11.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c过点A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3),点M、N为抛物线上的动点,过点M作MD∥y轴,交直线BC于点D,交x轴于点E.
(1)求二次函数y=ax2+bx+c的表达式;
(2)过点N作NF⊥x轴,垂足为点F,若四边形MNFE为正方形(此处限定点M在对称轴的右侧),求该正方形的面积; (3)若∠DMN=90°,MD=MN,求点M的横坐标.
【分析】(1)待定系数法求解可得;
(2)设点M坐标为(m,﹣m2+2m+3),分别表示出ME=|﹣m2+2m+3|、MN=2m﹣2,由四边形MNFE为正方形知ME=MN,据此列出方程,分类讨论求解可得;
(3)先求出直线BC解析式,设点M的坐标为(a,﹣a2+2a+3),则点N(2﹣a,﹣a2+2a+3)、点D(a,﹣a+3),由MD=MN列出方程,根据点M的位置分类讨论求解可得.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c过点A(﹣1,0),B(3,0), ∴设抛物线的函数解析式为y=a(x+1)(x﹣3), 将点C(0,3)代入上式,得:3=a(0+1)(0﹣3), 解得:a=﹣1,
∴所求抛物线解析式为y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣x2+2x+3;
(2)由(1)知,抛物线的对称轴为x=﹣如图,设点M坐标为(m,﹣m2+2m+3), ∴ME=|﹣m2+2m+3|,
∵M、N关于x=1对称,且点M在对称轴右侧,
=1,
∴点N的横坐标为2﹣m, ∴MN=2m﹣2,
∵四边形MNFE为正方形, ∴ME=MN,
∴|﹣m2+2m+3|=2m﹣2, 分两种情况:
①当﹣m2+2m+3=2m﹣2时,解得:m1=当m=
时,正方形的面积为(2
、m2=﹣
(不符合题意,舍去), ;
(不符合题意,舍
﹣2)2=24﹣8
②当﹣m2+2m+3=2﹣2m时,解得:m3=2+去), 当m=2+
时,正方形的面积为[2(2+
,m4=2﹣
)﹣2]2=24+8
.
;
综上所述,正方形的面积为24+8
或24﹣8
(3)设BC所在直线解析式为y=kx+b, 把点B(3,0)、C(0,3)代入表达式,得:
,解得:
,
∴直线BC的函数表达式为y=﹣x+3,
设点M的坐标为(a,﹣a2+2a+3),则点N(2﹣a,﹣a2+2a+3),点D(a,﹣a+3),
①点M在对称轴右侧,即a>1,
则|﹣a+3﹣(﹣a2+2a+3)|=a﹣(2﹣a),即|a2﹣3a|=2a﹣2, 若a2﹣3a≥0,即a≤0或a≥3,a2﹣3a=2a﹣2, 解得:a=
或a=
<1(舍去);
若a2﹣3a<0,即0≤a≤3,a2﹣3a=2﹣2a, 解得:a=﹣1(舍去)或a=2; ②点M在对称轴左侧,即a<1,
则|﹣a+3﹣(﹣a2+2a+3)|=2﹣a﹣a,即|a2﹣3a|=2﹣2a, 若a2﹣3a≥0,即a≤0或a≥3,a2﹣3a=2﹣2a, 解得:a=﹣1或a=2(舍);
若a2﹣3a<0,即0≤a≤3,a2﹣3a=2a﹣2, 解得:a=
(舍去)或a=
;
综上,点M的横坐标为、2、﹣1、.
【点评】本题主要考查二次函数的综合问题,熟练掌握待定系数法求函数解析式及两点间的距离公式、解方程是解题的关键.
12.如图1,已知二次函数y=ax2+bx+c(a、b、c为常数,a≠0)的图象过点O(0,0)和点A(4,0),函数图象最低点M的纵坐标为﹣,直线l的解析式为y=x.
(1)求二次函数的解析式;
(2)直线l沿x轴向右平移,得直线l′,l′与线段OA相交于点B,与x轴下方的抛物线相交于点C,过点C作CE⊥x轴于点E,把△BCE沿直线l′折叠,当点E恰好落在抛物线上点E′时(图2),求直线l′的解析式;
(3)在(2)的条件下,l′与y轴交于点N,把△BON绕点O逆时针旋转135°得到△B′ON′,P为l′上的动点,当△PB′N′为等腰三角形时,求符合条件的点P的坐标.
【分析】(1)由题意抛物线的顶点坐标为(2,﹣),设抛物线的解析式为y=a(x﹣2)2﹣,把(0,0)代入得到a=,即可解决问题; (2)如图1中,设E(m,0),则C(m,m2﹣m),B(﹣m2+
m,0),
由E、B关于对称轴对称,可得=2,由此即可解决问题;
(3)分两种情形求解即可①当P1与N重合时,△P1B′N′是等腰三角形,此时P1(0,﹣3).②当N′=N′B′时,设P(m,m﹣3),列出方程解方程即可; 【解答】解:(1)由题意抛物线的顶点坐标为(2,﹣),设抛物线的解析式为y=a(x﹣2)2﹣,
把(0,0)代入得到a=,
∴抛物线的解析式为y=(x﹣2)2﹣,即y=x2﹣x.
(2)如图1中,设E(m,0),则C(m,m2﹣m),B(﹣m2+
m,0),
∵E′在抛物线上,易知四边形EBE′C是正方形,抛物线的对称轴也是正方形的对称轴,
∴E、B关于对称轴对称, ∴
=2,
解得m=1或6(舍弃), ∴B(3,0),C(1,﹣2), ∴直线l′的解析式为y=x﹣3.
(3)如图2中,
①当P1与N重合时,△P1B′N′是等腰三角形,此时P1(0,﹣3). ②当N′=N′B′时,设P(m,m﹣3), 则有(m﹣解得m=∴P2(
)2+(m﹣3﹣
或,
)2=(3, ),P3(
,
,
).
)
)2,
综上所述,满足条件的点P坐标为(0,﹣3)或(或(
,
).
【点评】本题考查二次函数综合题、待定系数法、等腰三角形的判定和性质、两点间距离公式等知识,解题的关键是学会用分类讨论的思想思考问题,学会根据方程,属于中考压轴题.
13.如图,矩形OABC的两边在坐标轴上,点A的坐标为(10,0),抛物线y=ax2+bx+4过点B,C两点,且与x轴的一个交点为D(﹣2,0),点P是线段CB上的动点,设CP=t(0<t<10).
(1)请直接写出B、C两点的坐标及抛物线的解析式;
(2)过点P作PE⊥BC,交抛物线于点E,连接BE,当t为何值时,∠PBE=∠OCD?
(3)点Q是x轴上的动点,过点P作PM∥BQ,交CQ于点M,作PN∥CQ,交BQ于点N,当四边形PMQN为正方形时,请求出t的值.
【分析】(1)由抛物线的解析式可求得C点坐标,由矩形的性质可求得B点坐标,由B、D的坐标,利用待定系数法可求得抛物线解析式;
(2)可设P(t,4),则可表示出E点坐标,从而可表示出PB、PE的长,由条件可证得△PBE∽△OCD,利用相似三角形的性质可得到关于t的方程,可求得t的值;
(3)当四边形PMQN为正方形时,则可证得△COQ∽△QAB,利用相似三角