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- 2021-05-10 发布
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1、(2010天门,25,12分)如图,平面直角坐标系中,点A、B、C在x轴上,点D、E在y轴上,OA=OD=2,OC=OE=4,DB⊥DC,直线AD与经过B、E、C三点的抛物线交于F、G两点,与其对称轴交于M.点P为线段FG上一个动点(与F、G不重合),PQ∥y轴与抛物线交于点Q.
(1)求经过B、E、C三点的抛物线的解析式;
(2)是否存在点P,使得以P、Q、M为顶点的三角形与△AOD相似?若存在,求出满足条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)若抛物线的顶点为N,连接QN,探究四边形PMNQ的形状:①能否成为菱形;②能否成为等腰梯形?若能,请直接写出点P的坐标;若不能,请说明理由.
【分析】(1)确定二次函数解析式可用待定系数法,本题可用一般式,也可用交点式.
(2)本题中因为△AOD是等腰直角三角形,结合题意可知△MPQ是等腰直角三角形,再结合等腰直角三角形的性质求解.
(3)当点P在对称轴左侧时,四边形PMNQ为菱形,结合菱形的邻边相等,确定点Q的坐标,再验证点Q是否在抛物线上,当点P在对称轴右侧时,四边形PMNQ为等腰梯形,可作出梯形的两条高,构造求解.
【答案】
(1)设函数解析式为y=a(x+2)(x-4),则
a×2×(-4)=4,解得a=-
所以经过B、E、C三点的抛物线的解析式为y=-(x+2)(x-4)=-x2+x+4.
(2) y=-x2+x+4=-(x-1)2+.
易知直线AD解析式为y=x+2,所以M(1,3),过点M作MR⊥PQ于点R,因为△AOD是等腰直角三角形,结合题意可知△MPQ是等腰直角三角形,设MN=m,则PQ=2m,所以P(1-m,3-m),Q(1-m,3+m),所以
-(1-m-1)2+=3+m,解得m1=1,m2=-3(不合题意,舍去)
此时P(0,2)
(3)
【涉及知识点】二次函数解析式,顶点坐标,对称轴,相似三角形,菱形,等腰梯形.
【点评】这是一道传统型的压轴题,以函数和几何图形的综合作为主要方式,用到三角形、四边形、相似形的有关知识.解压轴题,要注意它的逻辑结构,搞清楚它的各个小题之间的关系是“平列”的,还是“递进”的,这一点非常重要.
2、(2010 武汉,25题,12分)如图1,抛物线经过点A(-1,0),C(0,)两点,且与x轴的另一交点为点B.
(1)求抛物线解析式;
(2)若抛物线的顶点为点M,点P为线段AB上一动点(不与B重合),Q在线段MB上移动,且∠MPQ=45°,设OP=x,MQ=,求于x的函数关系式,并且直接写出自变量的取值范围;
(3)如图2,在同一平面直角坐标系中,若两条直线x=m,x=n分别与抛物线交于E、G两点,与(2)中的函数图像交于F、H两点,问四边形EFHG能否为平行四边形?若能,求出m、n之间的数量关系;若不能,请说明理由.
P
M
Q
A
B
O
y
x
【分析】(1)问直接代入已知点到解析式即可求出解;(2)中是关于动点问题,可以利用动中取静的方法求解,关键是PM2的获取,△MPQ~△MBP的发现,从而得到PM2=MQ´MB;(3)可先尝试动手画,然后再根据自己画的图形,分析出EF=GH,从而得到关于m,n的等式,变形化简即可.
【答案】解:(1) ∵拋物线y1=ax2-2ax+b经过A(-1,0),C(0,)两点,∴,∴a= -,
b=,∴拋物线的解析式为y1= -x2+x+.
P
M
Q
A
B
O
y
x
N
(2) 作MN^AB,垂足为N.由y1= -x2+x+易得M(1,2),
N(1,0),A(-1,0),B(3,0),∴AB=4,MN=BN=2,MB=2,
ÐMBN=45°.根据勾股定理有BM 2-BN 2=PM 2-PN 2.
∴(2)2-22=PM2= -(1-x)2…j,又ÐMPQ=45°=ÐMBP,
∴△MPQ~△MBP,∴PM2=MQ´MB=y2´2…k.
由j、k得y2=x2-x+.∵0£x<3,∴y2与x的函数关系式为y2=x2-x+(0£x<3).
