- 1.64 MB
- 2021-05-13 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
重庆市2015年中考数学26题---二次函数综合题专题练习二
1.已知抛物线C1:y=a(x+1)2﹣2的顶点为A,且经过点B(﹣2,﹣1).
(1)求A点的坐标和抛物线C1的解析式;
(2)如图1,将抛物线C1向下平移2个单位后得到抛物线C2,且抛物线C2与直线AB相交于C,D两点,求S△OAC:S△OAD的值;
(3)如图2,若过P(﹣4,0),Q(0,2)的直线为l,点E在(2)中抛物线C2对称轴右侧部分(含顶点)运动,直线m过点C和点E.问:是否存在直线m,使直线l,m与x轴围成的三角形和直线l,m与y轴围成的三角形相似?若存在,求出直线m的解析式;若不存在,说明理由.
考点:
二次函数综合题;待定系数法求一次函数解析式;待定系数法求二次函数解析式;相似三角形的判定与性质;锐角三角函数的增减性.菁优网版权所有
专题:
压轴题;存在型.
分析:
(1)由抛物线的顶点式易得顶点A坐标,把点B的坐标代入抛物线的解析式即可解决问题.
(2)根据平移法则求出抛物线C2的解析式,用待定系数法求出直线AB的解析式,再通过解方程组求出抛物线C2与直线AB的交点C、D的坐标,就可以求出S△OAC:S△OAD的值.
(3)设直线m与y轴交于点G,直线l,m与x轴围成的三角形和直线l,m与y轴围成的三角形形状、位置随着点G的变化而变化,故需对点G的位置进行讨论,借助于相似三角形的判定与性质、三角函数的增减性等知识求出符合条件的点G的坐标,从而求出相应的直线m的解析式.
解答:
解:(1)∵抛物线C1:y=a(x+1)2﹣2的顶点为A,
∴点A的坐标为(﹣1,﹣2).
∵抛物线C1:y=a(x+1)2﹣2经过点B(﹣2,﹣1),
∴a(﹣2+1)2﹣2=﹣1.
解得:a=1.
∴抛物线C1的解析式为:y=(x+1)2﹣2.
(2)∵抛物线C2是由抛物线C1向下平移2个单位所得,
∴抛物线C2的解析式为:y=(x+1)2﹣2﹣2=(x+1)2﹣4.
设直线AB的解析式为y=kx+b.
∵A(﹣1,﹣2),B(﹣2,﹣1),
∴解得:
∴直线AB的解析式为y=﹣x﹣3.
联立解得:或.
∴C(﹣3,0),D(0,﹣3).
∴OC=3,OD=3.
过点A作AE⊥x轴,垂足为E,
过点A作AF⊥y轴,垂足为F,
∵A(﹣1,﹣2),
∴AF=1,AE=2.
∴S△OAC:S△OAD
=(OC•AE):(OD•AF)=(×3×2):(×3×1)=2.
∴S△OAC:S△OAD的值为2.
(3)设直线m与y轴交于点G,与直线l交于点H,
设点G的坐标为(0,t)
当m∥l时,CG∥PQ.
∴△OCG∽△OPQ.∴=.
∵P(﹣4,0),Q(0,2),∴OP=4,OQ=2,∴=.∴OG=.
∴t=时,直线l,m与x轴不能构成三角形.
∵t=0时,直线m与x轴重合,
∴直线l,m与x轴不能构成三角形.
∴t≠0且t≠.
①t<0时,如图2①所示.
∵∠PHC>∠PQG,∠PHC>∠QGH,
∴∠PHC≠∠PQG,∠PHC≠∠QGH.
当∠PHC=∠GHQ时,
∵∠PHC+∠GHQ=180°,
∴∠PHC=∠GHQ=90°.
∵∠POQ=90°,
∴∠HPC=90°﹣∠PQO=∠HGQ.
∴△PHC∽△GHQ.
∵∠QPO=∠OGC,
∴tan∠QPO=tan∠OGC.∴=.∴=.∴OG=6.
∴点G的坐标为(0,﹣6)
设直线m的解析式为y=mx+n,
∵点C(﹣3,0),点G(0,﹣6)在直线m上,
∴.解得:.
∴直线m的解析式为y=﹣2x﹣6,联立,解得:或
∴E(﹣1,﹣4).
此时点E在顶点,符合条件.
∴直线m的解析式为y=﹣2x﹣6.[来源:学.科.网Z.X.X.K]
②O<t<时,如图2②所示,
∵tan∠GCO==<,tan∠PQO===2,
∴tan∠GCO≠tan∠PQO.
∴∠GCO≠∠PQO.
∵∠GCO=∠PCH,
∴∠PCH≠∠PQO.
又∵∠HPC>∠PQO,
∴△PHC与△GHQ不相似.
∴符合条件的直线m不存在.
③<t≤2时,如图2③所示.
∵tan∠CGO==≥,tan∠QPO===.
∴tan∠CGO≠tan∠QPO.
∴∠CGO≠∠QPO.
∵∠CGO=∠QGH,
∴∠QGH≠∠QPO,
又∵∠HQG>∠QPO,
∴△PHC与△GHQ不相似.
∴符合条件的直线m不存在.
④t>2时,如图2④所示.
此时点E在对称轴的右侧.
∵∠PCH>∠CGO,
∴∠PCH≠∠CGO.
当∠QPC=∠CGO时,
∵∠PHC=∠QHG,∠HPC=∠HGQ,
∴△PCH∽△GQH.
∴符合条件的直线m存在.
∵∠QPO=∠CGO,∠POQ=∠GOC=90°,
∴△POQ∽△GOC.
∴=.∴=.∴OG=6.
∴点G的坐标为(0,6).
设直线m的解析式为y=px+q
∵点C(﹣3,0)、点G(0,6)在直线m上,∴.解得:.
∴直线m的解析式为y=2x+6.
综上所述:存在直线m,使直线l,m与x轴围成的三角形和直线l,m与y轴围成的三角形相似,
此时直线m的解析式为y=﹣2x﹣6和y=2x+6.
2.平面直角坐标系中,四边形ABCD是菱形,点C的坐标为(﹣3,4),点A在x轴的正半轴上,O为坐标原点,连接OB,抛物线y=ax2+bx+c经过C、O、A三点.
(1)直接写出这条抛物线的解析式;
(2)如图1,对于所求抛物线对称轴上的一点E,设△EBO的面积为S1,菱形ABCD的面积为S2,当S1≤S2时,求点E的纵坐标n的取值范围;
(3)如图2,D(0,﹣)为y轴上一点,连接AD,动点P从点O出发,以个单位/秒的速度沿OB方向运动,1秒后,动点Q从O出发,以2个单位/秒的速度沿折线O﹣A﹣B方向运动,设点P运动时间为t秒(0<t<6),是否存在实数t,使得以P、Q、B为顶点的三角形与△ADO相似?若存在,求出相应的t值;若不存在,请说明理由.
