,0),C(0,3)代入y=ax2+2x+c,得:
解得
∴二次函数的表达式为y=﹣x2+2x+3;
(2)对于y=﹣x2+2x+3,令y=0,得﹣x2+2x+3=0,
解得x1=﹣1,x2=3,
∴B(3,0),
∴OB=OC=3,
∴△OBC是等腰直角三角形,
∴∠ABC=45°,
∵∠QCB=2∠ABC,
∴∠QCB=90°,
如图,过点C作CQ⊥BC交抛物线于点Q,过点Q作QG⊥y轴于点G,
∴∠GCQ=90°﹣∠OCB=45°,
∴△GCQ是等腰直角三角形,
∴CG=QG,
设Q(q,﹣q2+2q+3),则G(0,﹣q2+2q+3),
∴CG=﹣q2+2q,GQ=q,
∴﹣q2+2q=q,
解得q=0(舍去)或q=1,
∴﹣q2+2q+3=4,
∴Q(1,4).
8.【解答】解:(1)抛物线y=ax2+bx﹣3经过A(﹣1,0),B(3,0)两点,把点A,点B坐标代入y=ax2+bx﹣3得:
∴,
解得:,
∴抛物线的函数表达式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)抛物线y=x2﹣2x﹣3与y轴交于点C,
令x=0,则y=﹣3,
∴OC=3;
∵点B的坐标为(3,0),
∴OB=OC=3;
如图1,连接BC,设点P的坐标为(t,t2﹣2t﹣3),
∵点P在第四象限,
∴PM=﹣(t2﹣2t﹣3),OM=t,BM=OB﹣OM=3﹣t,
∴S=S梯形OMPC+S△MBP﹣S△OCB
,
∵0,
∴S存在最大值,
当时,S有最大值;
(3)解:如图2,作AP关于直线AC的对称线段AH,连接PH,设PH中点为G,
由对称的性质可知,∠PAH=2∠PAC,AP=AH,
∵∠MPA=2∠PAC,
∴∠PAH=∠MPA,
∴AH∥PM,
∵PM⊥x轴,
∴AH⊥x轴;
设点P的坐标为(t,t2﹣2t﹣3),点H的坐标为(﹣1,h),
则点G的坐标为,
∵OC=3,
∴点C的坐标为(0,﹣3),
设直线AC的解析式为y=kx+m,其中k≠0,把点A(﹣1,0)、C(0,﹣3)代入得:
,
解得:,
∴直线AC的解析式为y=﹣3x﹣3;
把点G的坐标代入直线AC解析式中,得,
∴h=﹣t2﹣t,
∴AH2=(t2+t)2=t2(t+1)2,
∵AP2=AM2+PM2=(t+1)2+(t2﹣2t﹣3)2=(t+1)2[1+(t﹣3)2],
∵AH=AP,
∴t2(t+1)2=(t+1)2[1+(t﹣3)2],
解得:或t=﹣1(舍去),
则,
即点P的坐标为,
设直线AP的函数表达式为y=px+n,p≠0,
把A、P坐标分别代入得:
,
解得:,
即直线AP的函数表达式为.
9.【解答】解:(1)把A(﹣1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx+4(a≠0)得:
,
解得:,
∴y=﹣x2+3x+4;
(2)∵y=﹣x2+3x+4,当x=0时,y=4,
∴C(0,4),
设直线BC的解析式为:y=kx+4,把 B(4,0)代入得:
k=﹣1,
∴y=﹣x+4,
过点P作PE⊥x轴,交BC于点E,设P(m,﹣m2+3m+4),则E(m,﹣m+4),如图1,
∴PE=﹣m2+3m+4﹣(﹣m+4)=﹣m2+4m,
∴,
∴当m=2时,S△PBC有最大值,此时P(2,6);
(3)在对称轴左侧的抛物线上存在一点P,满足∠PBC=∠DBC;理由如下:
∵y=﹣x2+3x+4,
∴抛物线的对称轴为直线,当x=3时,y=﹣9+9+4=4,
∴D(3,4),
∵C(0,4),
∴CD∥x轴,CD=3,
∵B(4,0),
∴OC=OB=4,
∴∠OBC=∠OCB=45°,
∵CD∥x轴,
∴∠BCD=∠OBC=45°,
∴∠BCD=∠OCB,
设直线BP与y轴交于点G,如图2,
∵∠PBC=∠CBD,BC=BC,∠BCD=∠OCB,
∴△BCD≌△BCG(ASA),
∴CG=CD=3,
∴G(0,1),
同(2)可得,直线BG的解析式为:,
联立,
解得:或,
∴.
