2026年经纶学典5星学霸九年级数学全一册浙教版第35页答案
1. 如图,抛物线$C_1:y=-\dfrac{1}{2}x^2+2x+2$的顶点为A,且与y轴交于点B,将抛物线$C_1$沿直线$y=a$对称后,得到抛物线$C_2$与y轴交于点C.
(1)求A,B两点坐标;
(2)若抛物线$C_2$上存在点D,使得$△ BCD$为等腰直角三角形,求出此时抛物线$C_2$的表达式.

答案


1. (1)令x=0,得$y=-\dfrac{1}{2}x^2+2x+2=2$,$\therefore B(0,2)$.$\because y=-\dfrac{1}{2}x^2+2x+2=-\dfrac{1}{2}(x-2)^2+4$,$\therefore A(2,4)$.
(2)$\because$ 将抛物线$C_1$沿直线$y=a$对称后,得到抛物线$C_2$与y轴交于点C,$\therefore$ 抛物线$C_2$的顶点坐标为$(2,2a-4)$,二次项系数为$\dfrac{1}{2}$,$C(0,2a-2)$,$\therefore$ 抛物线$C_2$的表达式为$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2+2a-4$.
①当$∠ BCD=90°$,$BC=CD$时,如,则$D(4,2a-2)$,$\therefore |2a-4|=4$,解得$a=0$或$a=4$,$\therefore$ 此时抛物线$C_2$的表达式为$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2-4$或$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2+4$;
②当$∠ CBD=90°$,$BC=BD$时,如,则$D(2+2\sqrt{3-a},2)$,$\therefore |2a-4|=2+2\sqrt{3-a}$,解得$a=3$或$a=2$(舍去)或$a=-1$,$\therefore$ 此时抛物线$C_2$的表达式为$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2+2$或$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2-6$;
③当$∠ BDC=90°$,$BD=CD$时,$D(2-a,a)$或$(a-2,a)$,根据对称性,点D在$C_1$上也在$C_2$上,如,$\therefore a=-\dfrac{1}{2}(2-a)^2+2(2-a)+2$或$a=-\dfrac{1}{2}(a-2)^2+2(a-2)+2$,解得$a=-4$或$a=2$(舍去)或$a=4$,抛物线$C_2$的表达式为$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2-12$或$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2+4$.综上所述,满足条件的抛物线的表达式为$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2-4$或$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2+4$或$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2+2$或$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2-6$或$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2-12$.

