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1、類型二 二次函數(shù)與角度問題
例1、已知拋物線的圖象與軸交于、兩點(點在點的左邊),與軸交于點,,過點作軸的平行線與拋物線交于點,拋物線的頂點為,直線經(jīng)過、兩點.
(1) 求此拋物線的解析式;
(2)連接、、,試比較和的大小,并說明你的理由.
【答案】解:(1)∵CD∥x軸且點C(0,3),
∴設(shè)點D的坐標為(x,3) .
∵直線y= x+5經(jīng)過D點,
∴3= x+5.∴x=-2.
即點D(-2,3) .
根據(jù)拋物線的對稱性,設(shè)頂點的坐標為M(-1,y),
又∵直線y= x+5經(jīng)過M點,
∴y =-1+5,y =4.即M(-1,4).
∴設(shè)拋物線的解析式為.
∵點C(
2、0,3)在拋物線上,∴a=-1.
即拋物線的解析式為.…………3分
(2)作BP⊥AC于點P,MN⊥AB于點N.
由(1)中拋物線可得
點A(-3,0),B(1,0),
∴AB=4,AO=CO=3,AC=.
∴∠PAB=45°.
∵∠ABP=45°,∴PA=PB=.
∴PC=AC-PA=.
在Rt△BPC中,tan∠BCP==2.
在Rt△ANM中,∵M(-1,4),∴MN=4.∴AN=2.
tan∠NAM==2.
∴∠BCP=∠NAM.
即∠ACB=∠MAB.
例2、在平面直角坐標系xOy中,拋物線經(jīng)過點N(2,-5),
3、過點N作x軸的平行線交此拋物線左側(cè)于點M,MN=6.
(1)求此拋物線的解析式;
(2)點P(x,y)為此拋物線上一動點,連接MP交此拋物線的對稱軸于點D,當△DMN為直角三角形時,求點P的坐標;
(3)設(shè)此拋物線與y軸交于點C,在此拋物線上是否存在點Q,使∠QMN=∠CNM ?若存在,求出點Q的坐標;若不存在,說明理由.
【答案】解:(1)∵過點M、N(2,-5),,
由題意,得M(,).
∴
解得
∴此拋物線的解析式為. …………………………………2分
(2)設(shè)拋物線的對稱軸交MN于點G,
若△DMN為直角三角形,則.
∴D1(,),(,). …………………
4、……………………4分
直線MD1為,直線為.
將P(x,)分別代入直線MD1,
的解析式,
得①,②.
解①得 ,(舍),
∴(1,0). …………………………………5分
解②得 ,(舍),
∴(3,-12). ……………………………6分
(3)設(shè)存在點Q(x,),
使得∠QMN=∠CNM.
① 若點Q在MN上方,過點Q作QH⊥MN,
交MN于點H,則.
即.
解得,(舍).
∴(,3). ……………………………7分
② 若點Q在MN下方,
同理可得(6,). …………………8分
例3、平面直角坐標系xOy中,拋物線與x軸交于點A、點B,與y軸的
5、正半軸交于點C,點 A的坐標為(1, 0),OB=OC,拋物線的頂點為D.
(1) 求此拋物線的解析式;
(2) 若此拋物線的對稱軸上的點P滿足∠APB=∠ACB,求點P的坐標;
(3) Q為線段BD上一點,點A關(guān)于∠AQB的平分線的對稱點為,若,求點Q的坐標和此時△的面積.
【答案】圖9
(1)∵ ,
∴ 拋物線的對稱軸為直線.
∵ 拋物線與x軸交于
點A、點B,點A的坐標為,
∴ 點B的坐標為,OB=3.…………… 1分
可得該拋物線的解析式為.
∵ OB=OC,拋物線與y軸的正半軸
6、交于點C,
∴ OC=3,點C的坐標為.
將點C的坐標代入該解析式,解得a=1.……2分
∴ 此拋物線的解析式為.(如圖9)…………………… 3分
(2)作△ABC的外接圓☉E,設(shè)拋物線的對稱軸與x軸的交點為點F,設(shè)☉E與拋物線的對稱軸位于x軸上方的部分的交點為點,點關(guān)于x軸的對稱點為點,點、點均為所求點.(如圖10)
可知圓心E必在AB邊的垂直平分線即拋物線的對稱軸直線上.
∵ 、都是弧AB所對的圓周角,
∴ ,且射線FE上的其它點P都不滿足.
由(1)可知 ∠OBC=45°,AB=2,OF=2.
可得圓心E也在BC邊的垂直平分線即直
7、線上.
∴ 點E的坐標為.………………………………………………… 4分
∴ 由勾股定理得 .
∴ .
∴ 點的坐標為.…………………………………………… 5分
由對稱性得點的坐標為. ……………………………… 6分
∴符合題意的點P的坐標為、.
(3)∵ 點B、D的坐標分別為、,
可得直線BD的解析式為,直線BD與x軸所夾的銳角為45°.
∵ 點A關(guān)于∠AQB的平分線的對稱點為,(如圖11)
若設(shè)與∠AQB的平分線的交點為M,
則有 ,,,Q,B,三點在一條直線上.
∵ ,
∴
作⊥x軸于點N.
∵ 點Q在線段BD上, Q,B,三點在一條
8、直線上,
∴ ,.
∴ 點的坐標為.
∵ 點Q在線段BD上,
∴ 設(shè)點Q的坐標為,其中.
∵ ,
∴ 由勾股定理得 .
解得.
經(jīng)檢驗,在的范圍內(nèi).
