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文档简介

1、中考数学综合提高训练第一部分 函数图象中点的存在性问题1.1 因动点产生的相似三角形问题 例1 如图1,已知抛物线(b是实数且b2)与x轴的正半轴分别交于点A、B(点A位于点B是左侧),与y轴的正半轴交于点C(1)点B的坐标为_,点C的坐标为_(用含b的代数式表示);(2)请你探索在第一象限内是否存在点P,使得四边形PCOB的面积等于2b,且PBC是以点P为直角顶点的等腰直角三角形?如果存在,求出点P的坐标;如果不存在,请说明理由;(3)请你进一步探索在第一象限内是否存在点Q,使得QCO、QOA和QAB中的任意两个三角形均相似(全等可看作相似的特殊情况)?如果存在,求出点Q的坐标;如果不存在,

2、请说明理由图1满分解答(1)B的坐标为(b, 0),点C的坐标为(0, )(2)如图2,过点P作PDx轴,PEy轴,垂足分别为D、E,那么PDBPEC因此PDPE设点P的坐标为(x, x)如图3,联结OP所以S四边形PCOBSPCOSPBO2b解得所以点P的坐标为()图2 图3(3)由,得A(1, 0),OA1如图4,以OA、OC为邻边构造矩形OAQC,那么OQCQOA当,即时,BQAQOA所以解得所以符合题意的点Q为()如图5,以OC为直径的圆与直线x1交于点Q,那么OQC90°。因此OCQQOA当时,BQAQOA此时OQB90°所以C、Q、B三点共线因此,即解得此时Q(

3、1,4)图4 图5考点伸展第(3)题的思路是,A、C、O三点是确定的,B是x轴正半轴上待定的点,而QOA与QOC是互余的,那么我们自然想到三个三角形都是直角三角形的情况这样,先根据QOA与QOC相似把点Q的位置确定下来,再根据两直角边对应成比例确定点B的位置如图中,圆与直线x1的另一个交点会不会是符合题意的点Q呢?如果符合题意的话,那么点B的位置距离点A很近,这与OB4OC矛盾例2 如图1,已知抛物线的方程C1: (m0)与x轴交于点B、C,与y轴交于点E,且点B在点C的左侧(1)若抛物线C1过点M(2, 2),求实数m的值;(2)在(1)的条件下,求BCE的面积;(3)在(1)的条件下,在抛

4、物线的对称轴上找一点H,使得BHEH最小,求出点H的坐标;(4)在第四象限内,抛物线C1上是否存在点F,使得以点B、C、F为顶点的三角形与BCE相似?若存在,求m的值;若不存在,请说明理由图1解答(1)将M(2, 2)代入,得解得m4(2)当m4时,所以C(4, 0),E(0, 2)所以SBCE(3)如图2,抛物线的对称轴是直线x1,当H落在线段EC上时,BHEH最小设对称轴与x轴的交点为P,那么因此解得所以点H的坐标为(4)如图3,过点B作EC的平行线交抛物线于F,过点F作FFx轴于F由于BCEFBC,所以当,即时,BCEFBC设点F的坐标为,由,得解得xm2所以F(m2, 0)由,得所以由

5、,得整理,得016此方程无解图2 图3 图4如图4,作CBF45°交抛物线于F,过点F作FFx轴于F,由于EBCCBF,所以,即时,BCEBFC在RtBFF中,由FFBF,得解得x2m所以F所以BF2m2,由,得解得综合、,符合题意的m为考点伸展第(4)题也可以这样求BF的长:在求得点F、F的坐标后,根据两点间的距离公式求BF的长例3直线分别交x轴、y轴于A、B两点,AOB绕点O按逆时针方向旋转90°后得到COD,抛物线yax2bxc经过A、C、D三点(1) 写出点A、B、C、D的坐标;(2) 求经过A、C、D三点的抛物线表达式,并求抛物线顶点G的坐标;(3) 在直线BG上

6、是否存在点Q,使得以点A、B、Q为顶点的三角形与COD相似?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由图1解答(1)A(3,0),B(0,1),C(0,3),D(1,0)(2)因为抛物线yax2bxc经过A(3,0)、C(0,3)、D(1,0) 三点,所以 解得 所以抛物线的解析式为yx22x3(x1)24,顶点G的坐标为(1,4)(3)如图2,直线BG的解析式为y3x1,直线CD的解析式为y3x3,因此CD/BG因为图形在旋转过程中,对应线段的夹角等于旋转角,所以ABCD因此ABBG,即ABQ90°因为点Q在直线BG上,设点Q的坐标为(x,3x1),那么RtCOD的两条直角边的

