【中考数学压轴题】---定值问题一、乘积、比值类型1.(2009·株洲)如图,已知△ABC 为直角三角形,∠ACB =90°,AC =BC ,点A 、C 在x 轴上,点B坐标为(3,m )(m >0),线段AB 与y 轴相交于点D ,以P (1,0)为顶点的抛物线过点B 、D . (1)求点A 的坐标(用m 表示); (2)求抛物线的解析式;(3)设点Q 为抛物线上点P 至点B 之间的一动点,连结PQ 并延长交BC 于点E ,连结BQ 并延长交AC 于点F ,试证明:FC (AC +EC )为定值. 解析:(1)由(3,)B m 可知3OC =,BC m =,又△ABC 为等腰直角三角形, ∴AC BC m ==,3OA m =-,所以点A 的坐标是(3,0m -). 3分 (2)∵45ODA OAD ∠=∠=︒∴3OD OA m ==-,则点D 的坐标是(0,3m -).又抛物线顶点为(1,0)P ,且过点B 、D ,所以可设抛物线的解析式为:2(1)y a x =-,得:22(31)(01)3a m a m ⎧-=⎪⎨-=-⎪⎩ 解得14a m =⎧⎨=⎩ ∴抛物线的解析式为221y x x =-+ ………7分(3)过点Q 作QM AC ⊥于点M ,过点Q 作QN BC ⊥于点N ,设点Q 的坐标是2(,21)x x x -+,则2(1)QM CN x ==-,3MC QN x ==-.∵//QM CE ∴PQM ∆∽PEC ∆ ∴QM PM EC PC = 即2(1)12x x EC --=,得2(1)EC x =-∵//QN FC ∴BQN ∆∽BFC ∆ ∴QN BN FC BC=即234(1)4x x FC ---=,得41FC x =+ 又∵4AC =∴444()[42(1)](22)2(1)8111FC AC EC x x x x x x +=+-=+=⋅+=+++ 即FC (AC +EC )为定值8. …12分二、定长、定角、定点、定值类型1.(2011•东营)如图所示,四边形OABC 是矩形,点A 、C 的坐标分别为(﹣3,0),(0,1),点D是线段BC 上的动点(与端点B 、C 不重合),过点D 作直线y =12x +b 交折线OAB 于点E .(1)记△ODE 的面积为S ,求S 与b 的函数关系式;(2)当点E 在线段OA 上时,且tan ∠DEO =12.若矩形OABC 关于直线DE 的对称图形为四边形O 1A 1B 1C 1,试探究四边形O 1A 1B 1C 1与矩形OABC 的重叠部分的面积是否发生变化,若不变,求出该重叠部分的面积;若改变,请说明理由.考点:一次函数综合题。
分析:(1)要表示出△ODE 的面积,要分两种情况讨论,①如果点E 在OA 边上,只需求出这个三角形的底边OE 长(E 点横坐标)和高(D 点纵坐标),代入三角形面积公式即可;②如果点yxQP FE DCBA OE 在AB 边上,这时△ODE 的面积可用长方形OABC 的面积减去△OCD 、△OAE 、△BDE 的面积; (2)重叠部分是一个平行四边形,由于这个平行四边形上下边上的高不变,因此决定重叠部分面积是否变化的因素就是看这个平行四边形落在OA 边上的线段长度是否变化. 解答:解:(1)∵四边形OABC 是矩形,点A 、C 的坐标分别为(-3,0),(0,1),∴B (-3,1),若直线经过点A (-3,0)时,则b=32 ,若直线经过点B (-3,1)时,则b=52,若直线经过点C (0,1)时,则b=1,①若直线与折线OAB 的交点在OA 上时,即1<b≤32,如图1,此时E (2b ,0),∴S=1 2 O E•CO=12×2b×1=b ;②若直线与折线OAB 的交点在BA 上时,即3 2 <b <52,如图2此时E (-3,b -32),D (2b ﹣2,1),∴S=S 矩-(S △OCD +S △OAE +S △DBE )=3-[1 2 (2b -2)×1+1 2 ×(5-2b )•(5 2 -b )+1 2 ×3(b -3 2 )]=52b -b 2,∴S=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<<-≤<)2523(2523221b b b b b ; (2)如图3,设O 1A 1与CB 相交于点M ,OA 与C 1B 1相交于点N ,则矩形O 1A 1B 1C 1与矩形OABC 的重叠部分的面积即为四边形DNEM 的面积. 由题意知,DM ∥NE ,DN ∥ME , ∴四边形DNEM 为平行四边形, 根据轴对称知,∠MED=∠NED , 又∠MDE=∠NED ,∴∠MED=∠MDE ,∴MD=ME , ∴平行四边形DNEM 为菱形. 过点D 作DH ⊥OA ,垂足为H ,由题易知,=12,DH=1,∴HE=2, 设菱形DNEM 的边长为a ,则在Rt △DHN 中,由勾股定理知:a 2=(2-a )2+12,∴a =5 4 ,∴S 四边形DNEM =NE•DH=5 4 .