∴ 點Q的坐標為. …………………………………………… 7分
此時.… 8分
例4、已知,拋物線與x軸交于點A(-2,0)、B(8,0),與y軸交于點C(0,-4)。直線y=x+m與拋物線交于點D、E(D在E的左側(cè)),與拋物線的對稱點交于點F。
(1)求拋物線的解析式;
(2)當m=2時,求∠DCF的大小;
(3)若在直線y=x+m下方的拋物線上存在點P,使∠DPF=450,且滿足條件的點P只有兩個,則m的值
9、為___________________.(第(3)問不要求寫解答過程)
【答案】解:(1)依題意,設(shè)拋物線的解析式為y=a(x+2)(x-8),
∵拋物線與y軸交于點C(0,-4),
∴-4=a(0+2)(0-8).
解得a=.
∴拋物線的解析式為y=(x+2)(x-8),即y=x2-x-4;
(2)由(1)可得拋物線的對稱軸為x=3,
∵m=2,
∴直線的解析式為y=x+2,
∵直線y=x+2與拋物線交于點D、E,與拋物線的對稱軸交于點F,
∴F、D兩點的坐標分別為F(3,5),D(-2,0).
設(shè)拋物線的對稱軸與x軸的交點為M,
可得CM=FM=MD=5,
10、∴F、D、C三點在以M為圓心,半徑為5的圓上.
∴∠DCF=∠DMF=45°.
(3)由拋物線解析式可知,拋物線頂點坐標為G(3,-)
設(shè)F(3,3+m),則FG=m+3+,設(shè)D關(guān)于對稱軸的對稱點為D1,
當四邊形DGD1F為正方形時,滿足題意,此時P點與頂點G重合,或者與D1重合,
故DD1=F′G,D點橫坐標為:x=-(F′G-3)=-,縱坐標為-(F′G-3-m)=,
將D點坐標拋物線解析式,解得m=-.
例5、如圖,拋物線,與軸交于點,且.
(I)求拋物線的解析式;
(II)探究坐標軸上是否存在點,使得以點為頂點的三角形為直角三角形?
若存在,求出點坐標,若不存
11、在,請說明理由;
(III)直線交軸于點,為拋物線頂點.若,
的值.
【答案】解:(I),且.
.
代入,得
(II)①當可證∽
.
②同理: 如圖當
③當
綜上,坐標軸上存在三個點,使得以點為頂點的三角形為直角三角形,分別是,.
(III)..
∴.
.
.
又..
.
例6、如圖⑴,在平面直角坐標系中,O為坐標原點,拋物線y=ax2+8ax+16a+6經(jīng)過點B(0,4).
⑴求拋物線的解析式;
⑵設(shè)拋物線的頂點為D,過點D、B作直線交x軸于點A,點C在拋物線的對稱軸上,且C點的縱坐標為-4,聯(lián)結(jié)BC、AC.求證:△ABC是等
12、腰直角三角形;
⑶在⑵的條件下,將直線DB沿y軸向下平移,平移后的直線記為l ,直線l 與x軸、y軸分別交于點A′、B′,是否存在直線l,使△A′B′C是直角三角形,若存在求出l 的解析式,若不存在,請說明理由.
圖(1)
備用圖
【答案】⑴解:由題意知:
解得:
∴拋物線的解析式為:-------1分
⑵證明 :由拋物線的解析式知:頂
13、點D坐標為(-4,6)
∵點C的縱坐標為-4,且在拋物線的對稱軸上
∴C點坐標為(-4,-4)
設(shè)直線BD解析式為:
有:,∴
∴BD解析式為
∴直線BD與x軸的交點A的坐標為(8,0)
過點C作CE⊥軸于點E,則CE=4,BE=8
又∵OB=4,OA=8, ∴CE=OB,BE=OA,∠CEB=∠BOA=90°
∴△CEB≌△BOA(SAS)-----------------------------2分
∴CB=AB, ∠1=∠2
∵∠2+∠3=90°,∴∠2+∠3=90°
∴∠1+∠3=90°,即∠ABC=90°
∴△ABC是等腰直角三角形-----
14、----------------3分
⑶存在.①當∠CA′B′=90°時,如圖1所示,
∵A′B′∥AB
∴∠OA′B′=∠BAO
易證:∠ECA′=∠OA′B′
圖1
∴∠ECA′=∠BAO
∵tan∠BAO=
∴tan∠ECA′=
∴EA′=2
∴A′坐標為(-2,0)
∴直線l解析式為------5分
②當∠A′CB′=90°時,如圖2所示,
圖2
過點C作CE⊥軸于點E,
易證△A′FC≌△B′EC
∴A′F=B′E
∴由①tan∠B′A′O=
∴設(shè)B′坐標為(0,n)
∴有
∴
B′坐標為(0,)
∴直線l解析式為------7分
15、例7、已知:拋物線y=-x2+2x+m-2交y軸于點A(0,2m-7).與直線y=x交于點B、C(B在右、C在左).
(1)求拋物線的解析式;
(2)設(shè)拋物線的頂點為E,在拋物線的對稱軸上是否存在一點F,使得,若存在,求出點F的坐標,若不存在,說明理由;
(3)射線OC上有兩個動點P、Q同時從原點出發(fā),分別以每秒個單位長度、每秒2個單位長度的速度沿射線OC運動,以PQ為斜邊在直線BC的上方作直角三角形PMQ(直角邊分別平行于坐標軸),設(shè)運動時間為t秒,若△PMQ與拋物線y=-x2+2x+m-2有公共點,求t的取值范圍.
【答案】解:
(1)點A(0,2m-7)代入y=-x2+2x+m-2,得m=5
∴拋物線的解析式為y=-x2+2x+3 ………………………2分
(2)由得,
∴B(),C()
B()關(guān)于拋物線對稱軸的
對稱點為
可得直線的解析式為,
由,可得
∴ ………………………5分
(3)當在拋物線上時,可得,,
當在拋物線上時,可得,,
舍去負值,所以t的取值范圍是.………………8分
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