考点: 二次函数综合题.菁优网版权所有
分析: (1)求得菱形的边长,则A的坐标可以求得,然后利用待定系数法即可求得函数的解析式;
(2)首先求得菱形的面积,即可求得S1的范围,当S1取得最大值时即可求得直线的解析式,则n的值的范围即可求得;
(3)分当1<t<3.5时和3.5≤t≤6时两种情况进行讨论,依据相似三角形的对应边的比相等,即可列方程求解.
解答: 解:(1)根据题意得:,解得:,
则抛物线的解析式是:y=x2﹣x;
(2)设BC与y轴相交于点G,则S2=OG•BC=20,
∴S1≤5,
又OB所在直线的解析式是y=2x,OB==2,
∴当S1=5时,△EBO的OB边上的高是.
如图1,设平行于OB的直线为y=2x+b,则它与y轴的交点为M(0,b),与抛物线对称轴x=交于点E(,n).
过点O作ON⊥ME,点N为垂足,若ON=,由△MNO∽△OGB,得OM=5,
∴y=2x﹣5,
由, 解得: y=0, 即E的坐标是(,0).
∵与OB平行且到OB的距离是的直线有两条.
∴由对称性可得另一条直线的解析式是:y=2x+5.
则E′的坐标是(,10).
由题意得得,n的取值范围是:0≤n≤10且n≠5.
(3)如图2,动点P、Q按题意运动时,
当1<t<3.5时,
OP=t,BP=2﹣t,OQ=2(t﹣1),
连接QP,当QP⊥OP时,有=,∴PQ=(t﹣1),若=,则有=,
又∵∠QPB=∠DOA=90°,
∴△BPQ∽△AOD,此时,PB=2PQ,即2﹣t=(t﹣1),
10﹣t=8(t﹣1),∴t=2;
当3.5≤t≤6时,QB=10﹣2(t﹣1)=12﹣2t,连接QP.
若QP⊥BP,
则有∠PBQ=∠ODA,
又∵∠QPB=∠AOD=90°,
∴△BPQ∽△DOA,
此时,PB=PB,即12﹣2t=(2﹣t),12﹣2t=10﹣t,
∴t=2(不合题意,舍去).
若QP⊥BQ,则△BPQ∽△DAO,
此时,PB=BQ,
即2﹣t=(12﹣2t),2﹣t=12﹣2t,解得:t=.则t的值为2或.
点评: 本题是二次函数的综合题型,其中涉及到的知识点有抛物线的顶点公式和三角形的面积求法.在求有关动点问题时要注意分析题意分情况讨论结果.
3、如图,已知直线y=x+1与x轴交于点A,与y轴交于点B,将△AOB绕点O顺时针旋转90°后得到△COD.
(1)点C的坐标是 (0,3) 线段AD的长等于 4 ;
(2)点M在CD上,且CM=OM,抛物线y=x2+bx+c经过点G,M,求抛物线的解析式;
(3)如果点E在y轴上,且位于点C的下方,点F在直线AC上,那么在(2)中的抛物线上是否存在点P,使得以C,E,F,P为顶点的四边形是菱形?若存在,请求出该菱形的周长l;若不存在,请说明理由.
考点:
二次函数综合题.
分析:
(1)首先求出图象与x轴交于点A,与y轴交于点B的坐标,进而得出C点坐标以及线段AD的长;
(2)首先得出点M是CD的中点,即可得出M点坐标,进而利用待定系数法求二次函数解析式;
(3)分别根据当点F在点C的左边时以及当点F在点C的右边时,分析四边形CFPE为菱形得出即可.
解答:
解:(1)∵直线y=x+1与x轴交于点A,与y轴交于点B,
∴y=0时,x=﹣3,x=0时,y=1,
∴A点坐标为:(﹣3,0),B点坐标为:(0,1),
∴OC=3,DO=1,
∴点C的坐标是(0,3),线段AD的长等于4;
(2)∵CM=OM,
∴∠OCM=∠COM.
∵∠OCM+∠ODM=∠COM+∠MOD=90°,
∴∠ODM=∠MOD,
∴OM=MD=CM,
∴点M是CD的中点,
∴点M的坐标为(,).
(说明:由CM=OM得到点M在OC在垂直平分线上,所以点M的纵坐标为,再求出直线CD的解析式,进而求出点M的坐标也可.)
∵抛物线y=x2+bx+c经过点C,M,
∴,解得:.
∴抛物线y=x2+bx+c的解析式为:y=x2﹣x+3.
(3)抛物线上存在点P,使得以C,E,F,P为顶点的四边形是菱形.
情形1:如图1,当点F在点C的左边时,四边形CFEP为菱形.
∴∠FCE=PCE,
由题意可知,OA=OC,
∴∠ACO=∠PCE=45°,
∴∠FCP=90°,
∴菱形CFEP为正方形.
过点P作PH⊥CE,垂足为H,
则Rt△CHP为等腰直角三角形.
∴CP=CH=PH.
设点P为(x,x2﹣x+3),则OH=x2﹣x+3,PH=x,
∵PH=CH=OC﹣OH,
∴3﹣(x2﹣x+3)=x,
解得:x=
∴CP=CH=×=,
∴菱形CFEP的周长l为:×4=10.
情形2:如图2,当点F在点C的右边时,四边形CFPE为菱形.
∴CF=PF,CE∥FP.
∵直线AC过点A(﹣3,0),点C(0,3),
∴直线AC的解析式为:y=x+3.
过点C作CM⊥PF,垂足为M,
则Rt△CMF为等腰直角三角形,CM=FM.
延长PF交x轴于点N,
则PN⊥x轴,∴PF=FN﹣PN,
设点P为(x,x2﹣x+3),则点F为(x,x+3),
∴FC=x,FP=(x+3)﹣(x2﹣x+3)=﹣x2+x,
∴x=﹣x2+x,
解得:x=﹣,
∴FC=x=﹣2,
∴菱形CFEP的周长l为:(﹣2)×4=18﹣8.
综上所述,这样的菱形存在,它的周长为10或18﹣8.
点评:
此题主要考查了二次函数综合应用以及菱形的判定与性质等知识,根据已知进行分类讨论得出是解题关键.
4、如图1,在平面直角坐标系中,AB=OB=8,∠ABO=90°,∠yOC=45°,射线OC以每秒2个单位长度的速度向右平行移动,当射线OC经过点B时停止运动,设平行移动x秒后,射线OC扫过Rt△ABO的面积为y.