O
E
F
G
H
x
y
(3) 四边形EFHG可以为平行四边形,m、n之间的数量关系是
m+n=2(0£m£2,且m¹1).∵点E、G是抛物线y1= -x2+x+
分别与直线x=m,x=n的交点,∴点E、G坐标为
E(m,-m2+m+),G(n,-n2+n+).同理,点F、H坐标
为F(m,m2-m+),H(n,n2-n+).
∴EF=m2-m+-(-m2+m+)=m2-2m+1,GH=n2-n+-(-n2+n+)=n2-2n+1.
∵四边形EFHG是平行四边形,EF=GH.∴m2-2m+1=n2-2n+1,∴(m+n-2)(m-n)=0.
由题意知m¹n,∴m+n=2 (0£m£2,且m¹1).
因此,四边形EFHG可以为平行四边形,m、n之间的数量关系是m+n=2 (0£m£2,且m¹1).
【涉及知识点】二次函数、相似、平行四边形的性质等.
【点评】此题是集动点、猜想、函数等知识于一身的综合性大题.万变不离其中,只要我们平时打好基础,再难的问题,都可迎刃而解的.需要指出是第(3)问,准确绘出y1,y2的图象,他们顶点在一处,再用含m,n的式子表示出EF、GH的长成为问题获得突破的关键.事实上,这也是很多抛物线为载体的综合题一个重要技巧.
3、(2010湖北咸宁,24,12分)
如图,直角梯形ABCD中,AB∥DC,,,.动点M以每秒1个
单位长的速度,从点A沿线段AB向点B运动;同时点P以相同的速度,从点C沿折线C-D-A向点
A运动.当点M到达点B时,两点同时停止运动.过点M作直线l∥AD,与线段CD的交点为E,
与折线A-C-B的交点为Q.点M运动的时间为t(秒).
(1)当时,求线段的长;
(2)当0<t<2时,如果以C、P、Q为顶点的三角形为直角三角形,求t的值;
(3)当t>2时,连接PQ交线段AC于点R.请探究是否为定值,若是,试求这个定值;若不是,
请说明理由.
【分析】解决梯形问题,有一个基本思想,就是:把梯形问题转化为三角形或平行四边形的问题来解决.如下图,过点C作CF⊥AB,垂足为F,就能把这个直角梯形分作一个矩形和一个等腰直角三角形,图中的所有线段都容易求得.
于是对于第(1)小题,可利用锐角三角函数或相似三角形对应边成比例顺利求出线段的长.对于第(2)小题,由于当0<t<2时,点P在CD上,点Q在AC上,所以一定是锐角,所以可以分和两种情况来分析.对于第(3)小题,容易发现当t>2时,点Q在线段BC上,点P在线段AD上,如下图所示:
由题意得线段,而线段,所以PA=QM,这样容易证明∥,进而可得△CRQ∽△CAB,所以为定值.
【答案】解:(1)过点C作于F,则四边形AFCD为矩形.
∴,.
此时,Rt△AQM∽Rt△ACF.
∴.
即,∴.
(2)∵为锐角,故有两种情况:
①当时,点P与点E重合.
此时,即,∴.
②当时,如备用图1,
此时Rt△PEQ∽Rt△QMA,∴.
由(1)知,,
而,
∴. ∴.
综上所述,或.
(3)为定值.
当>2时,如备用图2,.
由(1)得,.
∴. ∴.
∴. ∴.
∴四边形AMQP为矩形. ∴∥.
∴△CRQ∽△CAB.
∴.
【涉及知识点】梯形、矩形、锐角三角函数、相似三角形、等腰直角三角形、
【点评】本题属双动点型几何综合题,解题时应注意两个点所处的位置的变化,作为最后一道压轴题,难度系数不是很高,特别是第(3)小题,没有把“尾巴翘起来”,可能区分度不高,选拔优秀学生的功能不是很好.
4、(2010年湖北襄樊 26 本大题满分12分)
如图7,四边形ABCD是平行四边形,AB=4,OB=2,抛物线过A、B、C三点,与x轴交于另一点D.一动点P以每秒1个单位长度的速度从B点出发沿BA向点A运动,运动到点A停止,同时一动点Q从点D出发,以每秒3个单位长度的速度沿DC向点C运动,与点P同时停止.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若抛物线的对称轴与AB交于点E,与x轴交于点F,当点P运动时间t为何值时,四边形POQE是等腰梯形?