10.【解答】解:(1)把A(﹣1,0),B(3,0)代入y=ax2+bx+3得:
,
解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;
(2)设P(m,﹣m2+2m+3),
在y=﹣x2+2x+3中,令x=0得y=3,
∴C(0,3),
∴OB=OC=3,
∴△BOC是等腰直角三角形,
∴∠BCO=∠CBO=45°,
∵PE∥OC,PF∥x轴,
∴∠PEF=∠BCO=45°,∠PFE=∠CBO=45°,
∴△PEF是等腰直角三角形,
∴S△PEFPE PFPE2,
∴当PE最大时,S△PEF最大,
由C(0,3),B(3,0)可得直线BC解析式为y=﹣x+3,
∴E(m,﹣m+3),
∴PE=﹣m2+2m+3﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m=﹣(m)2,
∵﹣1<0,
∴当m时,PE最大为,
此时P(,),S△PEF()2;
∴△PEF面积的最大值为,此时点P的坐标为(,);
(3)抛物线上存在点Q,使∠CBQ+∠ACO=45°,理由如下:
作A(﹣1,0)关于y轴的对称点K(1,0),当Q在BC上方时,连接CK,过B作CK的平行线CT交抛物线于Q,如图:
∴∠ACO=∠KCO,
由(2)知,∠BCK+∠KCO=45°,
∴∠BCK+∠ACO=45°,
∵BT∥CK,
∴∠CBQ=∠BCK,
∴∠CBQ+∠ACO=45°,
由C(0,3),K(1,0)可得直线CK解析式为y=﹣3x+3,
设直线BT解析式为y=﹣3x+t,把B(3,0)代入得:0=﹣9+t,
解得t=9,
∴直线BT解析式为y=﹣3x+9,
联立,
解得或,
∴Q(2,3);
当Q'在BC下方时,设BQ'交CK于W,
同理可知,∠CBW=∠BCW,
∴CW=BW,
设W(n,﹣3n+3),
∵C(0,3),B(3,0),
∴n2+(﹣3n+3﹣3)2=(n﹣3)2+(﹣3n+3)2,
解得n,
∴W(,),
由W(,),B(3,0)得直线BW解析式为yx+1,
联立,
解得或,
∴Q'(,);
综上所述,Q的坐标为(2,3)或(,).
11.【解答】解:(1)已知抛物线y=﹣x2+mx+m﹣2的顶点为A,且通过点B(3,﹣3),将B点坐标代入得:
∴﹣3=﹣32+3m+m﹣2,
解得:m=2,
∴抛物线为:y=﹣x2+2x=﹣(x﹣1)2+1,
∴顶点A(1,1);
(2)由(1)可知A(1,1),
设直线AB的解析式为:y=kx+b(k≠0),把A,B点的坐标代入得:
,
解得:,
∴直线AB的解析式为:y=﹣2x+3,
当直线AB向上平移,与抛物线仅一个公共点时,△ABC面积有最大值,且平移的解析式为y=﹣2x+d,
∴﹣2x+d=﹣x2+2x,
整理得:x2﹣4x+d=0,
∴Δ=0=16﹣4d=0,
解得:d=4,
∴平移直线的解析式为:y=﹣2x+4,
∴﹣2x+4=﹣x2+2x,
解得:x1=x2=2,
∴点C(2,0),
设直线AB与x轴的交点为点D,如图1,
∴0=﹣2x+3,
∴D点的坐标为,
∴,
∴;
(3)①过点B作BQ⊥BA交AP于点Q,过点B作GH∥y轴,分别过点A,Q作AG⊥GH于点G,QH⊥GH于点H,如图2,
∴∠AGB=∠ABQ=∠BHQ=90°,
∵∠ABG+∠QBH=90°,∠BQH+∠QBH=90°,
∴∠ABG=∠BQH,
∵∠P1AB=45°,
∴BA=BQ,
在△ABG和△BQH中,
,
∴△ABG≌△BQH(AAS),
∴AG=BH=3﹣1=2,BG=QH=1﹣(﹣3)=4,
∴点Q(﹣1,﹣5),
设直线AQ的解析式为:y=ax+b(a≠0),将A,Q点的坐标代入得:
,
解得:,