(1)求y与x之间的函数关系式;
(2)当x=3秒时,射线OC平行移动到O′C′,与OA相交于G,如图2,求经过G,O,B三点的抛物线的解析式;
(3)现有一动点P在(2)中的抛物线上,试问点P在运动过程中,是否存在三角形POB的面积S=8的情况?若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
考点:
二次函数综合题.
专题:
压轴题.
分析:
(1)判断出△ABO是等腰直角三角形,根据等腰直角三角形的性质可得∠AOB=45°,然后求出AO⊥CO,再根据平移的性质可得AO⊥C′O′,从而判断出△OO′G是等腰直角三角形,然后根据等腰直角三角形的性质列式整理即可得解;
(2)求出OO′,再根据等腰直角三角形的性质求出点G的坐标,然后设抛物线解析式为y=ax2+bx,再把点B、G的坐标代入,利用待定系数法求二次函数解析式解答;
(3)设点P到x轴的距离为h,利用三角形的面积公式求出h,再分点P在x轴上方和下方两种情况,利用抛物线解析式求解即可.
解答:
解:(1)∵AB=OB,∠ABO=90°,
∴△ABO是等腰直角三角形,
∴∠AOB=45°,
∵∠yOC=45°,
∴∠AOC=(90°﹣45°)+45°=90°,
∴AO⊥CO,
∵C′O′是CO平移得到,
∴AO⊥C′O′,
∴△OO′G是等腰直角三角形,
∵射线OC的速度是每秒2个单位长度,
∴OO′=2x,
∴y=×(2x)2=2x2;
(2)当x=3秒时,OO′=2×3=6,
∵×6=3,
∴点G的坐标为(3,3),
设抛物线解析式为y=ax2+bx,则,解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x;
(3)设点P到x轴的距离为h,
则S△POB=×8h=8,解得h=2,
当点P在x轴上方时,﹣x2+x=2,
整理得,x2﹣8x+10=0,
解得x1=4﹣,x2=4+,
此时,点P的坐标为(4﹣,2)或(4+,2);
当点P在x轴下方时,﹣x2+x=﹣2,
整理得,x2﹣8x﹣10=0,
解得x1=4﹣,x2=4+,
此时,点P的坐标为(4﹣,﹣2)或(4+,﹣2),
综上所述,点P的坐标为(4﹣,2)或(4+,2)或(4﹣,﹣2)或(4+,﹣2)时,△POB的面积S=8.
点评:
本题是二次函数综合题型,主要利用了等腰直角三角形的判定与性质,待定系数法求二次函数解析式,三角形的面积,二次函数图象上点的坐标特征,(3)要注意分情况讨论.
5、如图,抛物线y=ax2+bx+c关于y轴对称,它的顶点在坐标原点O,点B(2,﹣)和点C(﹣3,﹣3)两点均在抛物线上,点F(0,﹣)在y轴上,过点(0,)作直线l与x轴平行.
(1)求抛物线的解析式和线段BC的解析式.
(2)设点D(x,y)是线段BC上的一个动点(点D不与B,C重合),过点D作x轴的垂线,与抛物线交于点G.设线段GD的长度为h,求h与x之间的函数关系式,并求出当x为何值时,线段GD的长度h最大,最大长度h的值是多少?
(3)若点P(m,n)是抛物线上位于第三象限的一个动点,连接PF并延长,交抛物线于另一点Q,过点Q作QS⊥l,垂足为点S,过点P作PN⊥l,垂足为点N,试判断△FNS的形状,并说明理由;
(4)若点A(﹣2,t)在线段BC上,点M为抛物线上的一个动点,连接AF,当点M在何位置时,MF+MA的值最小,请直接写出此时点M的坐标与MF+MA的最小值.
考点:
二次函数综合题;二次根式的性质与化简;待定系数法求一次函数解析式;二次函数的最值;待定系数法求二次函数解析式;线段的性质:两点之间线段最短..
专题:
压轴题.
分析:
(1)由于抛物线的顶点在坐标原点O,故抛物线的解析式可设为y=ax2,把点C的坐标代入即可求出抛物线的解析式;设直线BC的解析式为y=mx+n,把点B、C的坐标代入即可求出直线BC的解析式.
(2)由点D(x,y)在线段BC上可得yD=x﹣2,由点G在抛物线y=﹣x2上可得yG=﹣x2.由h=DG=yG﹣yD=﹣x2﹣(x﹣2)配方可得h=﹣(x+)2+.根据二次函数的最值性即可解决问题.
(3)可以证明PF=PN,结合PN∥OF可推出∠PFN=∠OFN;同理可得∠QFS=∠OFS.由∠PFN+∠OFN+∠OFS+∠QFS=180°可推出∠NFS=90°,故△NFS是直角三角形.
(4)过点M作MH⊥l,垂足为H,如图4,由(3)中推出的结论PF=PN可得:抛物线y=﹣x2上的点到点F(0,﹣)的距离与到直线y=的距离相等,从而有MF=MH,则MA+MF=MA+MH.由两点之间线段最短可得:当A、M、H三点共线(即AM⊥l)时,MA+MH(即MA+MF)最小,此时xM=xA=﹣2,从而可以求出点M及点A的坐标,就可求出MF+MA的最小值.
解答:
解:(1)如图1,
∵抛物线y=ax2+bx+c关于y轴对称,它的顶点在坐标原点O,
∴抛物线解析式为y=ax2.
∵点C(﹣3,﹣3)在抛物线y=ax2上,
∴.9a=﹣3.
∴a=﹣.
∴抛物线的解析式为y=﹣x2.
设直线BC的解析式为y=mx+n.
∵B(2,﹣)、C(﹣3,﹣3)在直线y=mx+n上,
∴.解得:.
∴直线BC的解析式为y=x﹣2.
(2)如图2,
∵点D(x,y)是线段BC上的一个动点(点D不与B,C重合),
∴yD=x﹣2,且﹣3<x<2.
∵DG⊥x轴,
∴xG=xD=x.
∵点G在抛物线y=﹣x2上,
∴yG=﹣x2.
∴h=DG=yG﹣yD
=﹣x2﹣(x﹣2)
=﹣x2﹣x+2
=﹣(x2+x)+2
=﹣(x2+x+﹣)+2
=﹣(x+)2++2
=﹣(x+)2+.
∵﹣<0,﹣3<﹣<2,
∴当x=﹣时,h取到最大值,最大值为.
∴h与x之间的函数关系式为h=﹣(x+)2+,其中﹣3<x<2;
当x=﹣时,线段GD的长度h最大,最大长度h的值是.
(3)△FNS是直角三角形.
证明:过点F作FT⊥PN,垂足为T,如图3,
∵点P(m,n)是抛物线y=﹣x2上位于第三象限的一个动点,
∴n=﹣m2.m<0,n<0.
∴m2=﹣3n.
在Rt△PTF中,
∵PT=﹣﹣n,FT=﹣m,
∴PF=
=
=
=
=﹣n.