(3)当t为何值时,以P、B、O为顶点的三角形与以点Q、B、O为顶点的三角形相似?
图7
【分析】参照图形确定出A、B、C三点的坐标,利用待定系数法求抛物线的解析式;结合等腰梯形的性质可知,OP=EQ时,BP=FQ,据此列方程求解;由于相似的两个三角形各点对应关系不确定,所以要分情况讨论.
【答案】解:(1)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OC=AB=4.
∴A(4,2),B(0,2),C(-4,0).
∵抛物线y=ax2+bx+c过点B,∴c=2.
由题意,有 解得
∴所求抛物线的解析式为.
(2)将抛物线的解析式配方,得.
∴抛物线的对称轴为x=2.
∴D(8,0),E(2,2),F(2,0).
欲使四边形POQE为等腰梯形,则有OP=QE.即BP=FQ.
∴t=6-3t,即t=.
(3)欲使以P、B、O为顶点的三角形与以点Q、B、O为顶点的三角形相似,
∵∠PBO=∠BOQ=90°,∴有或,
即PB=OQ或OB2=PB·QO.
①若P、Q在y轴的同侧.当PB=OQ时,t=8-3t,∴t=2.
当OB2=PB·QO时,t(8-3t)=4,即3t2-8t+4=0.
解得.
②若P、Q在y轴的异侧.当PB=OQ时,3t-8=t,∴t=4.
当OB2=PB·QO时,t(3t-8)=4,即3t2-8t-4=0.解得.
∵t=<0.故舍去,∴t=.
∴当t=2或t=或t=4或t=秒时,以P、B、O为顶点的三角形与以点Q、B、O为顶点的三角形相似.
【涉及知识点】二次函数,等腰梯形,相似三角形,方程
【点评】注意充分利用数形结合思想,可以减少运算量,比如求抛物线对称轴方程,不一定把二次函数解析式配方,观察图形,不难发现,这条对称轴就是线段AB的垂直平分线,由此很快能确定抛物线对称轴方程为直线x=2,这样更加便捷.
5、(2010年湖北宜昌 24
12分)如图,直线y=hx+d与x轴和y轴分别相交于点A(-1,0),B(0,1),与双曲线y=在第一象限相交于点C;以AC为斜边、为内角的直角三角形,与以CO为对角线、一边在x轴上的矩形面积相等;点C,P在以B为顶点的抛物线y=上;直线y=hx+d、双曲线y=和抛物线同时经过两个不同的点C,D。
(1)确定t的值
(2)确定m , n , k的值
(3)若无论a , b , c取何值,抛物线都不经过点P,请确定P的坐标
(12分)
(第24题)
【分析】(1)根据直线方程过的两个点可求出直线方程,再根据双曲线过C点,设点C坐标为(x1,y1),则x1y1=t.,再根据面积相等,进而求得C点坐标,便可求出t的值;(2)根据抛物线顶点B,得到两个等式,以及C点 在抛物线上,又得一等式,由三个等式联立,便可求出m、n、k;(3)根据直线与双曲线的交点C、D,求出后代入抛物线方程可得两个等式,可把抛物线方程中的参数a、b、c消去两个,再根据P点在y=上,可设出坐标,代入后得到的方程无解,进而求出a、b、c.
【答案】解:
(1)直线过点A,B,则0=-h+d和1=d,即y=x+1.
双曲线y=经过点C(x1,y1),x1y1=t.
以AC为斜边,∠CAO为内角的直角三角形的面积为×y1×(1+x1);
以CO为对角线的矩形面积为x1y1,
×y1×(1+x1)=x1y1,因为x1,y1都不等于0,故得x1=1,所以y1=2.
故有,,即t=2.
(2)∵B是抛物线y=mx2+nx+k的顶点,∴有- ,
得到n=0,k=1.
∵C是抛物线y=mx2+nx+k上的点,∴有2=m(1)2+1,得m=1.
(3)设点P的横坐标为p,则纵坐标为p2+1.
∵抛物线y=ax2+bx+c经过两个不同的点C,D,
其中求得D点坐标为(-2,-1)..
解法一:
故 2=a+b+c,
-1=4a-2b+c.
解之得,b=a+1, c=1-2a.
