2013年中考數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí) 講座四 探究型問題 浙教版
-
資源ID:155522815
資源大?。?span id="nf55fvd" class="font-tahoma">1.12MB
全文頁數(shù):53頁
- 資源格式: DOC
下載積分:9.9積分
快捷下載

會員登錄下載
微信登錄下載
微信掃一掃登錄
友情提示
2、PDF文件下載后,可能會被瀏覽器默認(rèn)打開,此種情況可以點(diǎn)擊瀏覽器菜單,保存網(wǎng)頁到桌面,就可以正常下載了。
3、本站不支持迅雷下載,請使用電腦自帶的IE瀏覽器,或者360瀏覽器、谷歌瀏覽器下載即可。
4、本站資源下載后的文檔和圖紙-無水印,預(yù)覽文檔經(jīng)過壓縮,下載后原文更清晰。
5、試題試卷類文檔,如果標(biāo)題沒有明確說明有答案則都視為沒有答案,請知曉。
|
2013年中考數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí) 講座四 探究型問題 浙教版
2013年中考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)專題講座四:探究型問題
一、中考專題詮釋
探究型問題是指命題中缺少一定的條件或無明確的結(jié)論,需要經(jīng)過推斷,補(bǔ)充并加以證明的一類問題.根據(jù)其特征大致可分為:條件探究型、結(jié)論探究型、規(guī)律探究型和存在性探究型等四類.
二、解題策略與解法精講
由于探究型試題的知識覆蓋面較大,綜合性較強(qiáng),靈活選擇方法的要求較高,再加上題意新穎,構(gòu)思精巧,具有相當(dāng)?shù)纳疃群碗y度,所以要求同學(xué)們在復(fù)習(xí)時,首先對于基礎(chǔ)知識一定要復(fù)習(xí)全面,并力求扎實(shí)牢靠;其次是要加強(qiáng)對解答這類試題的練習(xí),注意各知識點(diǎn)之間的因果聯(lián)系,選擇合適的解題途徑完成最后的解答.由于題型新穎、綜合性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)獨(dú)特等,此類問題的一般解題思路并無固定模式或套路,但是可以從以下幾個角度考慮:
1.利用特殊值(特殊點(diǎn)、特殊數(shù)量、特殊線段、特殊位置等)進(jìn)行歸納、概括,從特殊到一般,從而得出規(guī)律.
2.反演推理法(反證法),即假設(shè)結(jié)論成立,根據(jù)假設(shè)進(jìn)行推理,看是推導(dǎo)出矛盾還是能與已知條件一致.
3.分類討論法.當(dāng)命題的題設(shè)和結(jié)論不惟一確定,難以統(tǒng)一解答時,則需要按可能出現(xiàn)的情況做到既不重復(fù)也不遺漏,分門別類加以討論求解,將不同結(jié)論綜合歸納得出正確結(jié)果.
4.類比猜想法.即由一個問題的結(jié)論或解決方法類比猜想出另一個類似問題的結(jié)論或解決方法,并加以嚴(yán)密的論證.
以上所述并不能全面概括此類命題的解題策略,因而具體操作時,應(yīng)更注重數(shù)學(xué)思想方法的綜合運(yùn)用.
三、中考考點(diǎn)精講
考點(diǎn)一:動態(tài)探索型:
此類問題結(jié)論明確,而需探究發(fā)現(xiàn)使結(jié)論成立的條件.
例1 (2012?自貢)如圖所示,在菱形ABCD中,AB=4,∠BAD=120°,△AEF為正三角形,點(diǎn)E、F分別在菱形的邊BC、CD上滑動,且E、F不與B、C、D重合.
(1)證明不論E、F在BC、CD上如何滑動,總有BE=CF;
(2)當(dāng)點(diǎn)E、F在BC、CD上滑動時,分別探討四邊形AECF和△CEF的面積是否發(fā)生變化?如果不變,求出這個定值;如果變化,求出最大(或最?。┲担?
考點(diǎn): 菱形的性質(zhì);二次函數(shù)的最值;全等三角形的判定與性質(zhì);等邊三角形的性質(zhì)。
分析: (1)先求證AB=AC,進(jìn)而求證△ABC、△ACD為等邊三角形,得∠4=60°,AC=AB進(jìn)而求證△ABE≌△ACF,即可求得BE=CF;
(2)根據(jù)△ABE≌△ACF可得S△ABE=S△ACF,故根據(jù)S四邊形AECF=S△AEC+S△ACF=S△AEC+S△ABE=S△ABC即可解題;當(dāng)正三角形AEF的邊AE與BC垂直時,邊AE最短.△AEF的面積會隨著AE的變化而變化,且當(dāng)AE最短時,正三角形AEF的面積會最小,又根據(jù)S△CEF=S四邊形AECF﹣S△AEF,則△CEF的面積就會最大.
解答: (1)證明:連接AC,如下圖所示,
∵四邊形ABCD為菱形,∠BAD=120°,
∠1+∠EAC=60°,∠3+∠EAC=60°,
∴∠1=∠3,
∵∠BAD=120°,
∴∠ABC=60°,
∴△ABC和△ACD為等邊三角形,
∴∠4=60°,AC=AB,
∴在△ABE和△ACF中,
,
∴△ABE≌△ACF(ASA).
∴BE=CF;
(2)解:四邊形AECF的面積不變,△CEF的面積發(fā)生變化.
理由:由(1)得△ABE≌△ACF,
則S△ABE=S△ACF,
故S四邊形AECF=S△AEC+S△ACF=S△AEC+S△ABE=S△ABC,是定值,
作AH⊥BC于H點(diǎn),則BH=2,
S四邊形AECF=S△ABC=BC?AH=BC?=4,
由“垂線段最短”可知:當(dāng)正三角形AEF的邊AE與BC垂直時,邊AE最短.
故△AEF的面積會隨著AE的變化而變化,且當(dāng)AE最短時,正三角形AEF的面積會最小,
又S△CEF=S四邊形AECF﹣S△AEF,則此時△CEF的面積就會最大.
∴S△CEF=S四邊形AECF﹣S△AEF=4﹣×2×=.
點(diǎn)評: 本題考查了菱形的性質(zhì)、全等三角形判定與性質(zhì)及三角形面積的計算,求證△ABE≌△ACF是解題的關(guān)鍵,有一定難度.
考點(diǎn)二:結(jié)論探究型:
此類問題給定條件但無明確結(jié)論或結(jié)論不惟一,而需探索發(fā)現(xiàn)與之相應(yīng)的結(jié)論的題目.
例3 ?。?012?鹽城)如圖①所示,已知A、B為直線l上兩點(diǎn),點(diǎn)C為直線l上方一動點(diǎn),連接AC、BC,分別以AC、BC為邊向△ABC外作正方形CADF和正方形CBEG,過點(diǎn)D作DD1⊥l于點(diǎn)D1,過點(diǎn)E作EE1⊥l于點(diǎn)E1.
(1)如圖②,當(dāng)點(diǎn)E恰好在直線l上時(此時E1與E重合),試說明DD1=AB;
(2)在圖①中,當(dāng)D、E兩點(diǎn)都在直線l的上方時,試探求三條線段DD1、EE1、AB之間的數(shù)量關(guān)系,并說明理由;
(3)如圖③,當(dāng)點(diǎn)E在直線l的下方時,請直接寫出三條線段DD1、EE1、AB之間的數(shù)量關(guān)系.(不需要證明)
考點(diǎn): 正方形的性質(zhì);全等三角形的判定與性質(zhì)。
專題: 幾何綜合題。
分析: (1)由四邊形CADF、CBEG是正方形,可得AD=CA,∠DAC=∠ABC=90°,又由同角的余角相等,求得∠ADD1=∠CAB,然后利用AAS證得△ADD1≌△CAB,根據(jù)全等三角形的對應(yīng)邊相等,即可得DD1=AB;
(2)首先過點(diǎn)C作CH⊥AB于H,由DD1⊥AB,可得∠DD1A=∠CHA=90°,由四邊形CADF是正方形,可得AD=CA,又由同角的余角相等,求得∠ADD1=∠CAH,然后利用AAS證得△ADD1≌△CAH,根據(jù)全等三角形的對應(yīng)邊相等,即可得DD1=AH,同理EE1=BH,則可得AB=DD1+EE1.