7、比为13,如果RtABQ与RtCOD相似,存在两种情况:当时,解得所以,当时,解得所以, 图2 图3考点伸展第(3)题在解答过程中运用了两个高难度动作:一是用旋转的性质说明ABBG;二是我们换个思路解答第(3)题:如图3,作GHy轴,QNy轴,垂足分别为H、N通过证明AOBBHG,根据全等三角形的对应角相等,可以证明ABG90°在RtBGH中,当时,在RtBQN中,当Q在B上方时,;当Q在B下方时,当时,同理得到,例4 RtABC在直角坐标系内的位置如图1所示,反比例函数在第一象限内的图象与BC边交于点D(4,m),与AB边交于点E(2,n),BDE的面积为2(1)求m与n的数量关系

8、;(2)当tanA时,求反比例函数的解析式和直线AB的表达式;(3)设直线AB与y轴交于点F,点P在射线FD上,在(2)的条件下,如果AEO与EFP 相似,求点P的坐标图1解答(1)如图1,因为点D(4,m)、E(2,n)在反比例函数的图象上,所以 整理,得n2m(2)如图2,过点E作EHBC,垂足为H在RtBEH中,tanBEHtanA,EH2,所以BH1因此D(4,m),E(2,2m),B(4,2m1)已知BDE的面积为2,所以解得m1因此D(4,1),E(2,2),B(4,3)因为点D(4,1)在反比例函数的图象上,所以k4因此反比例函数的解析式为设直线AB的解析式为ykxb,代入B(4

9、,3)、E(2,2),得 解得,因此直线AB的函数解析式为图2 图3 图4(3)如图3,因为直线与y轴交于点F(0,1),点D的坐标为(4,1),所以FD/ x轴,EFPEAO因此AEO与EFP 相似存在两种情况:如图3,当时,解得FP1此时点P的坐标为(1,1)如图4,当时,解得FP5此时点P的坐标为(5,1)考点伸展本题的题设部分有条件“RtABC在直角坐标系内的位置如图1所示”,如果没有这个条件限制,保持其他条件不变,那么还有如图5的情况:第(1)题的结论m与n的数量关系不变第(2)题反比例函数的解析式为,直线AB为第(3)题FD不再与x轴平行,AEO与EFP 也不可能相似图5例5如图1

10、,已知梯形OABC,抛物线分别过点O(0,0)、A(2,0)、B(6,3)(1)直接写出抛物线的对称轴、解析式及顶点M的坐标;(2)将图1中梯形OABC的上下底边所在的直线OA、CB以相同的速度同时向上平移,分别交抛物线于点O1、A1、C1、B1,得到如图2的梯形O1A1B1C1设梯形O1A1B1C1的面积为S,A1、 B1的坐标分别为 (x1,y1)、(x2,y2)用含S的代数式表示x2x1,并求出当S=36时点A1的坐标;(3)在图1中,设点D的坐标为(1,3),动点P从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿着线段BC运动,动点Q从点D出发,以与点P相同的速度沿着线段DM运动P、Q两点同时出

11、发,当点Q到达点M时,P、Q两点同时停止运动设P、Q两点的运动时间为t,是否存在某一时刻t,使得直线PQ、直线AB、x轴围成的三角形与直线PQ、直线AB、抛物线的对称轴围成的三角形相似?若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由 图1 图2解答(1)抛物线的对称轴为直线,解析式为,顶点为M(1,)(2) 梯形O1A1B1C1的面积,由此得到由于,所以整理,得因此得到当S=36时, 解得 此时点A1的坐标为(6,3)(3)设直线AB与PQ交于点G,直线AB与抛物线的对称轴交于点E,直线PQ与x轴交于点F,那么要探求相似的GAF与GQE,有一个公共角G在GEQ中,GEQ是直线AB与抛物线对称轴的夹

