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1、专题08 二次函数与平行四边形有关的问题(知识解读)【专题说明】二次函数为载体的平行四边形存在性问题是近年来中考的热点,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,很容易漏解为此,我借助探究平行四边形顶点坐标公式来解决这一类题,同学们要掌握好解决这类题型的基本思路和解题技巧。【解题思路】1. 线段中点坐标公式 2.平行四边形顶点公式: 分类:1. 三个定点,一个动点问题 已知三个定点的坐标,可设出抛物线上第四个顶点的坐标
2、,运用平行四边形顶点坐标公式列方程(组)求解。这种题型由于三个定点构成的三条线段中哪条为对角线不清楚,往往要以这三条线段分别为对角线分类,分三种情况讨论; 2. 两个定点、两个动点问题 这中题型往往比较特殊,一个动点在抛物线上,另一个动点在x轴(y轴)或对称轴或某一条直线上。设出抛物线上的动点坐标,另一个动点若在x轴上,纵坐标为0,则用平行四边形顶点纵坐标公式;若在y轴上,横坐标为0,则用平行四边形顶点横坐标公式。该动点哪个坐标已知就用与该坐标有关的公式。方法总结: 这种题型,关键是合理有序分类:无论式三定一动,还是两定两动,统统把抛物线上的动点作为第四个动点,其余三个作为顶点,分别以这三个定
3、点构成的三条线段为对角线分类,份三种情况讨论,然后运用平行四边形顶点坐标公式转化为方程(组),这种解法,不必画出平行四边形草图,只要合理分类,有序组合,从对角线入手不会漏解,条理清楚,而且适用范围广,其本质用代数的方法解决几何问题,体现的是分类讨论思想、属性结合的思想。【典例分析】【考点1 三定一动类型】【典例1】(2022乐业县二模)如图,抛物线yax2+bx3与x轴交于A(1,0)、B(3,0)两点,直线l与抛物线交于A、C两点,其中点C的横坐标是2(1)求抛物线的函数表达式;(2)在抛物线的对称轴上找一点P,使得PBC的周长最小,并求出点P的坐标;(3)在平面直角坐标系中,是否存在一点E
4、,使得以E、A、B、C为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点E的坐标;若不存在,请说明理由【变式1-1】(2022宝山区模拟)已知一个二次函数的图象经过A(1,0)、B(3,0)、C(0,3)三点,顶点为D(1)求这个二次函数的解析式;(2)求经过A、D两点的直线的表达式;(3)设P为直线AD上一点,且以A、P、C、B为顶点的四边形是平行四边形,求点P的坐标【变式1-2】(2021秋建昌县期末)如图,抛物线yx2+bx+c与x轴交于A(1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C,P是抛物线上一动点(1)求抛物线的解析式;(2)当点P在直线BC上方的抛物线上时,求PBC的最大面积,并直接写出
5、此时P点坐标;(3)若点M在抛物线的对称轴上,以B,C,P,M为顶点、BC为边的四边形能否是平行四边形?若能,请直接写出点P的坐标;若不能,请说明理由【考点2 两定两动类型】【典例2】(2022牡丹区三模)如图,直线yx+4与x轴交于点C,与y轴交于点B,抛物线yax2+x+c经过B,C两点(1)求抛物线的解析式;(2)E是直线BC上方抛物线上的一动点,当点E到直线BC的距离最大时,求点E的坐标;(3)Q是抛物线对称轴上的动点,在抛物线上是否存在点P,使得以P,Q,B,C为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由【变式2-1】(2022南京模拟)已知,如图,抛物