∴y=ax2+( a+1)x+(1-2a )
于是: p2+1≠a p2+(a+1)p+(1-2a)
∴无论a取什么值都有p2-p≠(p2+p-2)a.
(或者,令p2-p=(p2+p-2)a
∵抛物线y=ax2+bx+c不经过P点,
∴此方程无解,或有解但不合题意)
.
故∵a≠0,∴①
解之p=0,p=1,并且p≠1,p≠-2.得p=0.
∴符合题意的P点为(0,1).
②,解之p=1,p=-2,并且p≠0,p≠1.
得p=-2.
符合题意的P点为(-2,5).
∴符合题意的P点有两个(0,1)和(-2,5).
解法二:
则有(a-1)p2+(a+1) p-2a=0
即〔(a-1)p+2a〕(p-1)=0
有p-1=0时,得p=1,为(1,2)此即C点,在y=ax2+bx+c上.
或(a-1)p+2a=0,即(p+2)a=p
当p=0时a=0与a≠0矛盾
得点P(0,1)
或者p=-2时,无解
得点P(-2,5)
故对任意a,b,c,抛物线y=ax2+bx+c都不经过(0,1)和(-2,5)
解法三:
如图, 抛物线y=ax2+bx+c不经过直线CD上除C,D外的其他点.
(只经过直线CD上的C,D点).
由
解得交点为C(1,2),B(0,1).
故符合题意的点P为(0,1).
抛物线y=ax2+bx+c不经过直线x=-2上除D外的其他点.
y
x
由
解得交点P为(-2,5).
抛物线y=ax2+bx+c不经过直线x=1上除C外的其他点,
而解得交点为C(1,2)
故符合条件的点P为(0,1)或(-2,5).
【涉及知识点】直线 双曲线 抛物线 交点问题
【点评】本题是平面直角坐标系中的交点的问题,交点有无,关键是看由曲线方程联立构成的方程组解的个数,本题题型新颖是个不可多得的好题,有利于培养学生的思维能力,但难度较大,具有明显的区分度..
6、(2010湖南永州,24,10分)已知二次函数的图象与x轴有且只有一个交点A(-2 ,0),与y轴的交点为B(0,4),且其对称轴与y轴平行.
⑴求该二次函数的解析式,并在所给出坐标系中画出这个二次函数的大致图象;
⑵在该二次函数位于A、B两点之间的图象上取上点M,过点M分别作x轴、y轴的垂线段,垂足分别为点C、D.求矩形MCOD的周长的最小值,并求使矩形MCID的周长最小时的点M坐标.
【分析】(1)利用待定系数法由题意可设抛物线的解析式再将已知的B点坐标代入可求出a得出解析式,
(2)设点M的坐标为(m,n),将其代入抛物线的解析式可得出m,n之间的关系式n=m2+4m+4;再由矩形周长公式可得出周长L与m,n之间的二次函数关系式L=2(n-m);消去n可得出L与m二次函数关系式,利用顶点坐标式可求出结果.
【答案】⑴由题意可知点A(-2,0)是抛物线的顶点,设抛物线的解析式为
∵其图象与y轴交于点B(0,4)
∴4=4a
∴a=1
∴抛物线的解析式为
⑵设点M的坐标为(m,n),则m<0,n>0,n=(m+n)2=m2+4m+4
设矩形MCOD的周长为L
则L=2(MC+MD)=2()
=2(n-m)
=2(m2+4m+4-m)
=2(m2+3m+4)
=2(m+)2+
当m=时,L有最小值,此时n=
∴点M的坐标为(,).
【涉及知识点】二次函数、待定系数法、矩形周长
【点评】本题出现的待定系数法、最值是考查二次函数的知识最常见手段,既考查了基础知识,又难度不大,是一道难度中等的好题.
【推荐指数】★★★★
25.(2010湖南永州,25,10分)探究问题:
(1)阅读理解:
①如图(A),在已知△ABC所在平面上存在一点P,使它到三角形顶点的距离之和最小,则称点P为△ABC的费马点,此时PA+PB+PC的值为△ABC的费马距离.
②如图(B),若四边形ABCD的四个顶点在同一圆上,则有AB·CD+BC·DA=AC·BD.此为托勒密定理.
(2)知识迁移:
①请你利用托勒密定理,解决如下问题:
如图(C),已知点P为等边△ABC外接圆的上任意一点.求证:PB+PC=PA.