∵PN⊥l,且l是过点(0,)平行于x轴的直线,
∴PN=﹣n.
∴PF=PN.
∴∠PNF=∠PFN.
∵PN⊥l,OF⊥l,
∴PN∥OF.
∴∠PNF=∠OFN.
∴∠PFN=∠OFN.
同理可得:∠QFS=∠OFS.
∵∠PFN+∠OFN+∠OFS+∠QFS=180°,
∴2∠OFN+2∠OFS=180°.
∴∠OFN+∠OFS=90°.
∴∠NFS=90°.
∴△NFS是直角三角形.
(4)过点M作MH⊥l,垂足为H,如图4,
在(3)中已证到PF=PN,由此可得:抛物线y=﹣x2上的点到点F(0,﹣)的距离与到直线y=的距离相等.
∴MF=MH.
∴MA+MF=MA+MH.
由两点之间线段最短可得:
当A、M、H三点共线(即AM⊥l)时,MA+MH(即MA+MF)最小,等于AH.
即xM=xA=﹣2时,MA+MF取到最小值.
此时,yM=﹣×(﹣2)2=﹣,点M的坐标为(﹣2,﹣);
yA=×(﹣2)﹣2=﹣,点A的坐标为(﹣2,﹣);
MF+MA的最小值=AH=﹣(﹣)=.
∴当点M的坐标为(﹣2,﹣)时,MF+MA的值最小,最小值为.
6、如图①,直线l:与x,y轴分别相交于A,B两点,将△AOB绕点O逆时针旋转90°,得到△COD,过点A,B,D的抛物线P叫做l的关联抛物线,而l叫做P的关联直线.
(1)若l:,则P表示的函数解析式为 ,若
P:,则l表示的函数解析式为 .
(2)求P的对称轴(用含m,n的代数式表示);
(3)如图②,若l:,P的对称轴与CD相交于点E,点F在l上,点Q在P的对称轴上.当以点C,E,Q,F为顶点的四边形是以CE为一边的平行四边形时,求点Q的坐标;
(4)如图③,若l:,G为AB中点,H为CD中点,连接GH,M为GH中点,连接OM.若OM=,直接写出l,P表示的函数解析式.
(图①) (图②) (图③)
(第26题)
7、如图,在平面直角坐标系中,点A在第二象限,以A为顶点的抛物线经过原点,与x轴负半轴交于点B,对称轴为直线x=﹣2,点C在抛物线上,且位于点A、B之间(C不与A、B重合).若△ABC的周长为a,则四边形AOBC的周长为 (用含a的式子表示).
8、如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c经过点(1,﹣1),且对称轴为在线x=2,点P、Q均在抛物线上,点P位于对称轴右侧,点Q位于对称轴左侧,PA垂直对称轴于点A,QB垂直对称轴于点B,且QB=PA+1,设点P的横坐标为m.
(1)求这条抛物线所对应的函数关系式;
(2)求点Q的坐标(用含m的式子表示);
(3)请探究PA+QB=AB是否成立,并说明理由;
(4)抛物线y=a1x2+b1x+c1(a1≠0)经过Q、B、P三点,若其对称轴把四边形PAQB分成面积为1:5的两部分,直接写出此时m的值.
考点:
二次函数综合题.
专题:
压轴题.
分析:
(1)根据经过的点的坐标和对称轴列出关于b、c的方程组,然后求解得到b、c的值,即可得解;
(2)根据点P在抛物线上表示点P的坐标,再求出PA,然后表示出QB,从而求出点Q的横坐标,代入抛物线解析式求出点Q的纵坐标,从而得解;
(3)根据点P、Q的坐标表示出点A、B的坐标,然后分别求出PQ、BQ、AB,即可得解;
(4)根据抛物线的对称性,抛物线y=a1x2+b1x+c1的对称轴为QB的垂直平分线,然后根据四边形PAQB被分成的两个部分列出方程求解即可.
解答:
解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过点(1,﹣1),且对称轴为在线x=2,
∴,解得.
∴这条抛物线所对应的函数关系式y=x2﹣4x+2;
(2)∵抛物线上点P的横坐标为m,
∴P(m,m2﹣4m+2),
∴PA=m﹣2,
QB=PA+1=m﹣2+1=m﹣1,
∴点Q的横坐标为2﹣(m﹣1)=3﹣m,
点Q的纵坐标为(3﹣m)2﹣4(3﹣m)+2=m2﹣2m﹣1,
∴点Q的坐标为(3﹣m,m2﹣2m﹣1);
(3)PA+QB=AB成立.
理由如下:∵P(m,m2﹣4m+2),Q(3﹣m,m2﹣2m﹣1),
∴A(2,m2﹣4m+2),B(2,m2﹣2m﹣1),
∴AB=(m2﹣2m﹣1)﹣(m2﹣4m+2)=2m﹣3,
又∵PA=m﹣2,QB=m﹣1,
∴PA+QB=m﹣2+m﹣1=2m﹣3,
∴PA+QB=AB;
(4)∵抛物线y=a1x2+b1x+c1(a1≠0)经过Q、B、P三点,
∴抛物线y=a1x2+b1x+c1的对称轴为QB的垂直平分线,
∵对称轴把四边形PAQB分成面积为1:5的两部分,
∴××=×(2m﹣3)×(2m﹣3),
整理得,(2m﹣3)(m﹣3)=0,
∵点P位于对称轴右侧,
∴m>2,
∴2m﹣3≠0,
∴m﹣3=0,
解得m=3.
点评:
本题是二次函数综合题型,主要利用了待定系数法求二次函数解析式,抛物线上点的坐标特征,三角形的面积,难点在于(4)根据抛物线的对称性判断出抛物线的对称轴为QB的垂直平分线.
9、如图,在矩形ABCD中,AB=4,BC=3,点O为对角线BD的中点,点P从点A出发,沿折线AD﹣DO﹣OC以每秒1个单位长度的速度向终点C运动,当点P与点A不重合时,过点P作PQ⊥AB于点Q,以PQ为边向右作正方形PQMN,设正方形PQMN与△ABD重叠部分图形的面积为S(平方单位),点P运动的时间为t(秒).
(1)求点N落在BD上时t的值;
(2)直接写出点O在正方形PQMN内部时t的取值范围;
(3)当点P在折线AD﹣DO上运动时,求S与t之间的函数关系式;
(4)直接写出直线DN平分△BCD面积时t的值.
考点:
相似形综合题;勾股定理;三角形中位线定理;矩形的性质;正方形的性质;相似三角形的判定与性质;锐角三角函数的定义.
专题:
压轴题;分类讨论.
分析:
(1)可证△DPN∽△DQB,从而有,即可求出t的值.