(3)證明方法同(2),易得AB=DD1﹣EE1.
解答: (1)證明:∵四邊形CADF、CBEG是正方形,
∴AD=CA,∠DAC=∠ABC=90°,
∴∠DAD1+∠CAB=90°,
∵DD1⊥AB,
∴∠DD1A=∠ABC=90°,
∴∠DAD1+∠ADD1=90°,
∴∠ADD1=∠CAB,
在△ADD1和△CAB中,
,
∴△ADD1≌△CAB(AAS),
∴DD1=AB;
(2)解:AB=DD1+EE1.
證明:過點(diǎn)C作CH⊥AB于H,
∵DD1⊥AB,
∴∠DD1A=∠CHA=90°,
∴∠DAD1+∠ADD1=90°,
∵四邊形CADF是正方形,
∴AD=CA,∠DAC=90°,
∴∠DAD1+∠CAH=90°,
∴∠ADD1=∠CAH,
在△ADD1和△CAH中,
,
∴△ADD1≌△CAH(AAS),
∴DD1=AH;
同理:EE1=BH,
∴AB=AH+BH=DD1+EE1;
(3)解:AB=DD1﹣EE1.
證明:過點(diǎn)C作CH⊥AB于H,
∵DD1⊥AB,
∴∠DD1A=∠CHA=90°,
∴∠DAD1+∠ADD1=90°,
∵四邊形CADF是正方形,
∴AD=CA,∠DAC=90°,
∴∠DAD1+∠CAH=90°,
∴∠ADD1=∠CAH,
在△ADD1和△CAH中,
,
∴△ADD1≌△CAH(AAS),
∴DD1=AH;
同理:EE1=BH,
∴AB=AH﹣BH=DD1﹣EE1.
點(diǎn)評: 此題考查了正方形的性質(zhì)與全等三角形的判定與性質(zhì).此題難度適中,注意數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用,注意掌握輔助線的作法.
例4 (2012?麗水)在直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)A是拋物線y=x2在第二象限上的點(diǎn),連接OA,過點(diǎn)O作OB⊥OA,交拋物線于點(diǎn)B,以O(shè)A、OB為邊構(gòu)造矩形AOBC.
(1)如圖1,當(dāng)點(diǎn)A的橫坐標(biāo)為 時,矩形AOBC是正方形;
(2)如圖2,當(dāng)點(diǎn)A的橫坐標(biāo)為時,
①求點(diǎn)B的坐標(biāo);
②將拋物線y=x2作關(guān)于x軸的軸對稱變換得到拋物線y=﹣x2,試判斷拋物線y=﹣x2經(jīng)過平移交換后,能否經(jīng)過A,B,C三點(diǎn)?如果可以,說出變換的過程;如果不可以,請說明理由.
考點(diǎn): 二次函數(shù)綜合題。
專題: 代數(shù)幾何綜合題。
分析: (1)過點(diǎn)A作AD⊥x軸于點(diǎn)D,根據(jù)正方形的對角線平分一組對角可得∠AOC=45°,所以∠AOD=45°,從而得到△AOD是等腰直角三角形,設(shè)點(diǎn)A坐標(biāo)為(﹣a,a),然后利用點(diǎn)A在拋物線上,把點(diǎn)的坐標(biāo)代入解析式計算即可得解;
(2)①過點(diǎn)A作AE⊥x軸于點(diǎn)E,過點(diǎn)B作BF⊥x軸于點(diǎn)F,先利用拋物線解析式求出AE的長度,然后證明△AEO和△OFB相似,根據(jù)相似三角形對應(yīng)邊成比例列式求出OF與BF的關(guān)系,然后利用點(diǎn)B在拋物線上,設(shè)出點(diǎn)B的坐標(biāo)代入拋物線解析式計算即可得解;
②過點(diǎn)C作CG⊥BF于點(diǎn)G,可以證明△AEO和△BGC全等,根據(jù)全等三角形對應(yīng)邊相等可得CG=OE,BG=AE,然后求出點(diǎn)C的坐標(biāo),再根據(jù)對稱變換以及平移變換不改變拋物線的形狀利用待定系數(shù)法求出過點(diǎn)A、B的拋物線解析式,把點(diǎn)C的坐標(biāo)代入所求解析式進(jìn)行驗(yàn)證變換后的解析式是否經(jīng)過點(diǎn)C,如果經(jīng)過點(diǎn)C,把拋物線解析式轉(zhuǎn)化為頂點(diǎn)式解析式,根據(jù)頂點(diǎn)坐標(biāo)寫出變換過程即可.
解答: 解:(1)如圖,過點(diǎn)A作AD⊥x軸于點(diǎn)D,
∵矩形AOBC是正方形,
∴∠AOC=45°,
∴∠AOD=90°﹣45°=45°,
∴△AOD是等腰直角三角形,
設(shè)點(diǎn)A的坐標(biāo)為(﹣a,a)(a≠0),
則(﹣a)2=a,
解得a1=﹣1,a2=0(舍去),
∴點(diǎn)A的坐標(biāo)﹣a=﹣1,
故答案為:﹣1;
(2)①過點(diǎn)A作AE⊥x軸于點(diǎn)E,過點(diǎn)B作BF⊥x軸于點(diǎn)F,
當(dāng)x=﹣時,y=(﹣)2=,
即OE=,AE=,
∵∠AOE+∠BOF=180°﹣90°=90°,
∠AOE+∠EAO=90°,
∴∠EAO=∠BOF,
又∵∠AEO=∠BFO=90°,
∴△AEO∽△OFB,
∴===,
設(shè)OF=t,則BF=2t,
∴t2=2t,
解得:t1=0(舍去),t2=2,
∴點(diǎn)B(2,4);
②過點(diǎn)C作CG⊥BF于點(diǎn)G,
∵∠AOE+∠EAO=90°,∠FBO+∠CBG=90°,∠AOE=∠FBO,
∴∠EAO=∠CBG,
在△AEO和△BGC中,,
∴△AEO≌△BGC(AAS),
∴CG=OE=,BG=AE=.
∴xc=2﹣=,yc=4+=,
∴點(diǎn)C(,),
設(shè)過A(﹣,)、B(2,4)兩點(diǎn)的拋物線解析式為y=﹣x2+bx+c,由題意得,,
解得,
∴經(jīng)過A、B兩點(diǎn)的拋物線解析式為y=﹣x2+3x+2,
當(dāng)x=時,y=﹣()2+3×+2=,所以點(diǎn)C也在此拋物線上,
故經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)的拋物線解析式為y=﹣x2+3x+2=﹣(x﹣)2+.
平移方案:先將拋物線y=﹣x2向右平移個單位,再向上平移個單位得到拋物線y=﹣(x﹣)2+.
點(diǎn)評: 本題是對二次函數(shù)的綜合考查,包括正方形的性質(zhì),相似三角形的判定與性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),待定系數(shù)法求拋物線解析式,綜合性較強(qiáng),難度較大,要注意利用點(diǎn)的對稱、平移變換來解釋拋物線的對稱平移變換,利用點(diǎn)研究線也是常用的方法之一.
考點(diǎn)三:規(guī)律探究型:
規(guī)律探索問題是指由幾個具體結(jié)論通過類比、猜想、推理等一系列的數(shù)學(xué)思維過程,來探求一般性結(jié)論的問題,解決這類問題的一般思路是通過對所給的具體的結(jié)論進(jìn)行全面、細(xì)致的觀察、分析、比較,從中發(fā)現(xiàn)其變化的規(guī)律,并猜想出一般性的結(jié)論,然后再給出合理的證明或加以運(yùn)用.