②根据(2)①的结论,我们有如下探寻△ABC(其中∠A、∠B、∠C均小于120°)的费马点和费马距离的方法:
第一步:如图(D),在△ABC的外部以BC为边长作等边△BCD及其外接圆;
第二步:在上任取一点P′,连结P′A、P′B、P′C、P′D.易知P′A+P′B+P′C=P′A+(P′B+P′C)=P′A+ ;
第三步:请你根据(1)①中定义,在图(D)中找出△ABC的费马点P,并请指出线段 的长度即为△ABC的费马距离.
(3)知识应用:
2010年4月,我国西南地区出现了罕见的持续干旱现象,许多村庄出现了人、畜饮水困难,为解决老百姓的饮水问题,解放军某部来到云南某地打井取水.
已知三村庄A、B、C构成了如图(E)所示的△ABC(其中∠A、∠B、∠C均小于120°),现选取一点P打水井,使从水井P到三村庄A、B、C所铺设的输水管总长度最小,求输水管总长度的最小值.
【分析】(2)知识迁移 ①问,只需按照题意套用托勒密定理,再利用等边三角形三边相等,将所得等式两边都除以等边三角形的边长,即可获证. ②问,借用①问结论,及线段的性质“两点之间线段最短”数学容易获解. (3)知识应用,在(2)的基础上先画出图形,再求解.
【答案】(2)①证明:由托勒密定理可知PB·AC+PC·AB=PA·BC
∵△ABC是等边三角形
∴ AB=AC=BC
∴PB+PC=PA
②P′D AD
(3)解:如图,以BC为边长在△ABC的外部作等边△BCD,连接AD,则知线段AD的长即为△ABC的费马距离.
∵△BCD为等边三角形,BC=4,
∴∠CBD=60°,BD=BC=4.
∵∠ABC=30°, ∴∠ABD=90°.
在Rt△ABD中,∵AB=3,BD=4
∴AD===5(km)
∴从水井P到三村庄A、B、C所铺设的输水管总长度的最小值为5km.
【涉及知识点】圆,等边三角形,线段性质,勾股定理
【点评】此题集阅读理解、创新探究、实际应用于一体,题型新颖别致,综合考查自主探究、创新应用能力,是一道不可多得的好题. 此题环环相扣,解题关键是理解阅读材料,从中获取新知,能够灵活应用新知解决数学问题,并进一步构建数学模型解决实际问题. 此题难度中等,只要平时养成自主学习的习惯,并善于将所学知识融会贯通,便可顺利解决问题.
7、(2010湖南长沙,26,10分)如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的两边分别在x轴和y轴上,,现有两动点P.Q分别从O.C同时出发,P在线段OA上沿OA方向以每秒cm的速度匀速运动,Q在线段CO上沿CO方向以每秒1cm的速度匀速运动.设运动时间为t秒.
(1)用t的式子表示△OPQ的面积S;
(2)求证:四边形OPBQ的面积是一个定值,并求出这个定值;
(3)当△OPQ与△PAB和△QPB相似时,抛物线经过B.P两点,过线段BP上一动点M作y轴的平行线交抛物线于N,当线段MN的长取最大值时,求直线MN把四边形OPBQ分成两部分的面积之比.
【分析】(1)依题意OQ=8-t,OP=t, ,整理即得;
(2)依据可得;
(3)依题意得P(,0),B(,8),进而得抛物线为,过B.P两点的直线为y=x-8 .当时,MN的长最大,此时直线MN把四边形OPBQ分成两部分的面积之比3:1.
【答案】解:(1)由题意知,OQ=8-t,OP=t,
∴.
(2)由题意知,AB=OC=8,CQ= t, CB=OA=8,PA=8-t,
;
;
∴
.
∴四边形OPBQ的面积是一个定值,这个定值为32.
(3)当△OPQ与△PAB和△QPB相似时,应满足.
整理,得,
解得,(不合题意).
此时P(,0),B(,8) .
因抛物线经过B.P两点,所以将B.P两点的坐标代入,得
解得
所以经过B.P两点的抛物线为.
设过B.P两点的直线为y=kx+b, 将B.P两点的坐标代入,得
解得
所以过B.P两点的直线为y=x-8.
依题得,动点M的坐标(x, x-8),N的坐标(x, )
MN=(x-8)-()=
当时,MN的长最大,此时直线MN把四边形OPBQ分成两部分的面积之比3:1.