(2)只需考虑两个临界位置(①MN经过点O,②点P与点O重合)下t的值,就可得到点O在正方形PQMN内部时t的取值范围.
(3)根据正方形PQMN与△ABD重叠部分图形形状不同分成三类,如图4、图5、图6,然后运用三角形相似、锐角三角函数等知识就可求出S与t之间的函数关系式.
(4)由于点P在折线AD﹣DO﹣OC运动,可分点P在AD上,点P在DO上,点P在OC上三种情况进行讨论,然后运用三角形相似等知识就可求出直线DN平分△BCD面积时t的值.
解答:
解:(1)当点N落在BD上时,如图1.
∵四边形PQMN是正方形,
∴PN∥QM,PN=PQ=t.
∴△DPN∽△DQB.
∴.
∵PN=PQ=PA=t,DP=3﹣t,QB=AB=4,
∴.
∴t=.
∴当t=时,点N落在BD上.
(2)①如图2,
则有QM=QP=t,MB=4﹣t.
∵四边形PQMN是正方形,
∴MN∥DQ.
∵点O是DB的中点,
∴QM=BM.
∴t=4﹣t.
∴t=2.
②如图3,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠A=90°.
∵AB=4,AD=3,
∴DB=5.
∵点O是DB的中点,
∴DO=.
∴1×t=AD+DO=3+.
∴t=.
∴当点O在正方形PQMN内部时,t的范围是2<t<.
(3)①当0<t≤时,如图4.
S=S正方形PQMN=PQ2=PA2=t2.
②当<t≤3时,如图5,
∵tan∠ADB==,
∴=.
∴PG=4﹣t.
∴GN=PN﹣PG=t﹣(4﹣t)=﹣4.
∵tan∠NFG=tan∠ADB=,
∴.
∴NF=GN=(﹣4)=t﹣3.
∴S=S正方形PQMN﹣S△GNF
=t2﹣×(﹣4)×(t﹣3)
=﹣t2+7t﹣6.
③当3<t≤时,如图6,
∵四边形PQMN是正方形,四边形ABCD是矩形.
∴∠PQM=∠DAB=90°.
∴PQ∥AD.
∴△BQP∽△BAD.
∴==.
∵BP=8﹣t,BD=5,BA=4,AD=3,
∴.
∴BQ=,PQ=.
∴QM=PQ=.
∴BM=BQ﹣QM=.
∵tan∠ABD=,
∴FM=BM=.
∴S=S梯形PQMF=(PQ+FM)•QM
=[+]•
=(8﹣t)2
=t2﹣t+.
综上所述:当0<t≤时,S=t2.
当<t≤3时,S=﹣t2+7t﹣6.
当3<t≤时,S=t2﹣t+.
(4)设直线DN与BC交于点E,
∵直线DN平分△BCD面积,
∴BE=CE=.
①点P在AD上,过点E作EH∥PN交AD于点H,如图7,
则有△DPN∽△DHE.
∴.
∵PN=PA=t,DP=3﹣t,DH=CE=,EH=AB=4,
∴.
解得;t=.
②点P在DO上,连接OE,如图8,
则有OE=2,OE∥DC∥AB∥PN.
∴△DPN∽△DOE.
∴.
∵DP=t﹣3,DO=,OE=2,
∴PN=(t﹣3).
∵PQ=(8﹣t),PN=PQ,
∴(t﹣3)=(8﹣t).
解得:t=.
③点P在OC上,设DE与OC交于点S,连接OE,交PQ于点R,如图9,
则有OE=2,OE∥DC.
∴△DSC∽△ESO.
∴.
∴SC=2SO.
∵OC=,
∴SO==.
∵PN∥AB∥DC∥OE,
∴△SPN∽△SOE.
∴.
∵SP=3++﹣t=,SO=,OE=2,
∴PN=.
∵PR∥MN∥BC,
∴△ORP∽△OEC.
∴.
∵OP=t﹣,OC=,EC=,
∴PR=.
∵QR=BE=,
∴PQ=PR+QR=.
∵PN=PQ,
∴=.
解得:t=.
综上所述:当直线DN平分△BCD面积时,t的值为、、.
10、如图1,矩形OABC顶点B的坐标为(8,3),定点D的坐标为(12,0),动点P从点O出发,以每秒2个单位长度的速度沿x轴的正方向匀速运动,动点Q从点D出发,以每秒1个单位长度的速度沿x轴的负方向匀速运动,PQ两点同时运动,相遇时停止.在运动过程中,以PQ为斜边在x轴上方作等腰直角三角形PQR.设运动时间为t秒.
(1)当t= 1秒 时,△PQR的边QR经过点B;
(2)设△PQR和矩形OABC重叠部分的面积为S,求S关于t的函数关系式;
(3)如图2,过定点E(5,0)作EF⊥BC,垂足为F,当△PQR的顶点R落在矩形OABC的内部时,过点R作x轴、y轴的平行线,分别交EF、BC于点M、N,若∠MAN=45°,求t的值.
考点:
四边形综合题.
分析:
(1)△PQR的边QR经过点B时,△ABQ构成等腰直角三角形,则有AB=AQ,由此列方程求出t的值;
(2)在图形运动的过程中,有三种情形,需要分类讨论,避免漏解;
(3)首先判定ABFE为正方形;其次通过旋转,由三角形全等证明MN=EM+BN;设EM=m,BN=n,在Rt△FMN中,由勾股定理得到等式:mn+3(m+n)﹣9=0,由此等式列方程求出时间t的值.
解答:
解:(1)△PQR的边QR经过点B时,△ABQ构成等腰直角三角形,
∴AB=AQ,即3=4﹣t,
∴t=1.
即当t=1秒时,△PQR的边QR经过点B.
(2)①当0≤t≤1时,如答图1﹣1所示.
设PR交BC于点G,
过点P作PH⊥BC于点H,则CH=OP=2t,GH=PH=3.
S=S矩形OABC﹣S梯形OPGC
=8×3﹣(2t+2t+3)×3
=﹣6t;
②当1<t≤2时,如答图1﹣2所示.
设PR交BC于点G,RQ交BC、AB于点S、T.
过点P作PH⊥BC于点H,则CH=OP=2t,GH=PH=3.
QD=t,则AQ=AT=4﹣t,
∴BT=BS=AB﹣AQ=3﹣(4﹣t)=t﹣1.
S=S矩形OABC﹣S梯形OPGC﹣S△BST
=8×3﹣(2t+2t+3)×3﹣(t﹣1)2
=﹣t2﹣5t+19;
③当2<t≤4时,如答图1﹣3所示.
设RQ与AB交于点T,则AT=AQ=4﹣t.
PQ=12﹣3t,∴PR=RQ=(12﹣3t).
S=S△PQR﹣S△AQT
=PR2﹣AQ2
=(12﹣3t)2﹣(4﹣t)2
=t2﹣14t+28.
