二次函数与几何综合题目背景07 年课改后,最后一题普遍为抛物线和几何结合(主要是与三角形结合)的 代数几何综合题,计算量较大。
几何题可能想很久都不能动笔,而代数题则可以 想到哪里写到哪里,这就让很多考生能够拿到一些步骤分。
因此,课改之后,武 汉市数学中考最后一题相对来说要比以前简单不少,而这也符合教育部要求给学 生减轻负担的主旨,因此也会继续下去。
要做好这最后一题,主要是要在有限的 时间里面找到的简便的计算方法。
要做到这一点,一是要加强本身的观察力,二 是需要在平时要多积累一些好的算法,并能够熟练运用,最后就是培养计算的耐 心,做到计算又快又准。
题型分析题目分析及对考生要求 (1)第一问通常为求点坐标、解析式:本小问要求学生能够熟练地掌握待定系 数法求函数解析式,属于送分题。
(2)第二问为代数几何综合题,题型不固定。
解题偏代数,要求学生能够熟练 掌握函数的平移,左加右减,上加下减。
要求学生有较好的计算能力,能够把题 目中所给的几何信息进行转化,得到相应的点坐标,再进行相应的代数计算。
(3)第三问为几何代数综合,题型不固定。
解题偏几何,要求学生能够对题目 所给条件进行转化,合理设参数,将点坐标转化为相应的线段长,再根据题目条 件合理构造相似、全等,或者利用锐角三角函数,将这些线段与题目构建起联系, 再进行相应计算求解,此处要求学生能够熟练运用韦达定理,本小问综合性较强。
在我们解题时,往往有一些几何条件,我们直接在坐标系中话不是很好用, 这时我们需要对它进行相应的条件转化,变成方便我们使用的条件,以下为两种 常见的条件转化思想。
1、遇到面积条件:a.不规则图形先进行分割,变成规则的图形面积;b.在第一 步变化后仍不是很好使用时,根据同底等高,或者等底同高的三角形面积相等这 一性质,将面积进行转化;c.当面积转化为一边与坐标轴平行时,以这条边为底, 根据面积公式转化为线段条件。
2、遇到角度条件:找到所有与这些角相等的角,以这些角为基础构造相似、全 等或者利用锐角三角函数,转化为线段条件。
二次函数与三角形综合【例1】. (2012 武汉中考)如图 1,点 A 为抛物线 C1:y= x2﹣2 的顶点,点 B 的坐标为(1,0)直线 AB 交抛物线 C1 于另一点 C(1)求点 C 的坐标; (2)如图 1,平行于 y 轴的直线 x=3 交直线 AB 于点 D,交抛物线 C1 于点 E,平行于 y 轴 的直线 x=a 交直线 AB 于 F,交抛物线 C1 于 G,若 FG:DE=4:3,求 a 的值; (3)如图 2,将抛物线 C1 向下平移 m(m>0)个单位得到抛物线 C2,且抛物线 C2 的顶 点为点 P,交 x 轴于点 M,交射线 BC 于点 N.NQ⊥x 轴于点 Q,当 NP 平分∠MNQ 时,求 m 的值.考点:二次函数综合题。
解答:解:(1)当 x=0 时,y=﹣2;∴A(0,﹣2). 设直线 AB 的解析式为 y=kx+b,则:,解得 ∴直线 AB 解析式为 y=2x﹣2. ∵点 C 为直线 y=2x﹣2 与抛物线 y= x2﹣2 的交点,则点 C 的横、纵坐标满足:,解得、(舍)∴点 C 的坐标为(4,6).(2)直线 x=3 分别交直线 AB 和抛物线 C1 于 D.E 两点. ∴yD=4,yE= ,∴DE= .∵FG=DE=4:3,∴FG=2. ∵直线 x=a 分别交直线 AB 和抛物线 C1 于 F、G 两点. ∴yF=2a﹣2,yG= a2﹣2∴FG=|2a﹣ a2|=2,解得:a1=2,a2=﹣2+2 ,a3=2﹣2 . (3)设直线 MN 交 y 轴于 T,过点 N 做 NH⊥y 轴于点 H;设点 M 的坐标为(t,0),抛物线 C2 的解析式为 y= x2﹣2﹣m; ∴0=﹣ t2﹣2﹣m,∴﹣2﹣m=﹣ t2. ∴y= x2﹣ t2,∴点 P 坐标为(0,﹣ t 2). ∵点 N 是直线 AB 与抛物线 y= x2﹣ t2 的交点,则点 N 的横、纵坐标满足:,解得、(舍)∴N(2﹣t,2﹣2t). NQ=2﹣2t,MQ=2﹣2t, ∴MQ=NQ,∴∠MNQ=45°. ∴△MOT、△NHT 均为等腰直角三角形, ∴MO=OT,HT=HN ∴OT=4,NT=﹣ ,NH= (2﹣t),PT=﹣t+ t2.