12、角,为定值在GAF中,GAF是直线AB与x轴的夹角,也为定值,而且GEQGAF因此只存在GQEGAF的可能,GQEGAF这时GAFGQEPQD由于,所以解得 图3 图4考点伸展第(3)题是否存在点G在x轴上方的情况?如图4,假如存在,说理过程相同,求得的t的值也是相同的事实上,图3和图4都是假设存在的示意图,实际的图形更接近图3例6 如图1,已知点A (-2,4) 和点B (1,0)都在抛物线上(1)求m、n;(2)向右平移上述抛物线,记平移后点A的对应点为A,点B的对应点为B,若四边形A ABB为菱形,求平移后抛物线的表达式;(3)记平移后抛物线的对称轴与直线AB 的交点为C,试在x轴上找一

13、个点D,使得以点B、C、D为顶点的三角形与ABC相似图1 动感体验请打开几何画板文件名“10宝山24”,拖动点A向右平移,可以体验到,平移5个单位后,四边形A ABB为菱形再拖动点D在x轴上运动,可以体验到,BCD与ABC相似有两种情况思路点拨1点A与点B的坐标在3个题目中处处用到,各具特色第(1)题用在待定系数法中;第(2)题用来计算平移的距离;第(3)题用来求点B 的坐标、AC和BC的长2抛物线左右平移,变化的是对称轴,开口和形状都不变3探求ABC与BCD相似,根据菱形的性质,BACCBD,因此按照夹角的两边对应成比例,分两种情况讨论满分解答(1) 因为点A (-2,4) 和点B (1,0

14、)都在抛物线上,所以 解得,(2)如图2,由点A (-2,4) 和点B (1,0),可得AB5因为四边形A ABB为菱形,所以A ABB AB5因为,所以原抛物线的对称轴x1向右平移5个单位后,对应的直线为x4因此平移后的抛物线的解析式为图2(3) 由点A (-2,4) 和点B (6,0),可得A B如图2,由AM/CN,可得,即解得所以根据菱形的性质,在ABC与BCD中,BACCBD如图3,当时,解得此时OD3,点D的坐标为(3,0)如图4,当时,解得此时OD,点D的坐标为(,0) 图3 图4考点伸展在本题情境下,我们还可以探求BCD与AB B相似,其实这是有公共底角的两个等腰三角形,容易想

15、象,存在两种情况我们也可以讨论BCD与CB B相似,这两个三角形有一组公共角B,根据对应边成比例,分两种情况计算例7 2009年临沂市中考第26题如图1,抛物线经过点A(4,0)、B(1,0)、C(0,2)三点(1)求此抛物线的解析式;(2)P是抛物线上的一个动点,过P作PMx轴,垂足为M,是否存在点P,使得以A、P、M为顶点的三角形与OAC相似?若存在,请求出符合条件的 点P的坐标;若不存在,请说明理由;(3)在直线AC上方的抛物线是有一点D,使得DCA的面积最大,求出点D的坐标,图1动感体验 请打开几何画板文件名“09临沂26”,拖动点P在抛物线上运动,可以体验到,PAM的形状在变化,分别

16、双击按钮“P在B左侧”、“ P在x轴上方”和“P在A右侧”,可以显示PAM与OAC相似的三个情景双击按钮“第(3)题”, 拖动点D在x轴上方的抛物线上运动,观察DCA的形状和面积随D变化的图象,可以体验到,E是AC的中点时,DCA的面积最大思路点拨1已知抛物线与x轴的两个交点,用待定系数法求解析式时,设交点式比较简便2数形结合,用解析式表示图象上点的坐标,用点的坐标表示线段的长3按照两条直角边对应成比例,分两种情况列方程4把DCA可以分割为共底的两个三角形,高的和等于OA满分解答 (1)因为抛物线与x轴交于A(4,0)、B(1,0)两点,设抛物线的解析式为,代入点C的 坐标(0,2),解得所以

17、抛物线的解析式为(2)设点P的坐标为如图2,当点P在x轴上方时,1x4,如果,那么解得不合题意如果,那么解得此时点P的坐标为(2,1)如图3,当点P在点A的右侧时,x4,解方程,得此时点P的坐标为解方程,得不合题意如图4,当点P在点B的左侧时,x1,解方程,得此时点P的坐标为解方程,得此时点P与点O重合,不合题意综上所述,符合条件的 点P的坐标为(2,1)或或 图2 图3 图4(3)如图5,过点D作x轴的垂线交AC于E直线AC的解析式为设点D的横坐标为m,那么点D的坐标为,点E的坐标为所以因此当时,DCA的面积最大,此时点D的坐标为(2,1) 图5 图6考点伸展第(3)题也可以这样解:如图6,