综上所述,S关于t的函数关系式为:
S=.
(3)∵E(5,0),∴AE=AB=3,
∴四边形ABFE是正方形.
如答图2,将△AME绕点A顺时针旋转90°,得到△ABM′,其中AE与AB重合.
∵∠MAN=45°,∴∠EAM+∠NAB=45°,
∴∠BAM′+∠NAB=45°,
∴∠MAN=∠M′AN.
连接MN.在△MAN与△M′AN中,
∴△MAN≌△M′AN(SAS).
∴MN=M′N=M′B+BN
∴MN=EM+BN.
设EM=m,BN=n,则FM=3﹣m,FN=3﹣n.
在Rt△FMN中,由勾股定理得:FM2+FN2=MN2,即(3﹣m)2+(3﹣n)2=(m+n)2,
整理得:mn+3(m+n)﹣9=0. ①
延长MR交x轴于点S,则m=EM=RS=PQ=(12﹣3t),
∵QS=PQ=(12﹣3t),AQ=4﹣t,
∴n=BN=AS=QS﹣AQ=(12﹣3t)﹣(4﹣t)=2﹣t.
∴m=3n,
代入①式,化简得:n2+4n﹣3=0,
解得n=﹣2+或n=﹣2﹣(舍去)
∴2﹣t=﹣2+
解得:t=8﹣2.
∴若∠MAN=45°,则t的值为(8﹣2)秒.
点评:
本题是运动型综合题,涉及动点与动线,复杂度较高,难度较大.第(2)问中,注意分类讨论周全,不要遗漏;第(3)问中,善于利用全等三角形及勾股定理,求得线段之间的关系式,最后列出方程求解.题中运算量较大,需要认真计算.
11、如图,已知△BAD和△BCE均为等腰直角三角形,∠BAD=∠BCE=90°,点M为DE的中点,过点E与AD平行的直线交射线AM于点N.
(1)当A,B,C三点在同一直线上时(如图1),求证:M为AN的中点;
(2)将图1中的△BCE绕点B旋转,当A,B,E三点在同一直线上时(如图2),求证:△ACN为等腰直角三角形;
(3)将图1中△BCE绕点B旋转到图3位置时,(2)中的结论是否仍成立?若成立,试证明之,若不成立,请说明理由.
考点:
几何变换综合题;平行线的性质;全等三角形的判定与性质;等腰直角三角形;多边形内角与外角.
专题:
证明题.
分析:
(1)由EN∥AD和点M为DE的中点可以证到△ADM≌△NEM,从而证到M为AN的中点.
(2)易证AB=DA=NE,∠ABC=∠NEC=135°,从而可以证到△ABC≌△NEC,进而可以证到AC=NC,∠ACN=∠BCE=90°,则有△ACN为等腰直角三角形.
(3)借鉴(2)中的解题经验可得AB=DA=NE,∠ABC=∠NEC=180°﹣∠CBN,从而可以证到△ABC≌△NEC,进而可以证到AC=NC,∠ACN=∠BCE=90°,则有△ACN为等腰直角三角形.
解答:
(1)证明:如图1,
∵EN∥AD,
∴∠MAD=∠MNE,∠ADM=∠NEM.
∵点M为DE的中点,
∴DM=EM.
在△ADM和△NEM中,
∴.
∴△ADM≌△NEM.
∴AM=MN.
∴M为AN的中点.
(2)证明:如图2,
∵△BAD和△BCE均为等腰直角三角形,
∴AB=AD,CB=CE,∠CBE=∠CEB=45°.
∵AD∥NE,
∴∠DAE+∠NEA=180°.
∵∠DAE=90°,
∴∠NEA=90°.
∴∠NEC=135°.
∵A,B,E三点在同一直线上,
∴∠ABC=180°﹣∠CBE=135°.
∴∠ABC=∠NEC.
∵△ADM≌△NEM(已证),
∴AD=NE.
∵AD=AB,
∴AB=NE.
在△ABC和△NEC中,
∴△ABC≌△NEC.
∴AC=NC,∠ACB=∠NCE.
∴∠ACN=∠BCE=90°.
∴△ACN为等腰直角三角形.
(3)△ACN仍为等腰直角三角形.
证明:如图3,此时A、B、N三点在同一条直线上.
∵AD∥EN,∠DAB=90°,
∴∠ENA=∠DAN=90°.
∵∠BCE=90°,
∴∠CBN+∠CEN=360°﹣90°﹣90°=180°.
∵A、B、N三点在同一条直线上,
∴∠ABC+∠CBN=180°.
∴∠ABC=∠NEC.
∵△ADM≌△NEM(已证),
∴AD=NE.
∵AD=AB,
∴AB=NE.
在△ABC和△NEC中,
∴△ABC≌△NEC.
∴AC=NC,∠ACB=∠NCE.
∴∠ACN=∠BCE=90°.
∴△ACN为等腰直角三角形.
点评:
本题考查了全等三角形的判定与性质、平行线的性质、等腰直角三角形的判定与性质、多边形的内角与外角等知识,渗透了变中有不变的辩证思想,是一道好题.
12、提出问题:
(1)如图1,在正方形ABCD中,点E,H分别在BC,AB上,若AE⊥DH于点O,求证:AE=DH;
类比探究:
(2)如图2,在正方形ABCD中,点H,E,G,F分别在AB,BC,CD,DA上,若EF⊥HG于点O,探究线段EF与HG的数量关系,并说明理由;
综合运用:
(3)在(2)问条件下,HF∥GE,如图3所示,已知BE=EC=2,EO=2FO,求图中阴影部分的面积.
13、如图,二次函数y=ax2+bx(a≠0)的图象经过点A(1,4),对称轴是直线x=﹣,线段AD平行于x轴,交抛物线于点D.在y轴上取一点C(0,2),直线AC交抛物线于点B,连结OA,OB,OD,BD.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)求点B坐标和坐标平面内使△EOD∽△AOB的点E的坐标;
(3)设点F是BD的中点,点P是线段DO上的动点,问PD为何值时,将△BPF沿边PF翻折,使△BPF与△DPF重叠部分的面积是△BDP的面积的?
14、如图,在△ABC和△ADE中,AB=AC,AD=AE,∠BAC+∠EAD=180°,△ABC不动,△ADE绕点A旋转,连接BE、CD,F为BE的中点,连接AF.
(1)如图①,当∠BAE=90°时,求证:CD=2AF;
(2)当∠BAE≠90°时,(1)的结论是否成立?请结合图②说明理由.
考点:
全等三角形的判定与性质;等腰三角形的性质;三角形中位线定理;旋转的性质.
分析:
(1)因为AF是直角三角形ABE的中线,所以BE=2AF,然后通过△ABE≌△ACD即可求得.