∴直线AQ的解析式为:y=3x﹣2,
∵点P1在直线AQ上,
∴直线A P1的解析式为:y=3x﹣2,
联立抛物线y=﹣x2+2x,
∴﹣x2+2x=3x﹣2,
解得:x1=1(舍去),x2=﹣2,
∴点P1(﹣2,﹣8);
②延长QB交AP2于点R,过点B作BK⊥RK交于点K,且BK∥x轴,
∴QH∥BK,∠BKR=90°,
∴∠RBK=∠BQH,
∵∠ABQ=90°,
∴∠APR=90°,
∵P2AB=45°,
∴AB=BR,
∴QB=BR,
在△RBK和△BQH中,
,
∴△RBK≌△BQH(AAS),
∴QH=BK=4,BH=RK=2,
∴点R(7,﹣1),
设直线AR的解析式为:y=nx+b(n≠0),将A,R点坐标代入得:
,
解得:,
∴直线AQ的解析式为:,
∵点P2在直线AQ上,
∴直线AP2的解析式为:,
∴联立抛物线y=﹣x2+2x,
∴,
解得:x1=1(舍去),,
∴点;
综上所述,点P(﹣2,﹣8)或.
12.【解答】解:(1)将A(﹣1,0),B(3,0)代入y=ax2+bx﹣3,得:
∴,
∴,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)过点P作PN⊥x轴于点N,如图1,
令x=0,则y=﹣3,
∴C(0,﹣3),
∴OC=3,
∵P为第四象限内抛物线上一点,设点P(m,m2﹣2m﹣3),
∵PM⊥x轴于点M,
∴PM=﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+2m+3,OM=m,
∵B(3,0),
∴OB=3,
∴BM=3﹣m,
∵A(﹣1,0),P(m,m2﹣2m﹣3),
∴直线AP的解析式为y=(m2﹣m﹣3)x+m2﹣m﹣3,
∴D(0,m2﹣m﹣3),
∴S=S梯形PMOD+S△PMB﹣SODMOM(OD+PM)
m(﹣m2+m+3﹣m2+2m+3)(﹣m2+2m+3)(3﹣m)m(﹣m2+m+3)m2+3m(m﹣1)2+6,
∵0
∴当m=1时,S有最大值,S最大值=6;
(3)∵OD⊥x轴,PM⊥x轴,
∴OD∥MP,
∴∠ADO=∠APM,
∵∠MPA=2∠PAC,
∴∠ADO=2∠PAC,
∴∠DAC=∠DCA,
∴AD=CD,
设D(0,n),则AD=CD=n﹣(﹣3)=n+3,
∴1+n2=(n+3)2,
∴n,
∴D(0,),
设直线AP的解析式为y=kx+b,
∴,
∴,
∴直线AP的解析式为yx;
联立,得,
解得或(不合题意,舍去),
点P的坐标为(,).
13.【解答】解:(1)当x=﹣3时,﹣9+6+c=0,
解得c=3,
∴函数的解析式为y=﹣x2﹣2x+3,
当x=0时,y=3,
∴C(0,3);
(2)设BD与y轴的交点为P,
∵∠DBC=∠BCO,
∴CP=PB,
∵OC=3,
∴CP=PB=3﹣OP,
在Rt△OPB中,(3﹣OP)2=1+OP2,
解得OP,
设直线BD的解析式为y=kx,
∴k0,
解得k,
∴直线BD的解析式为yx,
当xx2﹣2x+3时,解得x=1或x,
∴D(,);
(3)设直线EH的解析式为y=mx+b,
当mx+bx2时,Δ=4m2﹣8b=0,
∴bm2,
∴直线EH的解析式为y=mxm2,
∴E(﹣m,m2)
同理直线FH的解析式为y=nxn2,
∴F(﹣n,n2),
当mxm2=nxn2时,x(m+n),
∴H((m+n),mn),
∵H(h,),
∴mn=﹣1,h(m+n),
∵M是EF的中点,
∴M((m+n),(m2+n2)),
∴MH∥y轴,
直线EF的解析式为y(m+n)(x+m)m2,
∴G(0,),
过点G作GQ⊥HM交于Q点,
∴HQ=1,QG=﹣h,
∵∠MHG=30°,
∴h.