18、过D点构造矩形OAMN,那么DCA的面积等于直角梯形CAMN的面积减去CDN和ADM的面积设点D的横坐标为(m,n),那么由于,所以例8 如图1,ABC中,AB5,AC3,cosAD为射线BA上的点(点D不与点B重合),作DE/BC交射线CA于点E.(1) 若CEx,BDy,求y与x的函数关系式,并写出函数的定义域;(2) 当分别以线段BD,CE为直径的两圆相切时,求DE的长度;(3) 当点D在AB边上时,BC边上是否存在点F,使ABC与DEF相似?若存在,请求出线段BF的长;若不存在,请说明理由 图1 备用图 备用图解答 (1)如图2,作BHAC,垂足为点H在RtABH中,AB5,cosA,

19、所以AHAC所以BH垂直平分AC,ABC 为等腰三角形,ABCB5 因为DE/BC,所以,即于是得到,()(2)如图3,图4,因为DE/BC,所以,即,因此,圆心距 图2 图3 图4在M中,在N中,当两圆外切时,解得或者如图5,符合题意的解为,此时当两圆内切时,当x6时,解得,如图6,此时E在CA的延长线上,;当x6时,解得,如图7,此时E在CA的延长线上, 图5 图6 图7(3)因为ABC是等腰三角形,因此当ABC与DEF相似时,DEF也是等腰三角形如图8,当D、E、F为ABC的三边的中点时,DE为等腰三角形DEF的腰,符合题意,此时BF2.5根据对称性,当F在BC边上的高的垂足时,也符合题

20、意,此时BF4.1如图9,当DE为等腰三角形DEF的底边时,四边形DECF是平行四边形,此时 图8 图9 图10 图11考点伸展第(3)题的情景是一道典型题,如图10,如图11,AH是ABC的高,D、E、F为ABC的三边的中点,那么四边形DEHF是等腰梯形例9 图1解答(1),(2)由抛物线的解析式,得点M的坐标为,点N的坐标为因此MN的中点D的坐标为(2,0),DN3因为AOB是等腰直角三角形,如果DNE与AOB相似,那么DNE也是等腰直角三角形如图2,如果DN为直角边,那么点E的坐标为E1(2,3)或E2(2,3)将E1(2,3)代入,求得此时抛物线的解析式为将E2(2,3)代入,求得此时

21、抛物线的解析式为如果DN为斜边,那么点E的坐标为E3或E4将E3代入,求得此时抛物线的解析式为将E4代入,求得此时抛物线的解析式为 图2 图3对于点E为E1(2,3)和E3,直线NE是相同的,ENP45°又OBP45°,PP,所以POBPGN因此对于点E为E2(2,3)和E4,直线NE是相同的此时点G在直线的右侧,又,所以考点伸展在本题情景下,怎样计算PB的长?如图3,作AFAB交OP于F,那么OBCOAF,OFOC,PF,PA,所以1.2 因动点产生的等腰三角形问题例1如图1,抛物线yax2bxc经过A(1,0)、B(3, 0)、C(0 ,3)三点,直线l是抛物线的对称轴

22、(1)求抛物线的函数关系式;(2)设点P是直线l上的一个动点,当PAC的周长最小时,求点P的坐标;(3)在直线l上是否存在点M,使MAC为等腰三角形,若存在,直接写出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由图1 解答(1)因为抛物线与x轴交于A(1,0)、B(3, 0)两点,设ya(x1)(x3),代入点C(0 ,3),得3a3解得a1所以抛物线的函数关系式是y(x1)(x3)x22x3(2)如图2,抛物线的对称轴是直线x1当点P落在线段BC上时,PAPC最小,PAC的周长最小设抛物线的对称轴与x轴的交点为H由,BOCO,得PHBH2所以点P的坐标为(1, 2)图2(3)点M的坐标为(1

23、, 1)、(1,)、(1,)或(1,0)考点伸展第(3)题的解题过程是这样的:设点M的坐标为(1,m)在MAC中,AC210,MC21(m3)2,MA24m2如图3,当MAMC时,MA2MC2解方程4m21(m3)2,得m1此时点M的坐标为(1, 1)如图4,当AMAC时,AM2AC2解方程4m210,得此时点M的坐标为(1,)或(1,)如图5,当CMCA时,CM2CA2解方程1(m3)210,得m0或6当M(1, 6)时,M、A、C三点共线,所以此时符合条件的点M的坐标为(1,0)图3 图4 图5例2如图1,点A在x轴上,OA4,将线段OA绕点O顺时针旋转120°至OB的位置(1)