∴矩形OA 1B 1C 1与矩形OABC 的重叠部分的面积不发生变化,面积始终为5 4.2.(2011•遵义)如图,梯形ABCD 中,AD ∥BC ,BC =20cm ,AD =10cm ,现有两个动点P 、Q 分别从B 、D 两点同时出发,点P 以每秒2cm 的速度沿BC 向终点C 移动,点Q 以每秒1cm 的速度沿DA 向终点A 移动,线段PQ 与BD 相交于点E ,过E 作EF ∥BC 交CD 于点F ,射线QF 交BC 的延长线于点H ,设动点P 、Q 移动的时间为t (单位:秒,0<t <10). (1)当t 为何值时,四边形PCDQ 为平行四边形?(2)在P 、Q 移动的过程中,线段PH 的长是否发生改变?如果不变,求出线段PH 的长;如果改变,请说明理由. 考点:相似三角形的判定与性质;平行四边形的性质;梯形。
分析:(1)如果四边形PCDQ 为平行四边形,则DQ =CP ,根据P 、Q 两点的运动速度,结合运动时间t ,求出DQ 、CP 的长度表达式,解方程即可;(2)PH 的长度不变,根据P 、Q 两点的速度比,即可推出QD :B P=1:2,根据平行线的性质推出三角形相似,得出相似比,即可推出PH =20. 解答:解:(1)∵AD ∥BC ,BC =20cm ,AD =10cm ,点P 、Q 分别从B 、D 两点同时出发,点P 以每秒2cm 的速度沿BC 向终点C 移动,点Q 以每秒1cm 的速度沿DA 向终点A 移动, ∴DQ =t ,PC =20﹣2t ,∵若四边形PCDQ 为平行四边形,则DQ =PC , ∴20﹣2t =t ,解得:t =203;(2)线段PH 的长不变,∵AD ∥BH ,P 、Q 两点的速度比为2:1,∴QD :BP =1:2, ∴QE :EP=ED :BE =1:2,∵EF ∥BH ,∴ED :DB =EF :BC =1:3, ∵BC =20,∴EF =20 3 ,∴EF PH :QE QP =13,∴PH =20cm .点评:本题主要考查相似三角形的判定和性质、平行四边形的性质和梯形的性质,解题的关键在于求得DQ 和PC 的长度表达式,推出DQ 和PC 的长度比为1:2. 3.(2011•广州)已知关于x 的二次函数y =ax 2+bx +c (a >0)的图象经过点C (0,1),且与x 轴交于不同的两点A 、B ,点A 的坐标是(1,0) (1)求c 的值;(2)求a 的取值范围;(3)该二次函数的图象与直线y =1交于C 、D 两点,设A 、B 、C 、D 四点构成的四边形的对角线相交于点P ,记△PCD 的面积为S 1,△P AB 的面积为S 2,当0<a <1时,求证:S 1-S 2为常数,并求出该常数.考点:二次函数综合题;解一元一次方程;解二元一次方程组;根的判别式;根与系数的关系;待定系数法求一次函数解析式;二次函数图象上点的坐标特征;待定系数法求二次函数解析式;抛物线与x 轴的交点;相似三角形的判定与性质。
专题:计算题。
分析:(1)把C (0,1)代入抛物线即可求出c ;(2)把A (1,0)代入得到0=a +b +1,推出b =-1-a ,求出方程ax 2+bx +1=0,的b 2-4ac 的值即可;(3)设A (a ,0),B (b ,0),由根与系数的关系得:a +b =a a +1,ab =a 1,求出AB =aa -1,把y =1代入抛物线得到方程ax 2+(-1-a )x +1=1,求出方程的解,进一步求出CD 过P 作MN ⊥CD 于M ,交x 轴于N ,根据△CPD ∽△BP A ,得出=,求出PN 、PM 的长,根据三角形的面积公式即可求出S 1-S 2的值即可. 解答:(1)解:把C (0,1)代入抛物线得:1=0+0+c ,解得:c =1, 答:c 的值是1.(2)解:把A (1,0)代入得:0=a +b +1, ∴b =-1-a ,ax 2+bx +1=0,b 2-4ac =(-1-a )2-4a =a 2-2a +1>0, ∴a ≠1且a >0,答:a 的取值范围是a ≠1且a >0;(3)证明:∵0<a <1,∴B 在A 的右边, 设A (a ,0),B (b ,0),∵ax 2+(-1-a )x +1=0,由根与系数的关系得:a +b =a a+1,ab =a1, ∴AB =b -a =ab a b 4)(2-+=aa-1, 把y =1代入抛物线得:ax 2+(-1-a )x +1=1,解得:x 1=0,x 2=a a +1,∴CD =aa+1,过P 作MN ⊥CD 于M ,交X 轴于N ,则MN ⊥X 轴, ∵CD ∥AB ,∴△CPD ∽△BP A ,∴=,∴=,∴PN=21a -,PM=21a+, ∴S 1-S 2=•a a +1•21a+-••=1,即不论a 为何只,S 1-S 2的值都是常数.答:这个常数是1.