例5 (2012?青海)如圖(*),四邊形ABCD是正方形,點(diǎn)E是邊BC的中點(diǎn),∠AEF=90°,且EF交正方形外角平分線CF于點(diǎn)F.請你認(rèn)真閱讀下面關(guān)于這個圖的探究片段,完成所提出的問題.
(1)探究1:小強(qiáng)看到圖(*)后,很快發(fā)現(xiàn)AE=EF,這需要證明AE和EF所在的兩個三角形全等,但△ABE和△ECF顯然不全等(一個是直角三角形,一個是鈍角三角形),考慮到點(diǎn)E是邊BC的中點(diǎn),因此可以選取AB的中點(diǎn)M,連接EM后嘗試著去證△AEM≌EFC就行了,隨即小強(qiáng)寫出了如下的證明過程:
證明:如圖1,取AB的中點(diǎn)M,連接EM.
∵∠AEF=90°
∴∠FEC+∠AEB=90°
又∵∠EAM+∠AEB=90°
∴∠EAM=∠FEC
∵點(diǎn)E,M分別為正方形的邊BC和AB的中點(diǎn)
∴AM=EC
又可知△BME是等腰直角三角形
∴∠AME=135°
又∵CF是正方形外角的平分線
∴∠ECF=135°
∴△AEM≌△EFC(ASA)
∴AE=EF
(2)探究2:小強(qiáng)繼續(xù)探索,如圖2,若把條件“點(diǎn)E是邊BC的中點(diǎn)”改為“點(diǎn)E是邊BC上的任意一點(diǎn)”,其余條件不變,發(fā)現(xiàn)AE=EF仍然成立,請你證明這一結(jié)論.
(3)探究3:小強(qiáng)進(jìn)一步還想試試,如圖3,若把條件“點(diǎn)E是邊BC的中點(diǎn)”改為“點(diǎn)E是邊BC延長線上的一點(diǎn)”,其余條件仍不變,那么結(jié)論AE=EF是否成立呢?若成立請你完成證明過程給小強(qiáng)看,若不成立請你說明理由.
考點(diǎn): 正方形的性質(zhì);全等三角形的判定與性質(zhì)。
專題: 閱讀型。
分析: (2)在AB上截取AM=EC,然后證明∠EAM=FEC,∠AME=∠ECF=135°,再利用“角邊角”證明△AEM和△EFC全等,然后根據(jù)全等三角形對應(yīng)邊相等即可證明;
(3)延長BA到M,使AM=CE,然后證明∠BME=45°,從而得到∠BME=∠ECF,再利用兩直線平行,內(nèi)錯角相等證明∠DAE=∠BEA,然后得到∠MAE=∠CEF,再利用“角邊角”證明△MAE和△CEF全等,根據(jù)全等三角形對應(yīng)邊相等即可得證.
解答: (2)探究2,證明:在AB上截取AM=EC,連接ME,
由(1)知∠EAM=∠FEC,
∵AM=EC,AB=BC,
∴BM=BE,
∴∠BME=45°,
∴∠AME=∠ECF=135°,
∵∠AEF=90°,
∴∠FEC+∠AEB=90°,
又∵∠EAM+∠AEB=90°,
∴∠EAM=∠FEC,
在△AEM和△EFC中,,
∴△AEM≌△EFC(ASA),
∴AE=EF;
(3)探究3:成立,
證明:延長BA到M,使AM=CE,連接ME,
∴BM=BE,
∴∠BME=45°,
∴∠BME=∠ECF,
又∵AD∥BE,
∴∠DAE=∠BEA,
又∵∠MAD=∠AEF=90°,
∴∠DAE+∠MAD=∠BEA+∠AEF,
即∠MAE=∠CEF,
在△MAE和△CEF中,,
∴△MAE≌△CEF(ASA),
∴AE=EF.
點(diǎn)評: 本題考查了正方形的性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),閱讀材料,理清解題的關(guān)鍵是取AM=EC,然后構(gòu)造出△AEM與△EFC全等是解題的關(guān)鍵.
例6 (2012?永州)如圖所示,已知二次函數(shù)y=ax2+bx﹣1(a≠0)的圖象過點(diǎn)A(2,0)和B(4,3),l為過點(diǎn)(0,﹣2)且與x軸平行的直線,P(m,n)是該二次函數(shù)圖象上的任意一點(diǎn),過P作PH⊥l,H為垂足.
(1)求二次函數(shù)y=ax2+bx﹣1(a≠0)的解析式;
(2)請直接寫出使y<0的對應(yīng)的x的取值范圍;
(3)對應(yīng)當(dāng)m=0,m=2和m=4時,分別計算|PO|2和|PH|2的值.由此觀察其規(guī)律,并猜想一個結(jié)論,證明對于任意實(shí)數(shù)m,此結(jié)論成立;
(4)試問是否存在實(shí)數(shù)m可使△POH為正三角形?若存在,求出m的值;若不存在,請說明理由.
考點(diǎn): 二次函數(shù)綜合題。
專題: 壓軸題。
分析: (1)根據(jù)二次函數(shù)y=ax2+bx﹣1(a≠0)的圖象過點(diǎn)A(2,0)和B(4,3),待定系數(shù)法求出a和b的值,拋物線的解析式即可求出;
(2)令y=ax2+bx﹣1=0,解出x的值,進(jìn)而求出使y<0的對應(yīng)的x的取值范圍;
(3)分別求出當(dāng)m=0,m=2和m=4時,分別計算|PO|2和|PH|2的值.然后觀察其規(guī)律,再進(jìn)行證明;
(4)由(3)知OP=OH,只要OH=OP成立,△POH為正三角形,求出|OP|、|OH|含有m和n的表達(dá)式,令兩式相等,求出m和n的值.
解答: 解:(1)∵二次函數(shù)y=ax2+bx﹣1(a≠0)的圖象過點(diǎn)A(2,0)和B(4,3),
∴,
解得a=,b=0,
∴二次函數(shù)的解析式為y=x2﹣1,
(2)令y=x2﹣1=0,
解得x=﹣2或x=2,
由圖象可知當(dāng)﹣2<x<2時y<0,
(3)當(dāng)m=0時,|PO|2=1,|PH|2=1;
當(dāng)m=2時,P點(diǎn)的坐標(biāo)為(2,0),|PO|2=4,|PH|2=4,
當(dāng)m=4時,P點(diǎn)的坐標(biāo)為(4,3),|PO|2=25,|PH|2=25,
由此發(fā)現(xiàn)|PO|2=|PH|2,
設(shè)P點(diǎn)坐標(biāo)為(m,n),即n=m2﹣1
|OP|=,
|PH|2=n2+4n+4=n2+m2,
故對于任意實(shí)數(shù)m,|PO|2=|PH|2;
(4)由(3)知OP=PH,只要OH=OP成立,△POH為正三角形,
設(shè)P點(diǎn)坐標(biāo)為(m,n),|OP|=,
|OH|=,
|OP|=|OH|,即n2=4,解得n=±2,
當(dāng)n=﹣2時,n=m2﹣1不符合條件,
故n=2,m=±2時可使△POH為正三角形.
點(diǎn)評: 本題主要考查二次函數(shù)的綜合題,解答本題的關(guān)鍵是熟練掌握二次函數(shù)的圖形特征和性質(zhì),特別是(3)問的解答很關(guān)鍵,是解答(4)問的墊腳石,此題難度一般.
考點(diǎn)四:存在探索型:
此類問題在一定的條件下,需探究發(fā)現(xiàn)某種數(shù)學(xué)關(guān)系是否存在的題目.
例7 (2012?黑龍江)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,直角梯形OABC的邊OC、OA分別與x軸、y軸重合,AB∥OC,∠AOC=90°,∠BCO=45°,BC=6,點(diǎn)C的坐標(biāo)為(﹣9,0).