24、求点B的坐标;(2)求经过A、O、B的抛物线的解析式;(3)在此抛物线的对称轴上,是否存在点P,使得以点P、O、B为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由图1解答(1)如图2,过点B作BCy轴,垂足为C在RtOBC中,BOC30°,OB4,所以BC2,所以点B的坐标为(2)因为抛物线与x轴交于O、A(4, 0),设抛物线的解析式为yax(x4),代入点B,解得所以抛物线的解析式为(3)抛物线的对称轴是直线x2,设点P的坐标为(2, y)当OPOB4时,OP216所以4+y216解得当P在时,B、O、P三点共线(如图2)当BPBO4时,BP216所以解得当

25、PBPO时,PB2PO2所以解得综合、,点P的坐标为,如图2所示图2 图3考点伸展如图3,在本题中,设抛物线的顶点为D,那么DOA与OAB是两个相似的等腰三角形由,得抛物线的顶点为因此所以DOA30°,ODA120°例3如图1,已知正方形OABC的边长为2,顶点A、C分别在x、y轴的正半轴上,M是BC的中点P(0,m)是线段OC上一动点(C点除外),直线PM交AB的延长线于点D(1)求点D的坐标(用含m的代数式表示);(2)当APD是等腰三角形时,求m的值;(3)设过P、M、B三点的抛物线与x轴正半轴交于点E,过点O作直线ME的垂线,垂足为H(如图2)当点P从O向C运动时,

26、点H也随之运动请直接写出点H所经过的路长(不必写解答过程)图1 图2解答(1)因为PC/DB,所以因此PMDM,CPBD2m所以AD4m于是得到点D的坐标为(2,4m)(2)在APD中,当APAD时,解得(如图3)当PAPD时,解得(如图4)或(不合题意,舍去)当DADP时,解得(如图5)或(不合题意,舍去)综上所述,当APD为等腰三角形时,m的值为,或图3 图4 图5(3)点H所经过的路径长为考点伸展第(2)题解等腰三角形的问题,其中、用几何说理的方法,计算更简单:如图3,当APAD时,AM垂直平分PD,那么PCMMBA所以因此,如图4,当PAPD时,P在AD的垂直平分线上所以DA2PO因此

27、解得第(2)题的思路是这样的:如图6,在RtOHM中,斜边OM为定值,因此以OM为直径的G经过点H,也就是说点H在圆弧上运动运动过的圆心角怎么确定呢?如图7,P与O重合时,是点H运动的起点,COH45°,CGH90°图6 图7例4如图1,已知一次函数yx7与正比例函数的图象交于点A,且与x轴交于点B(1)求点A和点B的坐标;(2)过点A作ACy轴于点C,过点B作直线l/y轴动点P从点O出发,以每秒1个单位长的速度,沿OCA的路线向点A运动;同时直线l从点B出发,以相同速度向左平移,在平移过程中,直线l交x轴于点R,交线段BA或线段AO于点Q当点P到达点A时,点P和直线l都停

28、止运动在运动过程中,设动点P运动的时间为t秒当t为何值时,以A、P、R为顶点的三角形的面积为8?是否存在以A、P、Q为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求t的值;若不存在,请说明理由 图1 解答(1)解方程组 得 所以点A的坐标是(3,4)令,得所以点B的坐标是(7,0)(2)如图2,当P在OC上运动时,0t4由,得整理,得解得t2或t6(舍去)如图3,当P在CA上运动时,APR的最大面积为6因此,当t2时,以A、P、R为顶点的三角形的面积为8图2 图3 图4我们先讨论P在OC上运动时的情形,0t4如图1,在AOB中,B45°,AOB45°,OB7,所以OBAB因此OABA

29、OBB如图4,点P由O向C运动的过程中,OPBRRQ,所以PQ/x轴因此AQP45°保持不变,PAQ越来越大,所以只存在APQAQP的情况此时点A在PQ的垂直平分线上,OR2CA6所以BR1,t1我们再来讨论P在CA上运动时的情形,4t7在APQ中, 为定值,如图5,当APAQ时,解方程,得如图6,当QPQA时,点Q在PA的垂直平分线上,AP2(OROP)解方程,得如7,当PAPQ时,那么因此解方程,得综上所述,t1或或5或时,APQ是等腰三角形 图5 图6 图7例5 如图1,在直角坐标平面内有点A(6, 0),B(0, 8),C(4, 0),点M、N分别为线段AC和射线AB上的动点

