1、2017 年中考数学压轴题训练第一部分 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21()44yxb2)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
2、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,请说明理由图 1思路点拨1第(2)题中,等腰直角三角形 PBC 暗示了点 P 到两坐标轴的距离相等2联结 OP,把四边形 PCOB 重新分割为两个等高的三角形,底边可以用含 b 的式子表示3第(3)题要探究三个三角形两两相似,第一直觉这三个三角形是直角三角形,点 Q 最大的可能在经过点 A 与 x 轴垂直的直线上满分解答(1)B 的坐标为(b, 0),点 C 的坐标为(0, )4b(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
3、标为(x, x) 如图 3,联结 OP所以 S 四边形 PCOBS PCO S PBO 2b15248bxx解得 所以点 P 的坐标为( )165x16,5图 2 图 3(3)由 ,得 A(1, 0),OA111()()44byxxb如图 4,以 OA、OC 为邻边构造矩形 OAQC,那么OQC QOA当 ,即 时,BQAQOABAQO2BAO所以 解得 所以符合题意的点 Q 为2()14b843b( )1,3如图 5,以 OC 为直径的圆与直线 x1 交于点 Q,那么OQC 90。因此OCQQOA当 时,BQAQOA此时OQB90BAQO所以 C、Q、B 三点共线因此 ,即 解BOAC14b
4、得 此时 Q(1,4)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OB 4OC 矛盾例 2 如图 1,已知抛物线的方程 C1: (m0)与 x(2)yx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
5、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思路点拨1第(3)题是典型的“牛喝水”问题,当 H 落在线段 EC 上时,BHEH 最小2第(4)题的解题策略是:先分两种情况画直线 BF,作CBFEBC45,或者作 BF/EC再用含 m 的式子表示点F 的坐标然后根据夹角相等,两边对应成比例列关于 m 的方程满分解答(
6、1)将 M(2, 2)代入 ,得 解得1(2)yxm124()m4(2)当 m4 时, 所以 C(4, 0),E(0, 2()4x2)所以 SBCE 162BCOE(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 EOC因此 解得 所以点 H 的坐标为 34HP323(1,)2(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BCE FBC,所以当 ,即BC时,BCEFBC 设点 F 的坐标为 ,2BCEF 1(,2)(xxm由 ,得 解得 xm2所以 F(m2, 0)O1(2
7、)xm由 ,得 所以 EBF24BF2(4)由 ,得 2C 2()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,BCE BEC2BEBFC在 RtBFF中,由 FFBF,得 1()2xmx解得 x2m所以 F 所以(2,0)mBF2m 2, B由 ,得 解得 CE (2)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13yx点 O 按逆时针
8、方向旋转 90后得到COD,抛物线 yax 2bxc 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思路点拨1图形在旋转过程中,对应线段相等,对应角相等,对应线段的夹角等于旋转角2用待定系数法求抛物线的解析式,用配方法求顶点坐标3第(3)题判断ABQ90是解题的前提4ABQ 与COD 相似,按照直角边的比分两种情况,每种情况又按照点 Q 与点 B 的位
9、置关系分上下两种情形,点 Q 共有 4 个满分解答(1)A(3,0),B(0,1),C(0,3) ,D(1,0) (2)因为抛物线 y ax2bxc 经过 A(3, 0)、C(0,3) 、D( 1,0) 三点,所以 解得 930,.ab,23.abc所以抛物线的解析式为 yx 22x3( 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 y3x 3,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AB CD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2(
10、3)10BxxRtCOD 的两条直角边的比为 13,如果 RtABQ 与 RtCOD 相似,存在两种情况:当 时, 解得 所以 , A10x1(3,0)2(,8)Q当 时, 解得 所以 , 3BQ3x,41,03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 2(3)10BQxx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AOB BHG ,根据全等三角形的对应角相等,可以证明ABG 90在 RtBGH 中, , 1sin03cos10当 时, 3BQA在 RtBQN 中, , siNBQ
11、cos9BNQ当 Q 在 B 上方时, ;当 Q 在 B 下方时, 1(3,0) 2(3,8)当 时, 同理得到 , 1331(,)40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(0)kyxAB 边交于点 E(2,n) ,BDE 的面积为 2(1)求 m 与 n 的数量关系;(2)当 tanA 时,求反比例函数的解析式和直线 AB 的表1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思路点拨1探求 m 与 n 的数量
12、关系,用 m 表示点 B、D 、E 的坐标,是解题的突破口2第(2)题留给第(3)题的隐含条件是 FD/x 轴3如果AEO 与EFP 相似,因为夹角相等,根据对应边成比例,分两种情况满分解答(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 kyx,2.kn(2)如图 2,过点 E 作 EHBC ,垂足为 H在 RtBEH 中,tan BEHtanA ,EH2,所以 BH1因此 D(4,m ),1E(2,2m) , B(4,2m1)已知BDE 的面积为 2,所以 解得()2BDEm1因此 D(4,1) , E(2,2) ,B (4,3)因为点 D(
13、4,1)在反比例函数 的图象上,所以 k4因kyx此反比例函数的解析式为 4yx设直线 AB 的解析式为 ykxb,代入 B(4,3)、E(2,2),得解得 , 34,2.kb12k因此直线 AB 的函数解析式为 12yx图 2 图 3 图 4(3)如图 3,因为直线 与 y 轴交于点 F(0,1) ,点 D12yx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EAFOP52P坐标为(1,1) 如图 4,当 时, 解得 FP5此时点 P 的EAFPO25FP坐标为(5,1) 考点伸展本题的题设部分有条
14、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1yx17yxx 轴平行,AEO 与 EFP 也不可能相似图 5例 5 如图 1,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、A 1、C 1、B 1,
15、得到如图 2 的梯形 O1A1B1C1设梯形 O1A1B1C1 的面积为 S,A 1、 B1的坐标分别为 (x1,y 1)、(x 2,y 2)用含 S 的代数式表示 x2x 1,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、
16、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思路点拨1第(2)题用含 S 的代数式表示 x2x 1,我们反其道而行之,用 x1,x 2 表示 S再注意平移过程中梯形的高保持不变,即y2y 13通过代数变形就可以了2第(3)题最大的障碍在于画示意图,在没有计算结果的情况下,无法画出准确的位置关系,因此本题的策略是先假设,再说理计算,后验证3第(3)题的示意图,不变的关系是:直线 AB 与 x 轴的夹角不变,直线 AB 与抛物线的对称轴的夹角不变变化的直线 PQ 的斜率,因此假设直线 PQ 与 AB 的交点 G 在 x 轴的下方,或者假设
17、交点 G 在 x 轴的上方满分解答(1)抛物线的对称轴为直线 ,解析式为 ,顶点1x2184yx为 M( 1, ) 8(2) 梯形 O1A1B1C1 的面积 ,1212()3()6Sx由此得到 由于 ,所以123sx23y整理,得 因22184yx2121()()84xx此得到 217xS当 S=36 时, 解得 此时点 A1 的坐标为214,.x126,8.x(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角
18、,为定值在GAF 中, GAF 是直线 AB 与 x 轴的夹角,也为定值,而且GEQ GAF因此只存在GQE GAF 的可能,GQEGAF这时GAF GQEPQD由于 , ,所以 解得3tan4GAFtan5DQtP345t207t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ymxn(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 轴上找一个点 D,使得以点 B、C 、 D 为顶点的三角形与 ABC相似图 1 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B CD 相似,根据菱形的性质,BACCB D,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
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