解析

【分析】
(1) 求点B坐标:点B是抛物线$C_1$与y轴的交点,y轴上点的横坐标为0,将$x=0$代入$C_1$的解析式即可求出对应y值,得到B点坐标;求顶点A坐标:将抛物线$C_1$的一般式配方为顶点式,即可直接得到顶点A的坐标。
(2) 首先根据轴对称的性质:抛物线沿直线$y=a$对称后,开口大小不变、方向相反,顶点、与y轴交点均关于直线$y=a$对称,先推导得到$C_2$的顶点坐标、解析式通式以及点C的坐标。再分三类讨论等腰直角$△ BCD$:①$∠ BCD$为直角,②$∠ CBD$为直角,③$∠ BDC$为直角,每类情况根据等腰直角三角形边和角的关系确定D点坐标,将D点坐标代入对应抛物线解析式求解a的值,排除不符合题意的解后,即可得到对应$C_2$的表达式。
【解析】
(1) 求点B坐标:令$x=0$,代入$y=-\dfrac{1}{2}x^2+2x+2$,得$y=2$,$\therefore B(0,2)$。
将抛物线$C_1$的一般式配方为顶点式:
$y=-\dfrac{1}{2}x^2+2x+2=-\dfrac{1}{2}(x^2-4x)+2=-\dfrac{1}{2}(x-2)^2+4$,
$\therefore$顶点A的坐标为$(2,4)$。
(2) $\because$抛物线$C_1$沿直线$y=a$对称得到抛物线$C_2$,
$\therefore C_2$的二次项系数为$\dfrac{1}{2}$(开口大小不变,方向相反),$C_1$的顶点$A(2,4)$关于$y=a$的对称点为$C_2$的顶点,即$C_2$顶点坐标为$(2,2a-4)$;
点$B(0,2)$关于$y=a$的对称点为C,$\therefore C(0,2a-2)$;
因此抛物线$C_2$的表达式为$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2+2a-4$。
分三种情况讨论$△ BCD$为等腰直角三角形:
①当$∠ BCD=90°$,$BC=CD$时,如,此时BC沿y轴,CD水平向右与BC垂直,得$D(4,2a-2)$,代入$C_2$解析式得$|2a-4|=4$,解得$a=0$或$a=4$,
对应$C_2$的表达式为$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2-4$或$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2+4$;
②当$∠ CBD=90°$,$BC=BD$时,如,此时BC沿y轴,BD水平向右与BC垂直,得$D(2+2\sqrt{3-a},2)$,代入得$|2a-4|=2+2\sqrt{3-a}$,解得$a=3$或$a=2$(舍去)或$a=-1$,
对应$C_2$的表达式为$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2+2$或$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2-6$;
③当$∠ BDC=90°$,$BD=CD$时,$D(2-a,a)$或$(a-2,a)$,根据对称性点D同时在$C_1$、$C_2$上,如,将D代入$C_1$解析式得$a=-\dfrac{1}{2}(2-a)^2+2(2-a)+2$或$a=-\dfrac{1}{2}(a-2)^2+2(a-2)+2$,解得$a=-4$或$a=2$(舍去)或$a=4$,
对应$C_2$的表达式为$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2-12$或$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2+4$。
【答案】
(1) $A(2,4)$,$B(0,2)$;
(2) 满足条件的抛物线$C_2$的表达式为$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2-4$或$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2+4$或$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2+2$或$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2-6$或$y=\dfrac{1}{2}(x-2)^2-12$。
【知识点】
二次函数的性质,轴对称的性质,等腰直角三角形的判定与性质
【点评】
本题结合二次函数的对称变换和等腰直角三角形的存在性问题,核心考查分类讨论思想的应用,要求学生熟练掌握二次函数顶点式的转化、点的对称规律,能根据不同直角顶点的情况准确定位点的坐标,对逻辑分析能力和计算能力有较高要求。
【难度系数】
0.3
2. (2025·牡丹江期中)如图,已知二次函数$y=-\frac{1}{6}x^2+bx+c$的图象经过点$A(0,6),B(8,6)$,矩形OABC的顶点C在x轴上,动点P从点C出发沿折线$C→B→A$运动,到达点A时停止,设点P运动的路程为$m(0<m<14)$。
(1)求二次函数的表达式。
(2)在点P的运动过程中,抛物线上是否存在点D,使$△ PDA$是等腰直角三角形?若存在,直接写出点D的坐标;若不存在,请说明理由。