∵PN 平分∠MNQ, ∴PT=NT, ∴﹣t+ t2= (2﹣t),∴t1=﹣2 ,t2=2(舍) ﹣2﹣m=﹣ t2=﹣ (﹣2 )2,∴m=2.【 例 2】 . ( 2011 武 汉 中 考 )如 图 1,抛 物 线 y=ax2+bx +3 经 过 A( -3 ,0),B ( -1, 0) 两 点 . ( 1) 求 抛 物 线 的 解 析 式 ; (2)设抛物 线的顶点为 M,直线 y=-2x+9 与 y 轴交于 点 C,与直 线 OM 交 于 点 D.现 将 抛 物 线 平 移 ,保 持 顶 点 在 直 线 OD 上 .若 平 移 的 抛 物 线 与 射 线 CD( 含 端 点 C)只 有 一 个 公 共 点 ,求 它 的 顶 点 横 坐 标 的 值 或 取 值 范 围; ( 3)如 图 2,将 抛 物 线 平 移 ,当 顶 点 至 原 点 时 ,过 Q( 0,3)作 不 平 行 于 x 轴 的 直 线 交 抛 物 线 于 E ,F 两 点 . 问 在 y 轴 的 负 半 轴 上 是 否 存 在 点 P,使 △ PEF 的 内 心 在 y 轴 上 .若 存 在 ,求 出 点 P 的 坐 标 ;若 不 存 在 ,请 说明理由.【例3】.(2010 武汉中考)如图,拋物线 y1=ax2 2ax b 经过 A( 1,0),C(2, 3 ) 2两点,与 x 轴交于另一点 B;(1) 求此拋物线的解析式;(2) 若拋物线的顶点为 M,点 P 为线段 OB 上一动点(不与点 B 重合),点 Q 在线段 MB 上移动,且 MPQ=45 ,设线段 OP=x,MQ= 2 y2,求 y2 与 x 的函数关系式,并直接 2写出自变量 x 的取值范围; (3) 在同一平面直角坐标系中,两条直线 x=m,x=n 分别与拋物线交于点 E,G,与(2)中的函数图像交于点 F,H。
问四边形 EFHG 能否为平行四边形?若能,求 m,n 之间的 数量关系;若不能,请说明理由。
25. 解:(1) ∵拋物线 y1=ax2 2ax b 经过 A( 1,0),y MC(0,3 2)两点,∴a b 2a 32b0,∴a=1, 2A OPQ Bxb= 3 ,∴拋物线的解析式为 y1= 1 x2 x 3 。
222(2) 作 MN AB,垂足为 N。
由 y1= 1 x2 x 3 易得 M(1,2),22N(1,0),A( 1,0),B(3,0),∴AB=4,MN=BN=2,MB=2 2 , MBN=45 。
根据勾股定理有 BM 2 BN 2=PM 2 PN 2。
∴(2 2 )2 22=PM2= (1 x)2… ,又 MPQ=45 = MBP,∴△MPQ~△MBP,∴PM2=MQ MB= 2 y2 2 2 … 。
2y MAQ BxO PN由 、 得 y2= 1 x2 x 5 。
∵0 x<3,∴y2 与 x 的函数关系式为 y2= 1 x2 x 52222(0 x<3)。
(3) 四边形 EFHG 可以为平行四边形,m、n 之间的数量关系是ym n=2(0 m 2,且 m 1)。
∵点 E、G 是抛物线 y1= 分别与直线 x=m,x=n 的交点,∴点 E、G 坐标为1 x2 x 322E(m, 1 m2 m 3 ),G(n, 1 n2 n 3 )。
同理,点 F、H 坐标2222FH EGx为 F(m, 1 m2 m 5 ),H(n, 1 n2 n 5 )。
O2222∴EF= 1 m2 m 5 ( 1 m2 m 3 )=m2 2m 1,GH= 1 n2 n 5 ( 1 n2 n22222223 )=n2 2n 1。