6、线与坐标轴相交于点A(1,0),C(0,3)两点,对称轴为直线x1,对称轴与x轴交于点D(1)求抛物线的解析式;(2)点F为二次函数图象上与点C对称的点,点M在抛物线上,点N在抛物线的对称轴上,是否存在以点F,A,M,N为顶点的平行四边形?若存在,直接写出点M的坐标,若不存在,说明理由【变式2-2】(2022东莞市校级一模)如图所示,抛物线yx2+bx+c交x轴于A、B两点(点A在点B的左侧),交y轴于点C(0,3),已知AB4,对称轴在y轴左侧(1)求抛物线的表达式;(2)若点N在对称轴上,则抛物线上是否存在点M,使得点A、O、N、M构成平行四边形,若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明
7、理由;【变式2-3】(2022百色一模)如图,已知抛物线yx2+bx+c与一直线相交于A(1,0),B(2,3)两点,抛物线的顶点为M(1)求抛物线的表达式及顶点M的坐标;(2)若抛物线的对称轴与直线AB相交于点N,E为直线AB上的任意一点,过点E作EFy轴交抛物线于点F,以M,N,E,F为顶点的四边形能否为平行四边形?若能,求出点E的坐标;若不能,请说明理由专题08 二次函数与平行四边形有关的问题(知识解读)【专题说明】二次函数为载体的平行四边形存在性问题是近年来中考的热点,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
8、“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,很容易漏解为此,我借助探究平行四边形顶点坐标公式来解决这一类题,同学们要掌握好解决这类题型的基本思路和解题技巧。【解题思路】2. 线段中点坐标公式 2.平行四边形顶点公式: 分类:3. 三个定点,一个动点问题 已知三个定点的坐标,可设出抛物线上第四个顶点的坐标,运用平行四边形顶点坐标公式列方程(组)求解。这种题型由于三个定点构成的三条线段中哪条为对角线不清楚,往往要以这三条线段分别为对角线分类,分三种情况讨论; 4. 两个定点、两个动点问题 这中题型往往比较特殊,一个动点在抛物线上,另一个动点
9、在x轴(y轴)或对称轴或某一条直线上。设出抛物线上的动点坐标,另一个动点若在x轴上,纵坐标为0,则用平行四边形顶点纵坐标公式;若在y轴上,横坐标为0,则用平行四边形顶点横坐标公式。该动点哪个坐标已知就用与该坐标有关的公式。方法总结: 这种题型,关键是合理有序分类:无论式三定一动,还是两定两动,统统把抛物线上的动点作为第四个动点,其余三个作为顶点,分别以这三个定点构成的三条线段为对角线分类,份三种情况讨论,然后运用平行四边形顶点坐标公式转化为方程(组),这种解法,不必画出平行四边形草图,只要合理分类,有序组合,从对角线入手不会漏解,条理清楚,而且适用范围广,其本质用代数的方法解决几何问题,体现的
10、是分类讨论思想、属性结合的思想。【典例分析】【考点1 三定一动类型】【典例1】(2022乐业县二模)如图,抛物线yax2+bx3与x轴交于A(1,0)、B(3,0)两点,直线l与抛物线交于A、C两点,其中点C的横坐标是2(1)求抛物线的函数表达式;(2)在抛物线的对称轴上找一点P,使得PBC的周长最小,并求出点P的坐标;(3)在平面直角坐标系中,是否存在一点E,使得以E、A、B、C为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点E的坐标;若不存在,请说明理由【解答】解:(1)抛物线yax2+bx3与x轴交于A(1,0)、B(3,0)两点,解得:,抛物线的函数表达式为yx22x3;(2)yx22x3(
11、x1)24,抛物线的对称轴为x1,A、B关于直线x1对称,所以AC与对称轴的交点为点P,此时CPBCPB+PC+BCAC+BC,此时BPC的周长最短,点C的横坐标是2,yC222233,C(2,3),设直线AC的解析式为ymx+n(m0),解得:,直线AC的解析式为yx1,当x1时,y112,P(1,2);(3)存在一点E,使得以E、A、B、C为顶点的四边形是平行四边形A(1,0),B(3,0),C(2,3),设E(x,y),当AB为对角线时,则,解得:,E(0,3);当AC为对角线时,则,解得:,E(2,3);当BC为对角线时,则,解得:,E(6,3)综上所述,E点坐标为(0,3)或(2,3