(1)求點(diǎn)B的坐標(biāo);
(2)若直線DE交梯形對角線BO于點(diǎn)D,交y軸于點(diǎn)E,且OE=2,OD=2BD,求直線DE的解析式;
(3)若點(diǎn)P是(2)中直線DE上的一個動點(diǎn),是否存在點(diǎn)P,使以O(shè)、E、P為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形?若存在,請直接寫出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
考點(diǎn): 一次函數(shù)綜合題。
分析: (1)過點(diǎn)B作BF⊥x軸于F,在Rt△BCF中,已知∠BCO=45°,BC=6,解直角三角形求CF,BF,確定B點(diǎn)坐標(biāo);
(2)過點(diǎn)D作DG⊥y軸于點(diǎn)G,由平行線的性質(zhì)得出△ODG∽△OBA,利用相似比求DG,OG,確定D點(diǎn)坐標(biāo),由已知得E點(diǎn)坐標(biāo),利用“兩點(diǎn)法”求直線DE的解析式;
(3)存在.由已知的OE=2,分別以O(shè)、E為圓心,2為半徑畫弧,與直線DE相交,或作線段OE的垂直平分線與直線DE相交,交點(diǎn)即為所求.
解答: 解:(1)過點(diǎn)B作BF⊥x軸于F,…(1分)
在Rt△BCF中,
∵∠BCO=45°,BC=6,
∴CF=BF=6,…(1分)
∵C 的坐標(biāo)為(﹣9,0),
∴AB=OF=3,
∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為(﹣3,6);…(1分)
(2)過點(diǎn)D作DG⊥y軸于點(diǎn)G,…(1分)
∵AB∥DG,
∴△ODG∽△OBA,
∵===,AB=3,OA=6,
∴DG=2,OG=4,…(1分)
∴D(﹣2,4),E(0,2),
設(shè)直線DE解析式為y=kx+b(k≠0)
∴,
∴,…(1分)
∴直線DE解析式為y=﹣x+2; …(1分)
(3)存在P1(2,0)、P2(1,1)、P3(,2﹣)、P4(﹣,2+)…(3分)
(寫對一個點(diǎn)得1分,寫對兩個點(diǎn)或三個點(diǎn)得2分)
點(diǎn)評: 本題考查了一次函數(shù)的綜合運(yùn)用.關(guān)鍵是通過作輔助線,解直角三角形,證明三角形相似,確定相關(guān)線段的長和點(diǎn)的坐標(biāo),得出直線解析式,再根據(jù)等腰三角形的性質(zhì),分類求P點(diǎn)坐標(biāo).
例8 (2012?北海)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中有Rt△ABC,∠A=90°,AB=AC,A(﹣2,0)、B(0,1)、C(d,2).
(1)求d的值;
(2)將△ABC沿x軸的正方向平移,在第一象限內(nèi)B、C兩點(diǎn)的對應(yīng)點(diǎn)B′、C′正好落在某反比例函數(shù)圖象上.請求出這個反比例函數(shù)和此時的直線B′C′的解析式;
(3)在(2)的條件下,直線BC交y軸于點(diǎn)G.問是否存在x軸上的點(diǎn)M和反比例函數(shù)圖象上的點(diǎn)P,使得四邊形PGMC′是平行四邊形?如果存在,請求出點(diǎn)M和點(diǎn)P的坐標(biāo);如果不存在,請說明理由.
考點(diǎn): 反比例函數(shù)綜合題。
專題: 計算題。
分析: (1)過C作CN垂直于x軸,交x軸于點(diǎn)N,由A、B及C的坐標(biāo)得出OA,OB,CN的長,由∠CAB=90°,根據(jù)平角定義得到一對角互余,在直角三角形ACN中,根據(jù)兩銳角互余,得到一對角互余,利用同角的余角相等得到一對角相等,再由一對直角相等,且AC=BC,利用AAS得到三角形ACN與三角形AOB全等,根據(jù)全等三角形的對應(yīng)邊相等可得出CN=0A,AN=0B,由AN+OA求出ON的長,再由C在第二象限,可得出d的值;
(2)由第一問求出的C與B的橫坐標(biāo)之差為3,根據(jù)平移的性質(zhì)得到縱坐標(biāo)不變,故設(shè)出C′(m,2),則B′(m+3,1),再設(shè)出反比例函數(shù)解析式,將C′與B′的坐標(biāo)代入得到關(guān)于k與m的兩方程,消去k得到關(guān)于m的方程,求出方程的解得到m的值,即可確定出k的值,得到反比例函數(shù)解析式,設(shè)直線B′C′的解析式為y=ax+b,將C′與B′的坐標(biāo)代入,得到關(guān)于a與b的二元一次方程組,求出方程組的解得到a與b的值,即可確定出直線B′C′的解析式;
(3)存在x軸上的點(diǎn)M和反比例函數(shù)圖象上的點(diǎn)P,使得四邊形PGMC′是平行四邊形,理由為:設(shè)Q為GC′的中點(diǎn),令第二問求出的直線B′C′的解析式中x=0求出y的值,確定出G的坐標(biāo),再由C′的坐標(biāo),利用線段中點(diǎn)坐標(biāo)公式求出Q的坐標(biāo),過點(diǎn)Q作直線l與x軸交于M′點(diǎn),與y=的圖象交于P′點(diǎn),若四邊形P′G M′C′是平行四邊形,則有P′Q=Q M′,易知點(diǎn)M′的橫坐標(biāo)大于,點(diǎn)P′的橫坐標(biāo)小于,作P′H⊥x軸于點(diǎn)H,QK⊥y軸于點(diǎn)K,P′H與QK交于點(diǎn)E,作QF⊥x軸于點(diǎn)F,由兩直線平行得到一對同位角相等,再由一對直角相等及P′Q=QM′,利用AAS可得出△P′EQ與△QFM′全等,根據(jù)全等三角形的對應(yīng)邊相等,設(shè)EQ=FM′=t,由Q的橫坐標(biāo)﹣t表示出P′的橫坐標(biāo),代入反比例函數(shù)解析式確定出P′的縱坐標(biāo),進(jìn)而確定出M′的坐標(biāo),根據(jù)P′H﹣EH=P′H﹣QF表示出P′E的長,又P′Q=QM′,分別放在直角三角形中,利用勾股定理列出關(guān)于t的方程,求出方程的解得到t的值,進(jìn)而確定出P′與M′的坐標(biāo),此時點(diǎn)P′為所求的點(diǎn)P,點(diǎn)M′為所求的點(diǎn)M.
解答: 解:(1)作CN⊥x軸于點(diǎn)N,
∵A(﹣2,0)、B(0,1)、C(d,2),
∴OA=2,OB=1,CN=2,
∵∠CAB=90°,即∠CAN+∠BAO=90°,
又∵∠CAN+∠ACN=90°,
∴∠BAO=∠ACN,
在Rt△CNA和Rt△AOB中,
∵,
∴Rt△CNA≌Rt△AOB(AAS),
∴NC=OA=2,AN=BO=1,
∴NO=NA+AO=3,又點(diǎn)C在第二象限,
∴d=﹣3;
(2)設(shè)反比例函數(shù)為y=(k≠0),點(diǎn)C′和B′在該比例函數(shù)圖象上,
設(shè)C′(m,2),則B′(m+3,1),
把點(diǎn)C′和B′的坐標(biāo)分別代入y=,得k=2m;k=m+3,
∴2m=m+3,
解得:m=3,
則k=6,反比例函數(shù)解析式為y=,點(diǎn)C′(3,2),B′(6,1),
設(shè)直線C′B′的解析式為y=ax+b(a≠0),
把C′、B′兩點(diǎn)坐標(biāo)代入得:
,
∴解得:;
∴直線C′B′的解析式為y=﹣x+3;
(3)存在x軸上的點(diǎn)M和反比例函數(shù)圖象上的點(diǎn)P,使得四邊形PGMC′是平行四邊形,理由為:
設(shè)Q是G C′的中點(diǎn),令y=﹣x+3中x=0,得到y(tǒng)=3,
∴G(0,3),又C′(3,2),
∴Q(,),
過點(diǎn)Q作直線l與x軸交于M′點(diǎn),與y=的圖象交于P′點(diǎn),
若四邊形P′G M′C′是平行四邊形,則有P′Q=Q M′,
易知點(diǎn)M′的橫坐標(biāo)大于,點(diǎn)P′的橫坐標(biāo)小于,
作P′H⊥x軸于點(diǎn)H,QK⊥y軸于點(diǎn)K,P′H與QK交于點(diǎn)E,作QF⊥x軸于點(diǎn)F,
∵QF∥P′E,
∴∠M′QF=∠QP′E,
在△P′EQ和△QFM′中,
∵,
∴△P′EQ≌△QFM′(AAS),
∴EQ=FM′,P′Q=QM′,
設(shè)EQ=FM′=t,
∴點(diǎn)P′的橫坐標(biāo)x=﹣t,點(diǎn)P′的縱坐標(biāo)y===,點(diǎn)M′的坐標(biāo)是(+t,0),
∴P′E=P′H﹣EH=P′H﹣QF=﹣,
又∵P′Q=QM′,
根據(jù)勾股定理得:P′E2+EQ2=QF2+FM′2,
∴(﹣)2+t2=()2+t2,
整理得:=5,
解得:t=(經(jīng)檢驗(yàn),它是分式方程的解),
∴﹣t=﹣=;==5;+t=+=,
∴P′(,5),M′(,0),
則點(diǎn)P′為所求的點(diǎn)P,點(diǎn)M′為所求的點(diǎn)M.