14.【解答】解:(1)设抛物线的表达式为:y=a(x﹣x1)(x﹣x2),
则y=(x+6)(x﹣2)=x2+2x﹣6①;
(2)由抛物线的表达式知,点C(0,﹣6),
由A、C的表达式知,直线AC的表达式为:y=﹣x﹣6,
设点F(x,﹣x+6),点P(x,x2+2x﹣6),
则PF=(﹣x+6)﹣(x2+2x﹣6)=﹣(x+3)2+≤,
即PF的最大值为,
由直线AC的表达式知,其和x轴负半轴的夹角为45°,即∠OAC=45°=∠PEF,
则PE=PF,
则EF=PF,
则EF的最大值为;
(3)作点B关于y轴的对称点N,则∠NCB=2∠OCB,
∵∠PCB=3∠OCB,
∴∠PCO=∠NCB,
则ON=OB=2,CN=CB==,
过点B作BM⊥NC于点M,
则S△CBN=BN×CO=CN×BM,
即4×6=×BM,则BM=,
则sin∠NCB==,则tan∠NCB==tan∠PCO,
故直线PC的表达式为:y=﹣x﹣6②,
联立①②得:x2+2x﹣6=﹣x﹣6,
解得:x=﹣,
即点P的横坐标为﹣.
15.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx﹣3经过点A(﹣3,0)、B(1,0),与y轴交于点C.
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为y=x2+2x﹣3;
(2)①在y=x2+2x﹣3中,令x=0,得y=﹣3,
∴C(0,﹣3),
设直线AC解析式y=kx+n,∵A(﹣3,0)、C(0,﹣3),
∴,
解得:,
∴直线AC解析式y=﹣x﹣3,
∵OA=OC=3,∠AOC=90°,
∴tan∠ACO===1,
∴∠ACO=45°,
∵点P为该抛物线上一点,且点P的横坐标为m,
∴P(m,m2+2m﹣3),
∵PE∥x轴,PF∥y轴,
∴F(m,﹣m﹣3),∠PFE=∠ACO=45°,∠EPF=90°,
∴=tan∠PFE=tan45°=1,
∴PE=PF=﹣m﹣3﹣(m2+2m﹣3)=﹣m2﹣3m,
∴PE+PF=2(﹣m2﹣3m)=﹣2(m+)2+,
∵﹣2<0,
∴当m=﹣时,PE+PF的最大值=;
②作点B关于y轴的对称点B′(﹣1,0),连接B′C,过点B′作B′D⊥B′C交CP于D,过点D作DE⊥x轴于E,
∵∠PCB=3∠OCB,
∴∠PCO=2∠OCB,
∵OB=OB′,OC⊥BB′,
∴tan∠OCB==,tan∠OCB′==,
∴tan∠OCB=tan∠OCB′,
∴∠OCB=∠OCB′,
∴∠PCB′=∠OCB,
∴tan∠PCB′=tan∠OCB=,即=,
∵B′C===,
∴B′D=,
∵∠CB′D=∠B′ED=90°,
∴∠DB′E+∠CB′O=90°,
∵∠OCB+∠CB′O=90°,
∴∠DB′E=∠OCB,
∴sin∠DB′E=sin∠OCB===,cos∠DB′E=cos∠OCB===,
∴=,=,
∴DE=B′D=×=,B′E=B′D=×=1,
∴OE=OB′+B′E=1+1=2,
∴D(﹣2,),
设直线CD解析式为y=k1x+b1,
则:,解得:,
∴直线CD解析式为y=x﹣3,
联立方程组:,解得:(舍去),;
∴m=.
()