12、)或(6,3)【变式1-1】(2022宝山区模拟)已知一个二次函数的图象经过A(1,0)、B(3,0)、C(0,3)三点,顶点为D(1)求这个二次函数的解析式;(2)求经过A、D两点的直线的表达式;(3)设P为直线AD上一点,且以A、P、C、B为顶点的四边形是平行四边形,求点P的坐标【解答】解:(1)设yax2+bx+c,将点A(1,0)、B(3,0)、C(0,3)代入yax2+bx+c,解得,yx2+4x3;(2)yx2+4x3(x2)2+1,D(2,1),设直线AD的解析式为ykx+b,解得,yx1;(3)设P(t,t1),当AB为平行四边形的对角线时,t1+34,P(4,3);当AC为平
13、行四边形的对角线时,13+t,t2,P(2,3);当AP为平行四边形的对角线时,t+13,t2,P(2,1),此时3+01+0,P(2,1)不符合题意;综上所述:P点的坐标为(4,3)或(2,3)【变式1-2】(2021秋建昌县期末)如图,抛物线yx2+bx+c与x轴交于A(1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C,P是抛物线上一动点(1)求抛物线的解析式;(2)当点P在直线BC上方的抛物线上时,求PBC的最大面积,并直接写出此时P点坐标;(3)若点M在抛物线的对称轴上,以B,C,P,M为顶点、BC为边的四边形能否是平行四边形?若能,请直接写出点P的坐标;若不能,请说明理由【解答】解:(1)
14、抛物线yx2+bx+c与x轴交于A(1,0),B(3,0)两点,抛物线的解析式为yx22x+3;(2)如图1,由(1)知,抛物线的解析式为yx22x+3,令x0,则y3,C(0,3),设直线BC的解析式为ykx+3,点B(3,0),3k+30,k1,直线BC的解析式为yx+3,过点P作PQy轴交BC于Q,设P(m,m22m+3)(3m0),Q(m,m+3),PQm22m+3(m+3)m23m,SPBCPQ(xCxB)(m23m)0(3)(m+)2+,当m时,PBC的最大面积为,此时,点P的坐标为(,);(3)能是平行四边形;如图2,由(1)知,抛物线的解析式为yx22x+3,抛物线的对称轴为x
15、1,设点M(1,a),P(n,n22n+3),假设存在以B,C,P,M为顶点、BC为边的四边形是平行四边形,当四边形BCMP是平行四边形时,点C(0,3),B(3,0),(n+0)(3+(1),n4,P(4,5),当四边形BCPM是平行四边形时,点C(0,3),B(3,0),n+(3)(0+(1),n2,P(2,5),即:满足条件的点P(4,5)或(2,5)【考点2 两定两动类型】【典例2】(2022牡丹区三模)如图,直线yx+4与x轴交于点C,与y轴交于点B,抛物线yax2+x+c经过B,C两点(1)求抛物线的解析式;(2)E是直线BC上方抛物线上的一动点,当点E到直线BC的距离最大时,求点
16、E的坐标;(3)Q是抛物线对称轴上的动点,在抛物线上是否存在点P,使得以P,Q,B,C为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由【解答】解:(1)直线yx+4与x轴交于点C,与y轴交于点B,点B,C的坐标分别为B(0,4),C(4,0),把点B(0,4)和点C(4,0)代入抛物线yax2+x+c,得:,解之,得,抛物线的解析式为(2)BC为定值,当BEC的面积最大时,点E到BC的距离最大如图,过点E作EGy轴,交直线BC于点G设点E的坐标为,则点G的坐标为(m,m+4),当m2时,SBEC最大此时点E的坐标为(2,4)(3)存在由抛物线可得对称轴是直线x1Q是抛