點(diǎn)評: 此題屬于反比例函數(shù)綜合題,涉及的知識有:全等三角形的判定與性質(zhì),勾股定理,坐標(biāo)與圖形性質(zhì),利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,平移的性質(zhì),是一道綜合性較強(qiáng)的試題,要求學(xué)生掌握知識要全面.
四、中考真題演練
1.(2012?廣東)如圖,直線y=2x﹣6與反比例函數(shù)y=的圖象交于點(diǎn)A(4,2),與x軸交于點(diǎn)B.
(1)求k的值及點(diǎn)B的坐標(biāo);
(2)在x軸上是否存在點(diǎn)C,使得AC=AB?若存在,求出點(diǎn)C的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
考點(diǎn): 反比例函數(shù)綜合題。
專題: 數(shù)形結(jié)合。
分析: (1)先把(4,2)代入反比例函數(shù)解析式,易求k,再把y=0代入一次函數(shù)解析式可求B點(diǎn)坐標(biāo);
(2)假設(shè)存在,然后設(shè)C點(diǎn)坐標(biāo)是(a,0),然后利用兩點(diǎn)之間的公式可得=,借此無理方程,易得a=3或a=5,其中a=3和B點(diǎn)重合,舍去,故C點(diǎn)坐標(biāo)可求.
解答: 解:(1)把(4,2)代入反比例函數(shù)y=,得
k=8,
把y=0代入y=2x﹣6中,可得
x=3,
故k=8;B點(diǎn)坐標(biāo)是(3,0);
(2)假設(shè)存在,設(shè)C點(diǎn)坐標(biāo)是(a,0),則
∵AB=AC,
∴=,
即(4﹣a)2+4=5,
解得a=5或a=3(此點(diǎn)與B重合,舍去)
故點(diǎn)C的坐標(biāo)是(5,0).
點(diǎn)評: 本題考查了反比函數(shù)的知識,解題的關(guān)鍵是理解點(diǎn)與函數(shù)的關(guān)系,并能靈活使用兩點(diǎn)之間的距離公式.
2.(2012?樂山)如圖,直線y=2x+2與y軸交于A點(diǎn),與反比例函數(shù)(x>0)的圖象交于點(diǎn)M,過M作MH⊥x軸于點(diǎn)H,且tan∠AHO=2.
(1)求k的值;
(2)點(diǎn)N(a,1)是反比例函數(shù)(x>0)圖象上的點(diǎn),在x軸上是否存在點(diǎn)P,使得PM+PN最???若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
考點(diǎn): 反比例函數(shù)綜合題。
分析: (1)根據(jù)直線解析式求A點(diǎn)坐標(biāo),得OA的長度;根據(jù)三角函數(shù)定義可求OH的長度,得點(diǎn)M的橫坐標(biāo);根據(jù)點(diǎn)M在直線上可求點(diǎn)M的坐標(biāo).從而可求K的值;
(2)根據(jù)反比例函數(shù)解析式可求N點(diǎn)坐標(biāo);作點(diǎn)N關(guān)于x軸的對稱點(diǎn)N1,連接MN1與x軸的交點(diǎn)就是滿足條件的P點(diǎn)位置.
解答: 解:
(1)由y=2x+2可知A(0,2),即OA=2.…(1分)
∵tan∠AHO=2,∴OH=1.…(2分)
∵M(jìn)H⊥x軸,∴點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為1.
∵點(diǎn)M在直線y=2x+2上,
∴點(diǎn)M的縱坐標(biāo)為4.即M(1,4).…(3分)
∵點(diǎn)M在y=上,
∴k=1×4=4.…(4分)
(2)存在.
∵點(diǎn)N(a,1)在反比例函數(shù)(x>0)上,
∴a=4.即點(diǎn)N的坐標(biāo)為(4,1).…(5分)
過點(diǎn)N作N關(guān)于x軸的對稱點(diǎn)N1,連接MN1,交x軸于P(如圖所示).
此時PM+PN最?。?分)
∵N與N1關(guān)于x軸的對稱,N點(diǎn)坐標(biāo)為(4,1),
∴N1的坐標(biāo)為(4,﹣1).…(7分)
設(shè)直線MN1的解析式為y=kx+b.
由解得k=﹣,b=.…(9分)
∴直線MN1的解析式為.
令y=0,得x=.
∴P點(diǎn)坐標(biāo)為(,0).…(10分)
點(diǎn)評: 此題考查一次函數(shù)的綜合應(yīng)用,涉及線路最短問題,難度中等.
3.(2012?莆田)如圖,一次函數(shù)y=k1x+b的圖象過點(diǎn)A(0,3),且與反比例函數(shù)(x>O)的圖象相交于B、C兩點(diǎn).
(1)若B(1,2),求k1?k2的值;
(2)若AB=BC,則k1?k2的值是否為定值?若是,請求出該定值;若不是,請說明理由.
考點(diǎn): 反比例函數(shù)綜合題。
專題: 綜合題。
分析: (1)分別利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式求出一次函數(shù)解析式與反比例函數(shù)解析式,然后代入k1?k2進(jìn)行計算即可得解;
(2)設(shè)出兩函數(shù)解析式,聯(lián)立方程組并整理成關(guān)于x的一元二次方程,根據(jù)AB=BC可知點(diǎn)C的橫坐標(biāo)是點(diǎn)B的縱坐標(biāo)的2倍,再利用根與系數(shù)的關(guān)系整理得到關(guān)于k1、k2的關(guān)系式,整理即可得解.
解答: 解:(1)∵A(0,3),B(1,2)在一次函數(shù)y=k1x+b的圖象圖象上,
∴,
解得;
∵B(1,2)在反比例函數(shù)圖象上,
∴=2,
解得k2=2,
所以,k1?k2=(﹣1)×2=﹣2;
(2)k1?k2=﹣2,是定值.
理由如下:
∵一次函數(shù)的圖象過點(diǎn)A(0,3),
∴設(shè)一次函數(shù)解析式為y=k1x+3,反比例函數(shù)解析式為y=,
∴k1x+3=,
整理得k1x2+3x﹣k2=0,
∴x1+x2=﹣,x1?x2=﹣
∵AB=BC,
∴點(diǎn)C的橫坐標(biāo)是點(diǎn)B的橫坐標(biāo)的2倍,不防設(shè)x2=2x1,
∴x1+x2=3x1=﹣,x1?x2=2x12=﹣,
∴﹣=(﹣)2,
整理得,k1?k2=﹣2,是定值.