【涉及知识点】矩形的面积.三角形的面积.相似三角形的性质.一次函数.二次函数等.
【点评】本题是几何.代数综合题,涉及内容多,有一定难度.主要考查学生的应用所学解决数学问题的能力,运算量较大,同时也极易出错,需要细心.
8、如图(1),抛物线与y轴交于点A,E(0,b)为y轴上一动点,过点E的直线与抛物线交于点B、C .
(1)求点A的坐标;
(2)当b=0时(如图(2)),与的面积大小关系如何?当时,上述关系还成立吗,为什么?
(3)是否存在这样的b,使得是以BC 为斜边的直角三角形,若存在,求出b;若不存在,说明理由.
【分析】(1)将x=0,代入抛物线解析式,得点A的坐标为(0,-4);
(2)与公共了一条边,只要把这边上的两条高求出,比较高的大小即可,又易发现这两条高就是B,C 两点的横坐标的绝对值,所以只要求出B,C 两点的横坐标;
(3)存在。因为,所以
所以,即E为BC 的中点。所以当OE=C E时,为直角三角形
【答案】(1)将x=0,代入抛物线解析式,得点A的坐标为(0,-4)
(2)当b=0时,直线为,由解得,
所以B、C 的坐标分别为(-2,-2),(2,2)
,
所以(利用同底等高说明面积相等亦可)
当时,仍有成立. 理由如下
由,解得,
所以B、C 的坐标分别为(-,-+b),(,+b),
作轴,轴,垂足分别为F、G,则,
而和是同底的两个三角形,
所以.
(3)存在这样的b.
因为
所以
所以,即E为BC 的中点
所以当OE=C E时,为直角三角形
因为
所以 ,而
所以,解得,
所以当b=4或-2时,ΔOBC 为直角三角形.
【涉及知识点】二次函数、一次函数、直角三角形、三角形的面积
【点评】本题是根据字母b的变化来设置问题,体现了与高中的衔接,b事实上是高中内容中的“参数”,问题设置层层递进,在解含有b的二元二次方程组时学生会遇到一定的困难.
9、(2010湖南衡阳,27,10分)如图15,在平面直角坐标系中,△OAB三个顶点坐标分别为O(0,0),A(1,),B(4,0).
⑴求证:AB⊥OA
⑵在第一象限内确定点M,使△MOB与△AOB相似,求符合条件的点M的坐标
⑶如图16,已知D(0,-3),作直线BD
①将△AOB沿射线BD平移4个单位长度后,求△AOB与以D为圆心,以I为半径的⊙D的公共点的个数
②如图17,现有一点P从D点出发,沿射线DB的方向以1个单位长度/秒的速度作匀速运动,运动时间为t秒.当以P为圆心,以为半径的⊙P与△AOB有公共点时,求t的取值范围.
图15 图16 图17
【分析】(1)欲证AB⊥OA,只需证明∠OAB=90°,过A作AC⊥OB于C,利用锐角三角函数分别求出∠OAC与∠BAC的度数;或利用勾股定理逆定理也可得证;(2)由于∠A为直角,且M在第一象限,据相似三角形的判定,分2种情况(一)B为直径顶点:①当∠MOB=60°时,②当∠MOB=30°时;(二)M为直角顶点时,∠MOB=30°.则可求出M点坐标.
(3)①本问考查了直线与圆的位置关系,需根据题意画出相应图形,分别计算出点D与AB、OB的距离;②设⊙P与直线BD交于E、F,其中E的横坐标小于F的横坐标.欲求t的取值范围,只需求出⊙P与OB相切时的时间,与E与B重合的时间,它们之间的部分(包括这两种情况)就是t的取值范围.
【答案】
(1)解法一:过A作AC⊥OB于C,
∵tan∠AOC=,∴∠AOC=60°.
又∵tan∠ABC=,∴∠ABC=30°.
∴∠BAO=90°, ∴AB⊥OA.
解法二:∵AO2=OC2+AC2=4,AB2=AC2+BC2=3+9=12.
OB2=16, ∴AO2+AB2=OB2.
∴∠BAO=90°, ∴AB⊥OA.
(2)解法一:若以B为直角顶点,当∠MOB=60°时,M(4,4).
当∠MOB=30°时,M(4,).
若以M为直角顶点,∠MOB=30°时, M(3,).
综上所述,符合条件的M有(4,4),(4,),(3,).