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答案


2. (1)把点$A(0,6),B(8,6)$代入函数表达式$y=-\dfrac{1}{6}x^2+bx+c$,得$\begin{cases} -\dfrac{64}{6}+8b+c=6, \\ c=6, \end{cases}$解得$\begin{cases} b=\dfrac{4}{3}, \\ c=6, \end{cases}$$\therefore$ 二次函数的表达式为$y=-\dfrac{1}{6}x^2+\dfrac{4}{3}x+6$.
(2)存在.点D的坐标为$(-4,-2)$或$(2,8)$或$(6,8)$. 解析:当点P在BC边上且AP为等腰直角三角形的斜边时,如,过点D作$DM⊥ y$轴于点M,延长CB交MD的延长线于点N,则$∠ AMD=∠ DNP=90°$,$\therefore ∠ MAD+∠ MDA=90°$.$\because ∠ ADP=90°$,$\therefore ∠ PDN+∠ MDA=90°$,$\therefore ∠ MAD=∠ NDP$.在$△ AMD$和$△ DNP$中,$\begin{cases} ∠ AMD=∠ DNP, \\ ∠ MAD=∠ NDP, \\ AD=DP, \end{cases}$$\therefore △ AMD≌ △ DNP(\mathrm{AAS})$,$\therefore AM=DN$,$MD=NP$.
设点D的坐标为$(t,-\dfrac{1}{6}t^2+\dfrac{4}{3}t+6)$,则$MD=t$,$AM=ND=8-t$.
$\because OM=OA+AM=6+8-t$,$\therefore 6+8-t=-\dfrac{1}{6}t^2+\dfrac{4}{3}t+6$,整理得$t^2-14t+48=0$,解得$t_1=6$,$t_2=8$.当$t=8$时,$OM=OA+AM=6+8-t=6$,此时点D的坐标为$(8,6)$与点B重合,故应舍去,当$t=6$时,$OM=OA+AM=6+8-t=8$,此时点D的坐标为$(6,8)$.
当点P在AB边上且AD为等腰直角三角形的斜边时,如.
设点P的坐标为$(t,6)$,则点D的坐标为$(t,-\dfrac{1}{6}t^2+\dfrac{4}{3}t+6)$.$\because AP=DP$,$\therefore -\dfrac{1}{6}t^2+\dfrac{4}{3}t+6-6=t$,整理得$t^2-2t=0$,解得$t_1=0$,$t_2=2$,当$t=0$时,$-\dfrac{1}{6}t^2+\dfrac{4}{3}t+6=6$,此时点D的坐标为$(0,6)$,与A点重合,故应舍去,当$t=2$时,$-\dfrac{1}{6}t^2+\dfrac{4}{3}t+6=8$,此时点D的坐标为$(2,8)$.
当点P在BC边上且DP为等腰直角三角形的斜边时,如,过点D作$DF⊥ y$轴于点F,则$∠ AFD=∠ ABP=90°$.又$∠ DAP=∠ BAO=90°$,$\therefore ∠ DAF+∠ OAP=∠ BAP+∠ OAP=90°$,则$∠ DAF=∠ PAB$.在$△ AFD$和$△ ABP$中,$\begin{cases} ∠ AFD=∠ ABP, \\ ∠ DAF=∠ PAB, \\ AD=AP, \end{cases}$$\therefore △ AFD≌ △ ABP(\mathrm{AAS})$,$\therefore AF=AB=8$.$\because AO=6$,$\therefore FO=2$,$\therefore$ 点D的纵坐标为$-2$,解方程$-\dfrac{1}{6}t^2+\dfrac{4}{3}t+6=-2$,整理得$t^2-8t-48=0$,解得$t_1=12$,$t_2=-4$,当$t=12$时,此时点D与AP不能构成直角三角形,故应舍去,当$t=-4$时,对应的纵坐标为$(-4,-2)$.综上所述,点D的坐标为$(-4,-2)$或$(2,8)$或$(6,8)$.