17、物线对称轴上的动点,点Q的横坐标为1当BC为边时,点B到点C的水平距离是4,点Q到点P的水平距离也是4点P的横坐标是5或3,点P的坐标为或;当BC为对角线时,点Q到点C的水平距离是3,点B到点P的水平距离也是3,点P的坐标为综上所述,在抛物线上存在点P,使得以P,Q,B,C为顶点的四边形是平行四边形,点P的坐标是或或【变式2-1】(2022南京模拟)已知,如图,抛物线与坐标轴相交于点A(1,0),C(0,3)两点,对称轴为直线x1,对称轴与x轴交于点D(1)求抛物线的解析式;(2)点F为二次函数图象上与点C对称的点,点M在抛物线上,点N在抛物线的对称轴上,是否存在以点F,A,M,N为顶点的平行
18、四边形?若存在,直接写出点M的坐标,若不存在,说明理由【解答】解:(1)抛物线对称轴为直线x1,设抛物线ya(x1)2+k,把A(1,0),C(0,3)代入ya(x1)2+k得:,y(x1)24;(2)y(x1)24,yx22x3,依题意设N(1,n),M(m,m22m3),C(0,3),对称轴为直线x1,F(2,3),A(1,0),F(2,3),N(1,n),M(m,m22m3),当以AF为对角线时,m0,M(0,3),当以AN为对角线时,m2,M(2,5),当以AM为对角线时,m4,M(4,5),综上所述:M(0,3)或M(2,5)或M(4,5)【变式2-2】(2022东莞市校级一模)如图
19、所示,抛物线yx2+bx+c交x轴于A、B两点(点A在点B的左侧),交y轴于点C(0,3),已知AB4,对称轴在y轴左侧(1)求抛物线的表达式;(2)若点N在对称轴上,则抛物线上是否存在点M,使得点A、O、N、M构成平行四边形,若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由;【解答】解:(1)抛物线yx2+bx+c交y轴于点C(0,3),c3,抛物线的解析式为yx2+bx3,设A(x1,0),B(x2,0),由题意得x2x14,(x1+x2)24x1x216,x1+x2b,x1x23,b2+1216,b2,又对称轴在y轴左侧,b2,抛物线的表达式为yx2+2x3;(2)存在点M,使得点A、O、
20、N、M构成平行四边形抛物线的解析式为yx2+2x3,y0时,x3或x1,A(3,0),B(1,0),若OA为边,AOMN,OAMN3,N在对称轴x1上,点M的横坐标为2或4,当x2时,y5,当x4时,y5,M(2,5)或(4,5);若OA为对角线时,A(3,0),O(0,0),OA的中点的坐标为(,0),N在直线x1上,设M的横坐标为m,m2,把m2代入抛物线解析式得y3,M(2,3)综上所述,M的坐标为(2,5)或(4,5)或(2,3);(3)B(1,0),C(0,3),SOBC,SOBCSPBC,设BC的解析式为ykx+n,直线BC的解析式为y3x3,过点O作OPBC交抛物线于P,则SOB
21、CSPBC,直线OP的解析式为y3x,解得,P(,)或(,)【变式2-3】(2022百色一模)如图,已知抛物线yx2+bx+c与一直线相交于A(1,0),B(2,3)两点,抛物线的顶点为M(1)求抛物线的表达式及顶点M的坐标;(2)若抛物线的对称轴与直线AB相交于点N,E为直线AB上的任意一点,过点E作EFy轴交抛物线于点F,以M,N,E,F为顶点的四边形能否为平行四边形?若能,求出点E的坐标;若不能,请说明理由【解答】解:(1)由题意得:,解得,所以抛物线的解析式为:yx2+2x+3;yx2+2x+3(x1)2+4,顶点M的坐标为(1,4)(2)能设点E的横坐标为t,则点F的横坐标为t,当1t2,由(2)得,EF(t2+2t+3)(t+1)t2+t+2;yx2+2x+3(x1)2+4,该抛物线的对称轴为直线x1,顶点M的坐标为(1,4),直线AB:yx+1,当x1时,y2,B(1,2),BD422,EFMN,当EFMN2时,四边形MNEF是平行四边形,t2+t+22,解得t10,t21(不符合题意,舍去),直线yx+1,当x0时,y1,E(0,1);当x1或x2时,则EF(t+1)(t2+2t+3)t2t2,t2t22,解得t1,t2,直线yx+1,当x时,y;当x时,y,E(,),E(,),综上所述,点E的坐标为(0,1)或(,)或(,)