點(diǎn)評: 本題是對反比例函數(shù)的綜合考查,主要利用了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,根與系數(shù)的關(guān)系,(2)中根據(jù)AB=BC,得到點(diǎn)B、C的坐標(biāo)的關(guān)系從而轉(zhuǎn)化為一元二次方程的根與系數(shù)的關(guān)系是解題的關(guān)鍵.
4.(2012?長春)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,平行四邊形OABC的頂點(diǎn)A、C的坐標(biāo)分別為A(2,0)、C(﹣1,2),反比例函數(shù)y=(k≠0)的圖象經(jīng)過點(diǎn)B.
(1)求k的值.
(2)將平行四邊形OABC沿x軸翻折,點(diǎn)C落在點(diǎn)C′處,判斷點(diǎn)C′是否在反比例函數(shù)y=(k≠0)的圖象上,請通過計算說明理由.
考點(diǎn): 反比例函數(shù)綜合題。
分析: (1)根據(jù)平行四邊形的性質(zhì)可得AO=BC,再根據(jù)A、C點(diǎn)坐標(biāo)可以算出B點(diǎn)坐標(biāo),再把B點(diǎn)坐標(biāo)代入反比例函數(shù)解析式中即可求出k的值;
(2)根據(jù)翻折方法可知C與C′點(diǎn)關(guān)于x軸對稱,故C′點(diǎn)坐標(biāo)是(﹣1,﹣2),把C′點(diǎn)坐標(biāo)(﹣1,﹣2)代入解析式發(fā)現(xiàn)能使解析式左右相等,故點(diǎn)C′是否在反比例函數(shù)y=的圖象上.
解答: 解:(1)∵四邊形OABC是平行四邊形,
∴BC=AO,
∵A(2,0),
∴OA=2,
∴BC=2,
∵C(﹣1,2),
∴CD=1,
∴BD=BC﹣CD=2﹣1=1,
∴B(1,2),
∵反比例函數(shù)y=(k≠0)的圖象經(jīng)過點(diǎn)B,
∴k=1×2=2;
(2)∵?OABC沿x軸翻折,點(diǎn)C落在點(diǎn)C′處,
∴C′點(diǎn)坐標(biāo)是(﹣1,﹣2),
∵k=2,
∴反比例函數(shù)解析式為y=,
把C′點(diǎn)坐標(biāo)(﹣1,﹣2)代入函數(shù)解析式能使解析式左右相等,
故點(diǎn)C′在反比例函數(shù)y=的圖象上.
點(diǎn)評: 此題主要考查了反比例函數(shù)點(diǎn)的坐標(biāo)與反比例函數(shù)解析式的關(guān)系,以及平行四邊形的性質(zhì),關(guān)鍵是熟練把握凡是反比例函數(shù)圖象經(jīng)過的點(diǎn)都能滿足解析式.
7.(2012?宜賓)如圖,拋物線y=x2﹣2x+c的頂點(diǎn)A在直線l:y=x﹣5上.
(1)求拋物線頂點(diǎn)A的坐標(biāo);
(2)設(shè)拋物線與y軸交于點(diǎn)B,與x軸交于點(diǎn)C、D(C點(diǎn)在D點(diǎn)的左側(cè)),試判斷△ABD的形狀;
(3)在直線l上是否存在一點(diǎn)P,使以點(diǎn)P、A、B、D為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,求點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
考點(diǎn): 二次函數(shù)綜合題。
專題: 壓軸題;分類討論。
分析: (1)先根據(jù)拋物線的解析式得出其對稱軸方程,由此得到頂點(diǎn)A的橫坐標(biāo),然后代入直線l的解析式中即可求出點(diǎn)A的坐標(biāo).
(2)由A點(diǎn)坐標(biāo)可確定拋物線的解析式,進(jìn)而可得到點(diǎn)B的坐標(biāo).則AB、AD、BD三邊的長可得,然后根據(jù)邊長確定三角形的形狀.
(3)若以點(diǎn)P、A、B、D為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,應(yīng)分①AB為對角線、②AD為對角線兩種情況討論,即①ADPB、②ABPD,然后結(jié)合勾股定理以及邊長的等量關(guān)系列方程求出P點(diǎn)的坐標(biāo).
解答: 解:(1)∵頂點(diǎn)A的橫坐標(biāo)為x==1,且頂點(diǎn)A在y=x﹣5上,
∴當(dāng)x=1時,y=1﹣5=﹣4,
∴A(1,﹣4).
(2)△ABD是直角三角形.
將A(1,﹣4)代入y=x2﹣2x+c,可得,1﹣2+c=﹣4,∴c=﹣3,
∴y=x2﹣2x﹣3,∴B(0,﹣3)
當(dāng)y=0時,x2﹣2x﹣3=0,x1=﹣1,x2=3
∴C(﹣1,0),D(3,0),
BD2=OB2+OD2=18,AB2=(4﹣3)2+12=2,AD2=(3﹣1)2+42=20,
BD2+AB2=AD2,
∴∠ABD=90°,即△ABD是直角三角形.
(3)存在.
由題意知:直線y=x﹣5交y軸于點(diǎn)A(0,﹣5),交x軸于點(diǎn)F(5,0)
∴OE=OF=5,又∵OB=OD=3
∴△OEF與△OBD都是等腰直角三角形
∴BD∥l,即PA∥BD
則構(gòu)成平行四邊形只能是PADB或PABD,如圖,
過點(diǎn)P作y軸的垂線,過點(diǎn)A作x軸的垂線并交于點(diǎn)C
設(shè)P(x1,x1﹣5),則G(1,x1﹣5)
則PC=|1﹣x1|,AG=|5﹣x1﹣4|=|1﹣x1|
PA=BD=3
由勾股定理得:
(1﹣x1)2+(1﹣x1)2=18,x12﹣2x1﹣8=0,x1=﹣2或4
∴P(﹣2,﹣7),P(4,﹣1)
存在點(diǎn)P(﹣2,﹣7)或P(4,﹣1)使以點(diǎn)A、B、D、P為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形.
點(diǎn)評: 題目考查了二次函數(shù)解析式的確定、勾股定理、平行四邊形的判定等基礎(chǔ)知識,綜合性較強(qiáng);(3)題應(yīng)注意分類討論,以免漏解.
8.(2012?溫州)如圖,經(jīng)過原點(diǎn)的拋物線y=﹣x2+2mx(m>0)與x軸的另一個交點(diǎn)為A.過點(diǎn)P(1,m)作直線PM⊥x軸于點(diǎn)M,交拋物線于點(diǎn)B.記點(diǎn)B關(guān)于拋物線對稱軸的對稱點(diǎn)為C(B、C不重合).連接CB,CP.
(1)當(dāng)m=3時,求點(diǎn)A的坐標(biāo)及BC的長;
(2)當(dāng)m>1時,連接CA,問m為何值時CA⊥CP?
(3)過點(diǎn)P作PE⊥PC且PE=PC,問是否存在m,使得點(diǎn)E落在坐標(biāo)軸上?若存在,求出所有滿足要求的m的值,并定出相對應(yīng)的點(diǎn)E坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
考點(diǎn): 二次函數(shù)綜合題。
分析: (1)把m=3,代入拋物線的解析式,令y=0解方程,得到的非0解即為和x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo),再求出拋物線的對稱軸方程,進(jìn)而求出BC的長;
(2)過點(diǎn)C作CH⊥x軸于點(diǎn)H(如圖1)由已知得∠ACP=∠BCH=90°,利用已知條件證明△ACH∽△PCB,根據(jù)相似的性質(zhì)得到:,再用含有m的代數(shù)式表示出BC,CH,BP,代入比例式即可求出m的值;
(3)存在,本題要分當(dāng)m>1時,BC=2(m﹣1),PM=m,BP=m﹣1和當(dāng)0<m<1時,BC=2(1﹣m),PM=m,BP=1﹣m,兩種情況分別討論,再求出滿足題意的m值和相對應(yīng)的點(diǎn)E坐標(biāo).