30、,点M以2个单位长度/秒的速度自C向A方向作匀速运动,点N以5个单位长度/秒的速度自A向B方向作匀速运动,MN交OB于点P(1)求证:MNNP为定值;(2)若BNP与MNA相似,求CM的长;(3)若BNP是等腰三角形,求CM的长图1解答(1)如图2,图3,作NQx轴,垂足为Q设点M、N的运动时间为t秒在RtANQ中,AN5t,NQ4t ,AQ3t在图2中,QO63t,MQ105t,所以MNNPMQQO53在图3中,QO3t6,MQ5t10,所以MNNPMQQO53(2)因为BNP与MNA有一组邻补角,因此这两个三角形要么是一个锐角三角形和一个钝角三角形,要么是两个直角三角形只有当这两个三角形都

31、是直角三角形时才可能相似如图4,BNPMNA,在RtAMN中,所以解得此时CM 图2 图3 图4(3)如图5,图6,图7中,即所以当N在AB上时,在BNP中,B是确定的,()如图5,当BPBN时,解方程,得此时CM()如图6,当NBNP时,解方程,得此时CM()当PBPN时,解方程,得t的值为负数,因此不存在PBPN的情况如图7,当点N在线段AB的延长线上时,B是钝角,只存在BPBN的可能,此时解方程,得此时CM 图5 图6 图7考点伸展如图6,当NBNP时,NMA是等腰三角形,这样计算简便一些例6如图1,在矩形ABCD中,ABm(m是大于0的常数),BC8,E为线段BC上的动点(不与B、C重

32、合)连结DE,作EFDE,EF与射线BA交于点F,设CEx,BFy(1)求y关于x的函数关系式; (2)若m8,求x为何值时,y的值最大,最大值是多少?(3)若,要使DEF为等腰三角形,m的值应为多少?图1解答(1)因为EDC与FEB都是DEC的余角,所以EDCFEB又因为CB90°,所以DCEEBF因此,即整理,得y关于x的函数关系为(2)如图2,当m8时,因此当x4时,y取得最大值为2(3) 若,那么整理,得解得x2或x6要使DEF为等腰三角形,只存在EDEF的情况因为DCEEBF,所以CEBF,即xy将xy 2代入,得m6(如图3);将xy 6代入,得m2(如图4) 图2 图3

33、 图4例7已知:如图1,在平面直角坐标系xOy中,矩形OABC的边OA在y轴的正半轴上,OC在x轴的正半轴上,OA2,OC3,过原点O作AOC的平分线交AB于点D,连结DC,过点D作DEDC,交OA于点E(1)求过点E、D、C的抛物线的解析式;(2)将EDC绕点D按顺时针方向旋转后,角的一边与y轴的正半轴交于点F,另一边与线段OC交于点G如果DF与(1)中的抛物线交于另一点M,点M的横坐标为,那么EF2GO是否成立?若成立,请给予证明;若不成立,请说明理由;(3)对于(2)中的点G,在位于第一象限内的该抛物线上是否存在点Q,使得直线GQ与AB的交点P与点C、G构成的PCG是等腰三角形?若存在,

34、请求出点Q的坐标;若不存在成立,请说明理由图1解答(1)由于OD平分AOC,所以点D的坐标为(2,2),因此BCAD1由于BCDADE,所以BDAE1,因此点E的坐标为(0,1)设过E、D、C三点的抛物线的解析式为,那么 解得,因此过E、D、C三点的抛物线的解析式为(2)把代入,求得所以点M的坐标为如图2,过点M作MNAB,垂足为N,那么,即解得图2因为EDC绕点D旋转的过程中,DCGDEF,所以CGEF2因此GO1,EF2GO(3)在第(2)中,GC2设点Q的坐标为如图3,当CPCG2时,点P与点B(3,2)重合,PCG是等腰直角三角形此时,因此。由此得到点Q的坐标为如图4,当GPGC2时,