解析

【分析】
(1) 已知二次函数仅含b、c两个未知参数,且图像过A、B两点,利用待定系数法将两点坐标代入解析式,得到关于b、c的二元一次方程组,解方程组即可求出参数,得到函数表达式。
(2) 探究等腰直角三角形的存在性,需分情况讨论:先按动点P的位置分为P在BC边、P在AB边两类,再结合等腰直角三角形的直角顶点(D、P、A三种可能),通过作辅助线构造全等三角形,利用全等三角形对应边相等的性质,结合点D在抛物线上的条件设坐标列方程求解,最后验证舍去不符合题意的解即可。
【解析】
(1) 把点$A(0,6),B(8,6)$代入函数表达式$y=-\dfrac{1}{6}x^2+bx+c$,得:
$\begin{cases} -\dfrac{64}{6}+8b+c=6, \\ c=6, \end{cases}$
解得$\begin{cases} b=\dfrac{4}{3}, \\ c=6, \end{cases}$
$\therefore$ 二次函数的表达式为$y=-\dfrac{1}{6}x^2+\dfrac{4}{3}x+6$。
(2) 存在,分三种情况讨论:
① 当点P在BC边上且AP为等腰直角三角形的斜边时,如,过点D作$DM⊥ y$轴于点M,延长CB交MD的延长线于点N,则$∠ AMD=∠ DNP=90°$,$\therefore ∠ MAD+∠ MDA=90°$。
$\because ∠ ADP=90°$,$\therefore ∠ PDN+∠ MDA=90°$,$\therefore ∠ MAD=∠ NDP$。
在$△ AMD$和$△ DNP$中,$\begin{cases} ∠ AMD=∠ DNP, \\ ∠ MAD=∠ NDP, \\ AD=DP, \end{cases}$
$\therefore △ AMD≌ △ DNP(\mathrm{AAS})$,$\therefore AM=DN$,$MD=NP$。
设点D的坐标为$(t,-\dfrac{1}{6}t^2+\dfrac{4}{3}t+6)$,则$MD=t$,$AM=ND=8-t$。
$\because OM=OA+AM=6+8-t$,$\therefore 6+8-t=-\dfrac{1}{6}t^2+\dfrac{4}{3}t+6$,
整理得$t^2-14t+48=0$,解得$t_1=6$,$t_2=8$。
当$t=8$时,点D坐标为$(8,6)$,与点B重合,舍去;当$t=6$时,$y=8$,点D坐标为$(6,8)$。
② 当点P在AB边上且AD为等腰直角三角形的斜边时,如。
设点P的坐标为$(t,6)$,则点D的坐标为$(t,-\dfrac{1}{6}t^2+\dfrac{4}{3}t+6)$。
$\because AP=DP$,$\therefore -\dfrac{1}{6}t^2+\dfrac{4}{3}t+6-6=t$,
整理得$t^2-2t=0$,解得$t_1=0$,$t_2=2$。
当$t=0$时,点D坐标为$(0,6)$,与A点重合,舍去;当$t=2$时,$y=8$,点D坐标为$(2,8)$。
③ 当点P在BC边上且DP为等腰直角三角形的斜边时,如,过点D作$DF⊥ y$轴于点F,则$∠ AFD=∠ ABP=90°$。
又$∠ DAP=90°$,$\therefore ∠ DAF+∠ OAP=∠ BAP+∠ OAP=90°$,则$∠ DAF=∠ PAB$。
在$△ AFD$和$△ ABP$中,$\begin{cases} ∠ AFD=∠ ABP, \\ ∠ DAF=∠ PAB, \\ AD=AP, \end{cases}$
$\therefore △ AFD≌ △ ABP(\mathrm{AAS})$,$\therefore AF=AB=8$。
$\because AO=6$,$\therefore FO=2$,即点D的纵坐标为$-2$,
解方程$-\dfrac{1}{6}t^2+\dfrac{4}{3}t+6=-2$,整理得$t^2-8t-48=0$,解得$t_1=12$,$t_2=-4$。
当$t=12$时,无法构成符合要求的等腰直角三角形,舍去;当$t=-4$时,点D坐标为$(-4,-2)$。
综上,符合条件的点D坐标为$(-4,-2)$或$(2,8)$或$(6,8)$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{y=-\dfrac{1}{6}x^2+\dfrac{4}{3}x+6}$
(2) 存在,点D的坐标为$\boldsymbol{(-4,-2)}$或$\boldsymbol{(2,8)}$或$\boldsymbol{(6,8)}$
【知识点】
1. 待定系数法求解析式
2. 等腰直角三角形性质
3. 全等三角形的判定与性质
【点评】
本题属于二次函数几何综合题,重点考查分类讨论思想的应用,解题时需按动点位置和直角顶点位置分类,通过构造全等三角形建立等量关系列方程求解,注意解出结果后要验证是否符合题意,舍去无效解。
【难度系数】
0.3