(2)延长EA交BC于G,在AG上截取AH=AD,证出△ABH≌△ACD从而证得BH=CD,然后根据三角形的中位线等于底边的一半,求得BH=2AF,即可求得.
解答:
(1)证明:如图①,∵∠BAC+∠EAD=180°,∠BAE=90°,
∴∠DAC=90°,
在△ABE与△ACD中
∴△ABE≌△ACD(SAS),
∴CD=BE,
∵在RT△ABE中,F为BE的中点,
∴BE=2AF,
∴CD=2AF.
(2)成立,
证明:如图②,延长EA交BC于G,在AG上截取AH=AD,
∵∠BAC+∠EAD=180°,
∴∠EAB+∠DAC=180°,
∵∠EAB+∠BAH=180°,
在△ABH与△ACD中
∴△ABH≌△ACD(SAS)
∴BH=DC,
∵AD=AE,AH=AD,
∴AE=AH,
∵EF=FB,
∴BH=2AF,
∴CD=2AF.
点评:
本题考查了三角形全等的判定和性质,等腰三角形的性质,三角形中位线的性质等.
15、如图,直线y=x﹣4与x轴、y轴分别交于A、B两点,抛物线y=x2+bx+c经过A、B两点,与x轴的另一个交点为C,连接BC.
(1)求抛物线的解析式及点C的坐标;
(2)点M在抛物线上,连接MB,当∠MBA+∠CBO=45°时,求点M的坐标;
(3)点P从点C出发,沿线段CA由C向A运动,同时点Q从点B出发,沿线段BC由B向C运动,P、Q的运动速度都是每秒1个单位长度,当Q点到达C点时,P、Q同时停止运动,试问在坐标平面内是否存在点D,使P、Q运动过程中的某一时刻,以C、D、P、Q为顶点的四边形为菱形?若存在,直接写出点D的坐标;若不存在,说明理由.
考点:
二次函数综合题.
分析:
(1)首先求出点A、B的坐标,然后利用待定系数法求出抛物线的解析式,进而求出点C的坐标;
(2)满足条件的点M有两种情形,需要分类讨论:
①当BM⊥BC时,如答图2﹣1所示;
②当BM与BC关于y轴对称时,如答图2﹣2所示.
(3)△CPQ的三边均可能成为菱形的对角线,以此为基础进行分类讨论:
①若以CQ为菱形对角线,如答图3﹣1.此时BQ=t,菱形边长=t;
②若以PQ为菱形对角线,如答图3﹣2.此时BQ=t,菱形边长=t;
③若以CP为菱形对角线,如答图3﹣3.此时BQ=t,菱形边长=5﹣t.
解
解:(1)直线解析式y=x﹣4,令x=0,得y=﹣4;令y=0,得x=4.
∴A(4,0)、B(0,﹣4).
∵点A、B在抛物线y=x2+bx+c上,
∴,解得,∴抛物线解析式为:y=x2﹣x﹣4.
令y=x2﹣x﹣4=0,解得:x=﹣3或x=4,∴C(﹣3,0).
(2)∠MBA+∠CBO=45°,
设M(x,y),
①当BM⊥BC时,如答图2﹣1所示.
∵∠ABO=45°,∴∠MBA+∠CBO=45°,故点M满足条件.
过点M1作M1E⊥y轴于点E,则M1E=x,OE=﹣y,∴BE=4+y.
∵tan∠M1BE=tan∠BCO=,
∴,
∴直线BM1的解析式为:y=x﹣4.
联立y=x﹣4与y=x2﹣x﹣4得:x﹣4=x2﹣x﹣4,
解得:x1=0,x2=,∴y1=﹣4,y2=﹣,∴M1(,﹣);
②当BM与BC关于y轴对称时,如答图2﹣2所示.
∵∠ABO=∠MBA+∠MBO=45°,∠MBO=∠CBO,∴∠MBA+∠CBO=45°,故点M满足条件.
过点M2作M2E⊥y轴于点E,则M2E=x,OE=y,∴BE=4+y.
∵tan∠M2BE=tan∠CBO=,∴,
∴直线BM2的解析式为:y=x﹣4.
联立y=x﹣4与y=x2﹣x﹣4得:x﹣4=x2﹣x﹣4,
解得:x1=0,x2=5,∴y1=﹣4,y2=,∴M2(5,).
综上所述,满足条件的点M的坐标为:(,﹣)或(5,).
(3)设∠BCO=θ,则tanθ=,sinθ=,cosθ=.
假设存在满足条件的点D,设菱形的对角线交于点E,设运动时间为t.
①若以CQ为菱形对角线,如答图3﹣1.此时BQ=t,菱形边长=t.
∴CE=CQ=(5﹣t).在Rt△PCE中,cosθ===,解得t=.
∴CQ=5﹣t=.
过点Q作QF⊥x轴于点F,则QF=CQ•sinθ=,CF=CQ•cosθ=,∴OF=3﹣CF=.
∴Q(﹣,﹣).
∵点D1与点Q横坐标相差t个单位,∴D1(﹣,﹣);
②若以PQ为菱形对角线,如答图3﹣2.此时BQ=t,菱形边长=t.
∵BQ=CQ=t,∴t=,点Q为BC中点,∴Q(﹣,﹣2).
∵点D2与点Q横坐标相差t个单位,∴D2(﹣1,﹣2);
③若以CP为菱形对角线,如答图3﹣3.此时BQ=t,菱形边长=5﹣t.
在Rt△CEQ中,cosθ===,解得t=.
∴OE=3﹣CE=3﹣t=,D3E=QE=CQ•sinθ=(5﹣)×=.
∴D3(﹣,).
综上所述,存在满足条件的点D,点D坐标为:(﹣,﹣)、(﹣1,﹣2)或(﹣,).
点评:
本题是二次函数压轴题,着重考查了分类讨论的数学思想,考查了二次函数的图象与性质、解直角三角形(或相似)、菱形、一次函数、解方程等知识点,难度较大.第(3)问为存在型与运动型的综合问题,涉及两个动点,注意按照菱形对角线进行分类讨论,做到条理清晰、不重不漏.
16、如图,平行四边形ABCD在平面直角坐标系中,点A的坐标为(-2,0),点B的坐标为(0,4),抛物线经过点A和C.
(1)求抛物线的解析式.
(2)该抛物线的对称轴将平行四边形ABCO分成两部分,对称轴左侧部分的图形面积记为,右侧部分图形的面积记为,求与的比.
(3)在y轴上取一点D,坐标是(0,),将直线OC沿x轴平移到,点D关于直线的对称点记为,当点正好在抛物线上时,求出此时点坐标并直接写出直线的函数解析式.
y
x
A
B
C
O
y
x
A
B
C
O
5、如图,矩形OABC的顶点A(2,0)、C(0,).将矩形OABC绕点O逆时针旋转30°.得矩形OEFG,线段GE、FO相交于点H,平行于y轴的直线MN分别交线段GF、GH、GO和x轴于点M、P、N、D,连结MH.