2∵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 m n,∴m n=2 (0 m 2,且 m 1)。
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 m 1)。
【例4】. (2009 武汉中考)如图,抛物线 y ax2 bx 4a 经过 A(1,0) 、 C(0,4) 两点,与 x 轴交于另一点 B .(1)求抛物线的解析式;(2)已知点 D(m,m 1) 在第一象限的抛物线上,求点 D 关于直线 BC 对称的点的坐标;(3)在(2)的条件下,连接 BD ,点 P 为抛物线上一点,且 DBP 45°,求点 P 的坐标. y25.解:(1)Q 抛物线 y ax2 bx 4a 经过 A(1,0) , C(0,4) 两点,Ca4ab44.a 0,解得a b 1, 3.A O抛物线的解析式为 y x2 3x 4 .Bx(2)Q 点 D(m,m 1) 在抛物线上,m 1 m2 3m 4 ,y即 m2 2m 3 0 ,m 1或 m 3 .Q 点 D 在第一象限,点 D 的坐标为 (3,4) . 由(1)知 OA OB,CBA 45°. 设点 D 关于直线 BC 的对称点为点 E . Q C(0,4) ,CD∥ AB ,且 CD 3 , ECB DCB 45°, E 点在 y 轴上,且 CE CD 3.CE AOD BxOE 1,E(0,1) .即点 D 关于直线 BC 对称的点的坐标为(0,1). (3)方法一:作 PF ⊥ AB 于 F , DE ⊥BC 于 E . 由(1)有: OB OC 4,OBC 45°, Q DBP 45°,CBD PBA . Q C(0,4),D(3,4) ,CD∥OB 且 CD 3 .DCE CBO 45°, DE CE 3 2 . 2yCPEA FOD BxQ OB OC 4, BC 4 2 , BE BC CE 5 2 , 2tan PBF tan CBD DE 3 . BE 5设 PF 3t ,则 BF 5t ,OF 5t 4, P(5t 4,3t) . Q P 点在抛物线上, 3t (5t 4)2 3(5t 4) 4 ,t0(舍去)或 t22 25, P 2 ,66 5 25 .方法二:过点 D 作 BD 的垂线交直线 PB 于点 Q ,过点 D 作 DH ⊥ x 轴于 H .过 Q 点作QG ⊥ DH 于 G . Q PBD 45°,QD DB . QDG BDH 90°, 又 DQG QDG 90°,DQG BDH . △QDG ≌△DBH ,QG DH 4 , DG BH 1.yC QPA OD GB Hx由(2)知 D(3,4) ,Q(1,3) .Q B(4,0) ,直线 BP 的解析式为 y 3 x 12 . 55解方程组 y y x2 3x 4, 3 x 12, 得55 x1 y1 4,x20; y2 2, 566 . 25点P的坐标为 2 5,66 25 .【例5】. (2011 年四调)如果抛物线 C1 的顶点在抛物线 C2 上,同时,抛物线 C2 的顶点在抛 物线 C1 上,那么,我们称抛物线 C1 与 C2 关联.(1)已知抛物线①y=x2+2x﹣1,判断下列抛物线②y=﹣x2+2x+1;③y=x2+2x+1 与已知抛物 线①是否关联,并说明理由.(2)抛物线 C1:y= (x+1)2﹣2,动点 P 的坐标为(t,2),将抛物线绕点 P(t,2)旋转180°得到抛物线 C2,若抛物线 C1 与 C2 关联,求抛物线 C2 的解析式. (3)A 为抛物线 C1:y= (x+1)2﹣2 的顶点,B 为与抛物线 C1 关联的抛物线顶点,是否存在以 AB 为斜边的等腰直角△ABC,使其直角顶点 C 在 y 轴上?若存在,求出 C 点的坐标;若 不存在,请说明理由.考点:二次函数综合题。