解法二:若△AOB∽△BOM,则,即.
∴BM=4,∴M(4,4).
若△AOB∽△BMO,则,即.
∴BM=,∴M(4,).
若△AOB∽△MBO,则,即.
∴BM=2,∴M(3,).
⑶①解法一:当△AOB沿射线BD平移4个单位长度后,点D到OB的距离为<1.
且O在⊙D外,∴边OB与⊙D有两个公共点(包括B点),点D到AB的距离为<1,且A在⊙D外. ∴边AB与与⊙D有两个公共点(包括B点).
综上所述,△AOB沿射线BD平移4个单位长度后,与⊙D有3个公共点.
解法二:(用反证思想)
当△AOB沿射线BD平移4个单位长度后,点B恰好在⊙D上,
过OB、AB与⊙D只能是相切或相交.
∵∠DBO<90°且O在⊙D外,∴边OB与⊙D有两个公共点(包括B点).
又∵∠DBA<75°且A在⊙D外,∴边AB与⊙D有两个公共点(包括B点).
故有3个公共点.
解法三:(应用计算器,思路与解法二相似)
∵tan∠DBO=,∴∠DBO≈37°,∴∠DBA≈67°,
∴边AB与⊙D相交,故有3个公共点.
解法四:当AB与⊙D相切时,则平移了个单位长度,当平移距离大约且小于4时,它们的公共点有4个.
∴当△AOB沿射线BD平移4个单位长度时,与⊙D有3个公共点.
解法五:(应用计算器,思路与解法四相似)
∵∠DBO≈37°,∴∠DBA≈67°.
当AB与⊙D相切时,则平移了,∵4>3.91,
∴当△AOB沿射线BD平移4个单位长度时,与⊙D有3个公共点.
②设⊙P与直线BD交于E、F,其中E的横坐标小于F的横坐标.
解法一:∵P(t,t-3),E(t,t-3),
当3-t=t时,t最小,此时t=.
当E点与B点重合时,t-3=0,t=10.
∴当≤t≤10时,⊙P与△AOB有公共点.
解法二:当⊙P与OB初次相切时,,解得t=.
当E与B重合时,t=5,解得:t=10.
∴当≤t≤10时,⊙P与△AOB有公共点.
【涉及知识点】平面直角坐标系、三角形相似、直线和圆的位置关系.
【点评】本题为动态几何问题,涉及的知识点较多,难度较大.难点(一):在平面直角坐标系中,利用三角形相似求点的坐标,需分多种情况讨论;(二)利用三角形平移和圆移动来考查直线和圆的位置关系.解决此列问题的关键,是变动为静,画出相应的图形,多角度多方位考虑问题.
10、(2010湖南怀化,26,10分)
图9是二次函数的图象,其顶点坐标为M(1,-4).
(1)求出图象与轴的交点A,B的坐标;
(2)在二次函数的图象上是否存在点P,使,若存在,求出P点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)将二次函数的图象在轴下方的部分沿轴翻折,图象的其余部分保持不变,得到一个新的图象,请你结合这个新的图象回答:当直线与此图象有两个公共点时,的取值范围.
图9
【分析】(1)依据题的条件可直接求出二次函数的解析式,求图象与轴的交点A,B的坐标,也就是计算当y=0是求x的值;(2)可先求出,根据求出△PAB底边AB的高(即P点纵坐标的绝对值),求得P点的纵坐标,进而计算P点的横坐标.(3)分别计算出直线经过A点、经过B点时b的值,即可求出的取值范围.
【答案】 (1) 因为M(1,-4) 是二次函数的顶点坐标,
所以
令解之得.
∴A,B两点的坐标分别为A(-1,0),B(3,0)
(2) 在二次函数的图象上存在点P,使
设则,又,
∴
∵二次函数的最小值为-4,∴.
当时,.
故P点坐标为(-2,5)或(4,5)
图1
(3)如图1,当直线经过A点时,可得
当直线经过B点时,可得
由图可知符合题意的的取值范围为
【涉及知识点】二次函数 一次函数 三角形的面积计算
【点评】本题综合性强,既考察了学生的知识掌握,又考察了学生的运算能力,还考察到学生严禁的思维能力。学生在计算出△PAB底边AB的高(即P点纵坐标的绝对值)时,容易不加思索直接分类计算结果,最后一问需根据图像综合分析得出的取值范围.