(1)若抛物线经过G、O、E三点,则它的解析式为: :
(2)如果四边形OHMN为平行四边形,求点D的坐标:
(3)在(1)(2)的条件下,直线MN抛物线l交于点R,动点Q在抛物线l上且在R、E两点之间(不含点R、E)运动,设ΔPQH的面积为s,当时,确定点Q的横坐标的取值范围。
第21题图 第21题参考图
分析:
(1)求解析式一般采用待定系数法,通过函数上的点满足方程求出.
(2)平行四边形对边平行且相等,恰得MN为OF,即为中位线,进而横坐标易得,D为x轴上的点,所以纵坐标为0.
(3)已知S范围求横坐标的范围,那么表示S是关键.由PH不为平行于x轴或y轴的线段,所以考虑利用过动点的平行于y轴的直线切三角形为2个三角形的常规方法来解题,此法底为两点纵坐标得差,高为横坐标的差,进而可表示出S,但要注意,当Q在O点右边时,所求三角形为两三角形的差.得关系式再代入,求解不等式即可.另要注意求解出结果后要考虑Q本身在R、E之间的限制.
解答:
解:(1)如图1,过G作GI⊥CO于I,过E作EJ⊥CO于J,
∵A(2,0)、C(0,2),
∴OE=OA=2,OG=OC=2,
∵∠GOI=30°,∠JOE=90°﹣∠GOI=90°﹣30°=60°,
∴GI=sin30°•GO==,
IO=cos30°•GO==3,
JO=cos30°•OE==,
JE=sin30°•OE==1,
∴G(﹣,3),E(,1),
设抛物线解析式为y=ax2+bx+c,
∵经过G、O、E三点,
∴,
解得,
∴y=x2﹣x.
(2)∵四边形OHMN为平行四边形,
∴MN∥OH,MN=OH,
∵OH=OF,
∴MN为△OGF的中位线,
∴xD=xN=•xG=﹣,
∴D(﹣,0).
(3)设直线GE的解析式为y=kx+b,
∵G(﹣,3),E(,1),
∴,
解得 ,
∴y=﹣x+2.
∵Q在抛物线y=x2﹣x上,
∴设Q的坐标为(x,x2﹣x),
∵Q在R、E两点之间运动,
∴﹣<x<.
①当﹣<x<0时,
如图2,连接PQ,HQ,过点Q作QK∥y轴,交GE于K,则K(x,﹣x+2),
∵S△PKQ=•(yK﹣yQ)•(xQ﹣xP),
S△HKQ=•(yK﹣yQ)•(xH﹣xQ),
∴S△PQH=S△PKQ+S△HKQ=•(yK﹣yQ)•(xQ﹣xP)+•(yK﹣yQ)•(xH﹣xQ)
=•(yK﹣yQ)•(xH﹣xP)=•[﹣x+2﹣(x2﹣x)]•[0﹣(﹣)]=﹣x2+.
②当0≤x<时,
如图2,连接PQ,HQ,过点Q作QK∥y轴,交GE于K,则K(x,﹣x+2),
同理 S△PQH=S△PKQ﹣S△HKQ=•(yK﹣yQ)•(xQ﹣xP)﹣•(yK﹣yQ)•(xQ﹣xH)
=•(yK﹣yQ)•(xH﹣xP)=﹣x2+.
综上所述,S△PQH=﹣x2+.
∵,
∴<﹣x2+≤,
解得﹣<x<,
∵﹣<x<,
∴﹣<x<.
点评:
本题考查了一次函数、二次函数性质与图象,直角三角形及坐标系中三角形面积的表示等知识点.注意其中“利用过动点的平行于y轴的直线切三角形为2个三角形的常规方法来表示面积”是近几年中考的考查热点,需要加强理解运用.
变化的因素,然后推广到一般情况.
17、如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、D两点,与y轴交于点B,四边形OBCD是矩形,点A的坐标为(1,0),点B的坐标为(0,4),已知点E(m,0)是线段DO上的动点,过点E作PE⊥x轴交抛物线于点P,交BC于点G,交BD于点H.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)当点P在直线BC上方时,请用含m的代数式表示PG的长度;
(3)在(2)的条件下,是否存在这样的点P,使得以P、B、G为顶点的三角形与△DEH相似?若存在,求出此时m的值;若不存在,请说明理由.
考点: 二次函数综合题.
分析: (1)将A(1,0),B(0,4)代入y=﹣x2+bx+c,运用待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(2)由E(m,0),B(0,4),得出P(m,﹣m2﹣m+4),G(m,4),则PG=﹣m2﹣m+4﹣4=﹣m2﹣m;
(3)先由抛物线的解析式求出D(﹣3,0),则当点P在直线BC上方时,﹣3<m<0.再运用待定系数法求出直线BD的解析式为y=x+4,于是得出H(m,m+4).当以P、B、G为顶点的三角形与△DEH相似时,由于∠PGB=∠DEH=90°,所以分两种情况进行讨论:①△BGP∽△DEH;②△PGB∽△DEH.都可以根据相似三角形对应边成比例列出比例关系式,进而求出m的值.
解答: 解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(1,0),与y轴交于点B(0,4),
∴,解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣x+4;
(2)∵E(m,0),B(0,4),PE⊥x轴交抛物线于点P,交BC于点G,
∴P(m,﹣m2﹣m+4),G(m,4),
∴PG=﹣m2﹣m+4﹣4=﹣m2﹣m;
(3)在(2)的条件下,存在点P,使得以P、B、G为顶点的三角形与△DEH相似.
∵y=﹣x2﹣x+4,
∴当y=0时,﹣x2﹣x+4=0,
解得x=1或﹣3,
∴D(﹣3,0).
当点P在直线BC上方时,﹣3<m<0.
设直线BD的解析式为y=kx+4,
将D(﹣3,0)代入,得﹣3k+4=0,
解得k=,
∴直线BD的解析式为y=x+4,
∴H(m,m+4).
分两种情况:
①如果△BGP∽△DEH,那么=,
即=,
由﹣3<m<0,解得m=﹣1;
②如果△PGB∽△DEH,那么=,
即=,
由﹣3<m<0,解得m=﹣.
综上所述,在(2)的条件下,存在点P,使得以P、B、G为顶点的三角形与△DEH相似,此时m的值为﹣1或﹣.
点评:
本题是二次函数的综合题型,其中涉及到运用待定系数法求二次函数、一次函数的解析式,线段的表示,相似三角形的性质等知识,综合性较强,难度适中.运用数形结合、方程思想及分类讨论是解题的关键.