【二次函数专题二】平行四边形存在性问题探究
专题导入
导例: 如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=-x2-2x+3与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,顶点为P,如果以点P,A,C,D为顶点的四边形是平行四边形,则点D的坐标为 .
说明:我们知道不在同一直线上的三点A、B、C,在平面内另找一个点D,使以A,B,C,D为顶点的四边形是平行四边形.答案有三种,如图,以AB为对角线的□ACBD1,以AC为对角线的□ABCD2,以BC为对角线的□ABD3C.
方法点睛
方法指引:解平行四边形的存在性问题一般分三步:
第一步:寻找分类标准;
第二步:画图;
第三步:计算.
知识储备:
平行四边形顶点坐标公式:□ABCD的顶点坐标分别为A(xA,yA) ,B(xB,yB),C(xC,yC),D(xD,yD),则xA+xC=xB+xD;yA+yC=yB+yD.
证明:
∴xA+xC=xB+xD,yA+yC=yB+yD.即平行四边形对角线两端点的横坐标、纵坐标之和分别相等.
【导例答案】P,A,C三点是确定的,过△PAC的三个顶点分别画对边的平行线,三条直线两两相交,产生3个符合条件的点D(如图4).D1(2, 7),D2(-4, 1),D3(-2, -1).
典例精讲
类型一:已知三个定点、一个动点,探究平行四边形的存在性问题
例1 如图,抛物线y=x2-2x-3与x轴的负半轴交于A点,与y轴交于C点,顶点是M,经过C,M两点作直线与x轴交于点N.
(1)直接写出点A,C,N的坐标.
(2)在抛物线上是否存在这样的点P,使以点P,A,C,N为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
分析
(1)分别令________和________即可求得A,C两点的坐标,由抛物线的函数解析式即可求得顶点M的坐标,然后求出直线CM直线的函数解析式便可求得点N的坐标.
(2)根据能导例的方法,先求出使得以点P,A,C,N为顶点的四边形为平行四边形的点P的坐标,然后逐一代入抛物线的函数解析式验证得符合条件的点P.
类型二: 已知两个定点,探求限定条件下的另两个动点,使之构成平行四边形
例2 如图,矩形OABC在平面直角坐标系中,点A在x轴的正半轴上,点C在y轴的正半轴上,OA=4,OC=3,若抛物线的顶点在BC边上,且抛物线经过O,A两点,直线AC交抛物线于点D.
(1)求抛物线的函数解析式.
(2)求点D的坐标.
(3)若点M在抛物线上,点N在x轴上,是否存在以点A,D,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
分析
(1)由OA的长度确定出点A的坐标,再利用对称性得到顶点坐标,设出抛物线的顶点形式____________,将________的坐标代入求出a的值,即可确定出抛物线的函数解析式.
(2)设直线AC的函数解析式为y=kx+b,将点A,C的坐标代入求出k与b的值,确定出直线AC的函数解析式,与____________联立即可求出点D的坐标.
(3)存在,分两种情况考虑:
①若AD为平行四边形的对角线,则有MD∥________,MD=________;
②若AD为平行四边形的一边,则MN∥________,MN=________,此时通过画图可知有两种情况.
专题过关
1.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于点A(﹣4,0),B(2,0),与y轴交于点C(0,4),线段BC的中垂线与对称轴l交于点D,与x轴交于点F,与BC交于点E,对称轴l与x轴交于点H.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)求点D的坐标;
(3)点M为x轴上方抛物线上的点,在对称轴l上是否存在一点N,使得以点D,P,M.N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,则直接写出N点坐标;若不存在,请说明理由.
2. 如图,抛物线y=ax2+bx-3经过点A(2,-3),与x轴负半轴交于点B,与y轴交于点C,且OC=3OB.
(1)求抛物线的解析式.
(2)点D在y轴上,且∠BDO=∠BAC,求点D的坐标.
(3)点M在抛物线上,点N在抛物线的对称轴上,是否存在以点A,B,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
3.如图,是将抛物线y=-x2平移后得到的抛物线,其对称轴为直线x=1,与x轴的一个交点为A(-1,0),另一个交点为B,与y轴的交点为C.
(1)求抛物线的函数解析式.
(2)若点N为抛物线上一点,且BC⊥NC,求点N的坐标.
(3)点P是抛物线上一点,点Q是一次函数y=3/2x+3/2的图象上一点,若四边形OAPQ为平行四边形,则这样的点P,Q是否存在?若存在,分别求出点P,Q的坐标;若不存在,说明理由.
4. 已知抛物线y=x2-2x+a(a<0)与y轴相交于点A,顶点为M.直线y=1/2x-a分别与x轴、y轴相交于B、C两点,并且与直线AM相交于点N.
(1)填空:试用含a的代数式分别表示点M与N的坐标,则M( ), N( );
(2)如图,将△NAC沿y轴翻折,若点N的对应点N′恰好落在抛物线上,AN′与x轴交于点D,连接CD,求a的值和四边形ADCN的面积;
(3)在抛物线y=x2-2x+a(a<0)上是否存在一点P,使得以P、A、C、N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,试说明理由.
5.如图,直线AB:y=1/2x+2与x轴、y轴分别交于A,B两点,C是第一象限内直线AB上一点,过点C作CD⊥x轴于点D,且CD的长为7/2,P是x轴上的动点,N是直线AB上的动点.
(1)直接写出A,B两点的坐标;
(2)如图①,若点M的坐标为(0,-3/2),是否存在这样的P点.使以O,P,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若有在,请求出P点坐标;若不存在,请说明理由.
(3)如图②,将直线AB绕点C逆时针旋转交y轴于点F,交x轴于点E,若旋转角即∠ACE=45°,求△BFC的面积.