35、点P的坐标为(1,2)此时点Q的横坐标为1,点Q的坐标为如图5,当PGPC时,点P在GC的垂直平分线上,点P、Q与点D重合此时点Q的坐标为(2,2) 图3 图4 图5考点伸展在第(2)题情景下,EDC绕点D旋转的过程中,FG的长怎样变化?设AF的长为m,那么点F由E开始沿射线EA运动的过程中,FG先是越来越小,F与A重合时,FG达到最小值;F经过点A以后,FG越来越大,当C与O重合时,FG达到最大值4例 8如图1,在等腰梯形ABCD中,AD/BC,E是AB的中点,过点E作EF/BC交CD于点F,AB4,BC6,B60°(1)求点E到BC的距离;(2)点P为线段EF上的一个动点,过点P

36、作PMEF交BC于M,过M作MN/AB交折线ADC于N,连结PN,设EPx当点N在线段AD上时(如图2),PMN的形状是否发生改变?若不变,求出PMN的周长;若改变,请说明理由;当点N在线段DC上时(如图3),是否存在点P,使PMN为等腰三角形?若存在,请求出所有满足条件的x的值;若不存在,请说明理由 图1 图2 图3解答(1)如图4,过点E作EGBC于G在RtBEG中,B60°,所以,所以点E到BC的距离为(2)因为AD/EF/BC,E是AB的中点,所以F是DC的中点因此EF是梯形ABCD的中位线,EF4如图4,当点N在线段AD上时,PMN的形状不是否发生改变过点N作NHEF于H,

37、设PH与NM交于点Q在矩形EGMP中,EPGMx,PMEG在平行四边形BMQE中,BMEQ1x所以BGPQ1因为PM与NH平行且相等,所以PH与NM互相平分,PH2PQ2在RtPNH中,NH,PH2,所以PN在平行四边形ABMN中,MNAB4因此PMN的周长为4 图4 图5当点N在线段DC上时,CMN恒为等边三角形如图5,当PMPN时,PMC与PNC关于直线PC对称,点P在DCB的平分线上在RtPCM中,PM,PCM30°,所以MC3此时M、P分别为BC、EF的中点,x2如图6,当MPMN时,MPMNMC,xGMGCMC5如图7,当NPNM时,NMPNPM30°,所以PNM

38、120°又因为FNM120°,所以P与F重合此时x4综上所述,当x2或4或5时,PMN为等腰三角形 图6 图7 图81.3 因动点产生的直角三角形问题例1 如图1,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)求点A、B的坐标;(2)设D为已知抛物线的对称轴上的任意一点,当ACD的面积等于ACB的面积时,求点D的坐标;(3)若直线l过点E(4, 0),M为直线l上的动点,当以A、B、M为顶点所作的直角三角形有且只有三个时,求直线l的解析式图1 解答(1)由,得抛物线与x轴的交点坐标为A(4, 0)、B(2, 0)对称轴是直线x1(2)ACD与ACB有公

39、共的底边AC,当ACD的面积等于ACB的面积时,点B、D到直线AC的距离相等过点B作AC的平行线交抛物线的对称轴于点D,在AC的另一侧有对应的点D设抛物线的对称轴与x轴的交点为G,与AC交于点H由BD/AC,得DBGCAO所以所以,点D的坐标为因为AC/BD,AGBG,所以HGDG而DHDH,所以DG3DG所以D的坐标为图2 图3(3)过点A、B分别作x轴的垂线,这两条垂线与直线l总是有交点的,即2个点M以AB为直径的G如果与直线l相交,那么就有2个点M;如果圆与直线l相切,就只有1个点M了联结GM,那么GMl在RtEGM中,GM3,GE5,所以EM4在RtEM1A中,AE8,所以M1A6所以

40、点M1的坐标为(4, 6),过M1、E的直线l为根据对称性,直线l还可以是例2在平面直角坐标系中,反比例函数与二次函数yk(x2x1)的图象交于点A(1,k)和点B(1,k)(1)当k2时,求反比例函数的解析式;(2)要使反比例函数与二次函数都是y随x增大而增大,求k应满足的条件以及x的取值范围;(3)设二次函数的图象的顶点为Q,当ABQ是以AB为斜边的直角三角形时,求k的值解答(1)因为反比例函数的图象过点A(1,k),所以反比例函数的解析式是当k2时,反比例函数的解析式是(2)在反比例函数中,如果y随x增大而增大,那么k0当k0时,抛物线的开口向下,在对称轴左侧,y随x增大而增大抛物线yk