点评:本题主要考查对用待定系数法求一次函数、二次函数的解析式,解二元一次方程组,解一元一次方程,相似三角形的性质和判定,根的判别式,根与系数的关系,二次函数图象上点的坐标特征,二次函数与x 轴的交点等知识点的理解和掌握,综合运用这些性质进行计算是解此题的关键,此题是一个综合性比较强的题目,题型较好,难度适中. 4.(2011•株洲)孔明是一个喜欢探究钻研的同学,他在和同学们一起研究某条抛物线y =ax 2(a <0)的性质时,将一把直角三角板的直角顶点置于平面直角坐标系的原点O ,两直角边与该抛物线交于A 、B 两点,请解答以下问题:(1)若测得OA =OB =22(如图1),求a 的值; (2)对同一条抛物线,孔明将三角板绕点O 旋转到如图2所示位置时,过B 作BF ⊥x 轴于点F ,测得OF =1,写出此时点B 的坐标,并求点A 的横坐标...; (3)对该抛物线,孔明将三角板绕点O 旋转任意角度时惊奇地发现,交点A 、B 的连线段总经过一个固定的点,试说明理由并求出该点的坐标. 解:(1)设线段AB 与y 轴的交点为C ,由抛物线的对称性可得C 为AB 中点, OA =OB =22,90AOB ∠=︒, ∴2AC OC BC ===,∴ B (2,2-)将B (2,2-)代入抛物线y =ax 2(a <0)得,12a =-.(2)解法一:过点A 作AE x ⊥轴于点E , 点B 的横坐标为1,F EyxBAO∴ B (1,12-), ∴12BF =.又90AOB ∠=︒,易知AOE OBF ∠=∠,又90AEO OFB ∠=∠=︒,∴△AEO ∽△OFB ,∴1212AE OF OE BF === ∴2AE OE = ……… 5分 设点A (m -,212m -)(0m >),则OE m =,212AE m =,∴ 2122m m = ∴4m =,即点A 的横坐标为4-. ……… 6分 解法二:过点A 作AE x ⊥轴于点E , 点B 的横坐标为1,∴ B (1,12-), ……… 4分 ∴1tan 212OF OBF BF ∠=== 90AOB ∠=︒,易知AOE OBF ∠=∠, ∴tan tan 2AEAOE OBF OE=∠=∠=,∴ 2AE OE = ……… 5分 设点A (-m ,212m -)(0m >),则OE m =,212AE m =,∴ 2122m m = ∴4m =,即点A 的横坐标为4-. ……… 6分 (3)解法一:设A (m -,212m -)(0m >),B (n ,212n -)(0n >), 设直线AB 的解析式为:y kx b =+, 则221 (1) 21 (2) 2mk b m nk b n ⎧-+=-⎪⎪⎨⎪+=-⎪⎩,……… 7分 (1)(2)n m ⨯+⨯得,2211()()()22m n b m n mn mn m n +=-+=-+,∴ 12b mn =-又易知△AEO ∽△OFB ,∴ AE OEOF BF=,∴ 220.50.5m m n n =,∴ 4mn =……… 9分 ∴1422b =-⨯=-.由此可知不论k 为何值,直线AB 恒过点(0,2-)………10分解法二:设A (m -,212m -)(0m >),B (n ,212n -)(0n >),直线AB 与y 轴的交点为C ,根据0AOB AOE B F AOC BOC ABFE S S S S S S ∆∆∆∆∆=--=+梯形,可得2222111111111()()222222222n m m n m m n n OC m OC n ⋅++-⋅⋅-⋅⋅=⋅⋅+⋅⋅, 化简,得12OC mn =. ……… 8分 又易知△AEO ∽△OFB ,∴ AE OE OFBF=,∴ 220.50.5m m n n =,∴ 4mn =……… 9分 ∴2OC =为固定值.故直线AB 恒过其与y 轴的交点C (0,-2)……… 10分 说明:mn 的值也可以通过以下方法求得.由前可知,22414OA m m =+,22414OB n n =+,2222211()()22AB m n m n =++-+,由222OA OB AB +=,得:242422221111()()()()4422m m n n m n m n +++=++-+,化简,得4mn =.5.(2011•河北)如图,在平面直角坐标系中,点P 从原点O 出发,沿x 轴向右以毎秒1个单位长的速度运动t 秒(t >0),抛物线y =x 2+bx +c 经过点O 和点P ,已知矩形ABCD 的三个顶点为 A (1,0),B (1,-5),D (4,0). (1)求c ,b (用含t 的代数式表示):(2)当4<t <5时,设抛物线分别与线段AB ,CD 交于点M ,N .①在点P 的运动过程中,你认为∠AMP 的大小是否会变化?若变化,说明理由;若不变,求出∠AMP 的值;②求△MPN 的面积S 与t 的函数关系式,并求t 为何值时,要S =218;(3)在矩形ABCD 的内部(不含边界),把横、纵 坐标都是整数的点称为“好点”.若抛物线将这些“好点”分成数量相等的两部分,请直接写出t 的取值范围. 考点:二次函数综合题。