解答: 解:(1)當(dāng)m=3時,y=﹣x2+6x
令y=0得﹣x2+6x=0
∴x1=0,x2=6,
∴A(6,0)
當(dāng)x=1時,y=5
∴B(1,5)
∵拋物線y=﹣x2+6x的對稱軸為直線x=3
又∵B,C關(guān)于對稱軸對稱
∴BC=4.
(2)過點(diǎn)C作CH⊥x軸于點(diǎn)H(如圖1)
由已知得∠ACP=∠BCH=90°
∴∠ACH=∠PCB
又∵∠AHC=∠PBC=90°
∴△ACH∽△PCB,
∴,
∵拋物線y=﹣x2+2mx的對稱軸為直線x=m,其中m>1,
又∵B,C關(guān)于對稱軸對稱,
∴BC=2(m﹣1),
∵B(1,2m﹣1),P(1,m),
∴BP=m﹣1,
又∵A(2m,0),C(2m﹣1,2m﹣1),
∴H(2m﹣1,0),
∴AH=1,CH=2m﹣1,
∴,
∴m=.
(3)∵B,C不重合,∴m≠1,
(I)當(dāng)m>1時,BC=2(m﹣1),PM=m,BP=m﹣1,
(i)若點(diǎn)E在x軸上(如圖1),
∵∠CPE=90°,
∴∠MPE+∠BPC=∠MPE+∠MEP=90°,PC=EP,
∴△BPC≌△MEP,
∴BC=PM,
∴2(m﹣1)=m,
∴m=2,此時點(diǎn)E的坐標(biāo)是(2,0);
(ii)若點(diǎn)E在y軸上(如圖2),
過點(diǎn)P作PN⊥y軸于點(diǎn)N,
易證△BPC≌△NPE,
∴BP=NP=OM=1,
∴m﹣1=1,
∴m=2,
此時點(diǎn)E的坐標(biāo)是(0,4);
(II)當(dāng)0<m<1時,BC=2(1﹣m),PM=m,BP=1﹣m,
(i)若點(diǎn)E在x軸上(如圖3),
易證△BPC≌△MEP,
∴BC=PM,
∴2(1﹣m)=m,
∴m=,此時點(diǎn)E的坐標(biāo)是(,0);
(ii)若點(diǎn)E在y軸上(如圖4),
過點(diǎn)P作PN⊥y軸于點(diǎn)N,
易證△BPC≌△NPE,
∴BP=NP=OM=1,
∴1﹣m=1,∴m=0(舍去),
綜上所述,當(dāng)m=2時,點(diǎn)E的坐標(biāo)是(0,2)或(0,4),
當(dāng)m=時,點(diǎn)E的坐標(biāo)是(,0).
點(diǎn)評: 此題主要考查了二次函數(shù)解析式的確定、軸對稱的性質(zhì)、相似三角形的判定和相似三角形的性質(zhì)以及全等三角形的性質(zhì)和全等三角形的判定、需注意的是(3)題在不確E點(diǎn)的情況下需要分類討論,以免漏解.題目的綜合性強(qiáng),難度也很大,有利于提高學(xué)生的綜合解題能力,是一道不錯的題目.
9.(2012?威海)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)的頂點(diǎn)為B(2,1),且過點(diǎn)A(0,2),直線y=x與拋物線交于點(diǎn)D,E(點(diǎn)E在對稱軸的右側(cè)),拋物線的對稱軸交直線y=x于點(diǎn)C,交x軸于點(diǎn)G,EF⊥x軸,垂足為點(diǎn)F,點(diǎn)P在拋物線上,且位于對稱軸的右側(cè),PM⊥x軸,垂足為點(diǎn)M,△PCM為等邊三角形.
(1)求該拋物線的表達(dá)式;
(2)求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)試判斷CE與EF是否相等,并說明理由;
(4)連接PE,在x軸上點(diǎn)M的右側(cè)是否存在一點(diǎn)N,使△CMN與△CPE全等?若存在,試求出點(diǎn)N的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
考點(diǎn): 二次函數(shù)綜合題。
分析: (1)根據(jù)拋物線的頂點(diǎn)是(2,1),因而設(shè)拋物線的表達(dá)式為y=a(x﹣2)2+1,把A的坐標(biāo)代入即可求得函數(shù)的解析式;
(2)根據(jù)△PCM為等邊三角形,則△CGM中,∠CMD=30°,CG的長度可以求得,利用直角三角形的性質(zhì),即可求得CM,即等邊△CMP的邊長,則P的縱坐標(biāo),代入二次函數(shù)的解析式,即可求得P的坐標(biāo);
(3)解方程組即可求得E的坐標(biāo),則EF的長等于E的縱坐標(biāo),OE的長度,利用勾股定理可以求得,同理,OC的長度可以求得,則CE的長度即可求解;
(4)可以利用反證法,假設(shè)x軸上存在一點(diǎn),使△CMN≌△CPE,可以證得EN=EF,即N與F重合,與點(diǎn)E為直線y=x上的點(diǎn),∠CEF=45°即點(diǎn)N與點(diǎn)F不重合相矛盾,故N不存在.
解答: 解:(1)設(shè)拋物線的表達(dá)式為y=a(x﹣2)2+1,將點(diǎn)A(0,2)代入,得
a(0﹣2)2+1=2…1分
解這個方程,得a=
∴拋物線的表達(dá)式為y=(x﹣2)2+1。
(2)將x=2代入y=x,得y=2
∴點(diǎn)C的坐標(biāo)為(2,2)即CG=2,
∵△PCM為等邊三角形
∴∠CMP=60°,CM=PM
∵PM⊥x軸,∴∠CMG=30°
∴CM=4,GM=2.
∴OM=2+2,PM=4,
將y=4代入y=(x﹣2)2+1,得4=(x﹣2)2+1
解這個方程,得x1=2=OM,x2=2﹣2<0(不合題意,舍去).
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2+2,4)。
(3)相等。
把y=x代入y=x2﹣x=2,得x=x2﹣x+2
解這個方程,得x1=4+2,x2=4﹣2<2(不合題意,舍去)
∴y=4+2=EF
∴點(diǎn)E的坐標(biāo)為(4+2,4+2)
∴OE==4+4
又∵OC=,
∴CE=OE﹣OC=4
∴CE=EF。
(4)不存在
假設(shè)x軸上存在一點(diǎn),使△CMN≌△CPE,則CN=CE,∠MNC=∠PCE
∵∠MCP=60°,
∴∠NCE=60°
又∵CE=EF,
∴EN=EF。
又∵點(diǎn)E為直線y=x上的點(diǎn),∴∠CEF=45°,
∴點(diǎn)N與點(diǎn)F不重合.∵EF⊥x軸,這與“垂線段最短”矛盾,
∴原假設(shè)錯誤,滿足條件的點(diǎn)N不存在。
點(diǎn)評: 本題考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式,以及等邊三角形的性質(zhì),解直角三角形,反證法,正確求得E的坐標(biāo)是關(guān)鍵.
10.(2012?泰安)如圖,半徑為2的⊙C與x軸的正半軸交于點(diǎn)A,與y軸的正半軸交于點(diǎn)B,點(diǎn)C的坐標(biāo)為(1,0).若拋物線y=﹣x2+bx+c過A、B兩點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;
(2)在拋物線上是否存在點(diǎn)P,使得∠PBO=∠POB?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在說明理由;
(3)若點(diǎn)M是拋物線(在第一象限內(nèi)的部分)上一點(diǎn),△MAB的面積為S,求S的最大(?。┲担?
考點(diǎn): 二次函數(shù)綜合題。
分析: (1)利用待定系數(shù)法求拋物線的解析式.因?yàn)橐阎狝(3,0),所以需要求得B點(diǎn)坐標(biāo).如答圖1,連接OB,利用勾股定理求解;
(2)由∠PBO=∠POB,可知符合條件的點(diǎn)在線段OB的垂直平分線上.如答圖2,OB的垂直平分線與拋物線有兩個交點(diǎn),因此所求的P點(diǎn)有兩個,注意不要漏解;
(3)如答圖3,作MH⊥x軸于點(diǎn)H,構(gòu)造梯形MBOH與三角形MHA,求得△MAB面積的表達(dá)式,這個表達(dá)式是關(guān)于M點(diǎn)橫坐標(biāo)的二次函數(shù),利用二次函數(shù)的極值求得△MAB面積的最大值.