41、(x2x1)的对称轴是直线 图1所以当k0且时,反比例函数与二次函数都是y随x增大而增大(3)抛物线的顶点Q的坐标是,A、B关于原点O中心对称,当OQOAOB时,ABQ是以AB为直径的直角三角形由OQ2OA2,得解得(如图2),(如图3)图2 图3考点伸展如图4,已知经过原点O的两条直线AB与CD分别与双曲线(k0)交于A、B和C、D,那么AB与CD互相平分,所以四边形ACBD是平行四边形问平行四边形ABCD能否成为矩形?能否成为正方形?如图5,当A、C关于直线yx对称时,AB与CD互相平分且相等,四边形ABCD是矩形因为A、C可以无限接近坐标系但是不能落在坐标轴上,所以OA与OC无法垂直,因

42、此四边形ABCD不能成为正方形图4 图5例3 如图1,已知抛物线yx2bxc与x轴交于A、B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C(0,3),对称轴是直线x1,直线BC与抛物线的对称轴交于点D(1)求抛物线的函数表达式;(2)求直线BC的函数表达式;(3)点E为y轴上一动点,CE的垂直平分线交CE于点F,交抛物线于P、Q两点,且点P在第三象限当线段时,求tanCED的值;当以C、D、E为顶点的三角形是直角三角形时,请直接写出点P的坐标温馨提示:考生可以根据第(3)问的题意,在图中补出图形,以便作答图1解答(1)设抛物线的函数表达式为,代入点C(0,3),得所以抛物线的函数表达式为(2)由,知A

43、(1,0),B(3,0)设直线BC的函数表达式为,代入点B(3,0)和点C(0,3),得 解得,所以直线BC的函数表达式为(3)因为AB4,所以因为P、Q关于直线x1对称,所以点P的横坐标为于是得到点P的坐标为,点F的坐标为所以,进而得到,点E的坐标为直线BC:与抛物线的对称轴x1的交点D的坐标为(1,2)过点D作DHy轴,垂足为H在RtEDH中,DH1,所以tanCED,图2 图3 图4考点伸展第(3)题求点P的坐标的步骤是:如图3,图4,先分两种情况求出等腰直角三角形CDE的顶点E的坐标,再求出CE的中点F的坐标,把点F的纵坐标代入抛物线的解析式,解得的x的较小的一个值就是点P的横坐标例4

44、设直线l1:yk1xb1与l2:yk2xb2,若l1l2,垂足为H,则称直线l1与l2是点H的直角线(1)已知直线;和点C(0,2),则直线_和_是点C的直角线(填序号即可);(2)如图,在平面直角坐标系中,直角梯形OABC的顶点A(3,0)、B(2,7)、C(0,7),P为线段OC上一点,设过B、P两点的直线为l1,过A、P两点的直线为l2,若l1与l2是点P的直角线,求直线l1与l2的解析式 图1答案(1)直线和是点C的直角线(2)当APB90°时,BCPPOA那么,即解得OP6或OP1如图2,当OP6时,l1:, l2:y2x6如图3,当OP1时,l1:y3x1, l2:图2

45、图3例5 在平面直角坐标系xOy中,抛物线与x轴的交点分别为原点O和点A,点B(2,n)在这条抛物线上(1)求点B的坐标;(2)点P在线段OA上,从点O出发向点A运动,过点P作x轴的垂线,与直线OB交于点E,延长PE到点D,使得EDPE,以PD为斜边,在PD右侧作等腰直角三角形PCD(当点P运动时,点C、D也随之运动)当等腰直角三角形PCD的顶点C落在此抛物线上时,求OP的长;若点P从点O出发向点A作匀速运动,速度为每秒1个单位,同时线段OA上另一个点Q从点A出发向点O作匀速运动,速度为每秒2个单位(当点Q到达点O时停止运动,点P也停止运动)过Q作x轴的垂线,与直线AB交于点F,延长QF到点M,使得FMQF,以QM为斜边,在QM的左侧作等腰直角三角形QMN(当点Q运动时,点M、N也随之运动)若点P运动到t秒时,两个等腰直角三角形分别有一条边恰好落在同一条直线上,求此刻t的值图1解答(1) 因为抛物线经过原点,所以 解得,(舍去)因此所以点B的坐标为(2,4)(2) 如图4,设OP的长为t,那么PE2t,EC2t,点C的坐标为(3t, 2t)当点C落在抛物线上时,解得如图1,当两条斜边PD与QM在同一条直线上时,点P、Q重合此时3t10解得如图2,当两条直角边PC与MN在同一条直线上,PQN是等腰直角

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