解答: 解:(1)如答圖1,連接OB.
∵BC=2,OC=1
∴OB==
∴B(0,)
將A(3,0),B(0,)代入二次函數(shù)的表達(dá)式
得,解得,
∴y=﹣x2+x+.
(2)存在.
如答圖2,作線段OB的垂直平分線l,與拋物線的交點(diǎn)即為點(diǎn)P.
∵B(0,),O(0,0),
∴直線l的表達(dá)式為y=.代入拋物線的表達(dá)式,
得﹣x2+x+=;
解得x=1±,
∴P(1±,).
(3)如答圖3,作MH⊥x軸于點(diǎn)H.
設(shè)M(xm,ym),
則S△MAB=S梯形MBOH+S△MHA﹣S△OAB=(MH+OB)?OH+HA?MH﹣OA?OB
=(ym+)xm+(3﹣xm)ym﹣×3×
=xm+ym﹣
∵ym=﹣xm2+xm+,
∴S△MAB=xm+(﹣xm2+xm+)﹣
=xm2+xm
=(xm﹣)2+
∴當(dāng)xm=時,S△MAB取得最大值,最大值為.
點(diǎn)評: 本題是二次函數(shù)綜合題,重點(diǎn)考查二次函數(shù)相關(guān)性質(zhì)、圓的性質(zhì)、垂直平分線/勾股定理、面積求法等知識點(diǎn).第(2)問中注意垂直平分線與拋物線的交點(diǎn)有兩個,不要漏解;第(3)問中,重點(diǎn)關(guān)注圖形面積的求法以及求極值的方法.本題考查知識點(diǎn)較多,要求同學(xué)們對所學(xué)知識要做到理解深刻、融會貫通、靈活運(yùn)用,如此方能立于不敗之地.
12.(2012?岳陽)(1)操作發(fā)現(xiàn):如圖①,D是等邊△ABC邊BA上一動點(diǎn)(點(diǎn)D與點(diǎn)B不重合),連接DC,以DC為邊在BC上方作等邊△DCF,連接AF.你能發(fā)現(xiàn)線段AF與BD之間的數(shù)量關(guān)系嗎?并證明你發(fā)現(xiàn)的結(jié)論.
(2)類比猜想:如圖②,當(dāng)動點(diǎn)D運(yùn)動至等邊△ABC邊BA的延長線上時,其他作法與(1)相同,猜想AF與BD在(1)中的結(jié)論是否仍然成立?
(3)深入探究:
Ⅰ.如圖③,當(dāng)動點(diǎn)D在等邊△ABC邊BA上運(yùn)動時(點(diǎn)D與點(diǎn)B不重合)連接DC,以DC為邊在BC上方、下方分別作等邊△DCF和等邊△DCF′,連接AF、BF′,探究AF、BF′與AB有何數(shù)量關(guān)系?并證明你探究的結(jié)論.
Ⅱ.如圖④,當(dāng)動點(diǎn)D在等邊△邊BA的延長線上運(yùn)動時,其他作法與圖③相同,Ⅰ中的結(jié)論是否成立?若不成立,是否有新的結(jié)論?并證明你得出的結(jié)論.
考點(diǎn): 全等三角形的判定與性質(zhì);等邊三角形的性質(zhì)。
專題: 幾何綜合題。
分析: (1)根據(jù)等邊三角形的三條邊、三個內(nèi)角都相等的性質(zhì),利用全等三角形的判定定理SAS可以證得△BCD≌△ACF;然后由全等三角形的對應(yīng)邊相等知AF=BD;
(2)通過證明△BCD≌△ACF,即可證明AF=BD;
(3)Ⅰ.AF+BF′=AB;利用全等三角形△BCD≌△ACF(SAS)的對應(yīng)邊BD=AF;同理△BCF′≌△ACD(SAS),則BF′=AD,所以AF+BF′=AB;
Ⅱ.Ⅰ中的結(jié)論不成立.新的結(jié)論是AF=AB+BF′;通過證明△BCF′≌△ACD(SAS),則BF′=AD(全等三角形的對應(yīng)邊相等);再結(jié)合(2)中的結(jié)論即可證得AF=AB+BF′.
解答: 解:(1)AF=BD;
證明如下:∵△ABC是等邊三角形(已知),
∴BC=AC,∠BCA=60°(等邊三角形的性質(zhì));
同理知,DC=CF,∠DCF=60°;
∴∠BCA﹣∠DCA=∠DCF﹣DCA,即∠BCD=∠ACF;
在△BCD和△ACF中,
,
∴△BCD≌△ACF(SAS),
∴BD=AF(全等三角形的對應(yīng)邊相等);
(2)證明過程同(1),證得△BCD≌△ACF(SAS),則AF=BD(全等三角形的對應(yīng)邊相等),所以,當(dāng)動點(diǎn)D運(yùn)動至等邊△ABC邊BA的延長線上時,其他作法與(1)相同,AF=BD仍然成立;
(3)Ⅰ.AF+BF′=AB;
證明如下:由(1)知,△BCD≌△ACF(SAS),則BD=AF;
同理△BCF′≌△ACD(SAS),則BF′=AD,
∴AF+BF′=BD+AD=AB;
Ⅱ.Ⅰ中的結(jié)論不成立.新的結(jié)論是AF=AB+BF′;
證明如下:在△BCF′和△ACD中,
,
∴△BCF′≌△ACD(SAS),
∴BF′=AD(全等三角形的對應(yīng)邊相等);
又由(2)知,AF=BD;
∴AF=BD=AB+AD=AB+BF′,即AF=AB+BF′.
點(diǎn)評: 本題考查了全等三角形的判定與性質(zhì)、等邊三角形的性質(zhì).等邊三角形的三條邊都相等,三個內(nèi)角都是60°.
13.(2012?煙臺)(1)問題探究
如圖1,分別以△ABC的邊AC與邊BC為邊,向△ABC外作正方形ACD1E1和正方形BCD2E2,過點(diǎn)C作直線KH交直線AB于點(diǎn)H,使∠AHK=∠ACD1作D1M⊥KH,D2N⊥KH,垂足分別為點(diǎn)M,N.試探究線段D1M與線段D2N的數(shù)量關(guān)系,并加以證明.
(2)拓展延伸
①如圖2,若將“問題探究”中的正方形改為正三角形,過點(diǎn)C作直線K1H1,K2H2,分別交直線AB于點(diǎn)H1,H2,使∠AH1K1=∠BH2K2=∠ACD1.作D1M⊥K1H1,D2N⊥K2H2,垂足分別為點(diǎn)M,N.D1M=D2N是否仍成立?若成立,給出證明;若不成立,說明理由.
②如圖3,若將①中的“正三角形”改為“正五邊形”,其他條件不變.D1M=D2N是否仍成立?(要求:在圖3中補(bǔ)全圖形,注明字母,直接寫出結(jié)論,不需證明)
考點(diǎn): 全等三角形的判定與性質(zhì);等邊三角形的性質(zhì);正方形的性質(zhì);正多邊形和圓。
專題: 幾何綜合題。
分析: (1)根據(jù)正方形的每一個角都是90°可以證明∠AHK=90°,然后利用平角等于180°以及直角三角形的兩銳角互余證明∠D1CK=∠HAC,再利用“角角邊”證明△ACH和△CD1M全等,根據(jù)全等三角形對應(yīng)邊相等可得D1M=CH,同理可證D2N=CH,從而得證;
(2)①過點(diǎn)C作CG⊥AB,垂足為點(diǎn)G,根據(jù)三角形的內(nèi)角和等于180°和平角等于180°證明得到∠H1AC=