专题二次函数中角度问题(原卷版+解析版)

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名称 专题二次函数中角度问题(原卷版+解析版)
格式 zip
文件大小 1.1MB
资源类型 试卷
版本资源 北师大版
科目 数学
更新时间 2025-02-24 12:49:49

文档简介

/ 让教学更有效 精品试卷 | 数学
专题二次函数中角度问题
角度存在性问题的解题步骤
已知特殊角度求解 已知角度关系求解
第一步 读题、画图、理解题意
第二步 分析动点、定点,找不变特征
第三步 确定分类特征,进行分类讨论
第四步 已知特殊角度,构造一线三垂直、一线三等角、直角三角形,再利用直角三角形、相似三角形边的比例关系去计算求解. 将角度进行转化:利用锐角三角函数、相似三角形或等腰三角形的性质、外角的性质等转化为常见的类型,再利用直角三角形、相似三角形边的比例关系去计算求解.
【方法提示】
1)角相等:若无明显条件,首选利用锐角三角函数值构造相等角( 先求已知角);
2)角度和差:可通过外角的性质、相似三角形的性质转化为相等角;
3)倍角:可通过外角的性质、等腰三角形的性质转化为相等角:
1.如图,已知抛物线的图象经过点D,,C是的中点,P是拋物线上的一个动点,连接,设点P的横坐标为n.
(1)求抛物线的表达式;
(2)若点P在x轴上方的拋物线上运动,连接,当四边形面积最大时,求n的值;
(3)如图,若点Q在坐标轴上,是否存在点Q,使,若存在,直接写出所有符合条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,或
【分析】(1)根据,,求出. 再根据是的中点,求出,用待定系数法求解即可;
(2)过作x轴垂线交于,求出设直线解析式,由, 得,表示出,再根据表示出四边形面积,根据二次函数最值求解即可;
(3)分为①当点Q在y轴上时,使,根据,求出,过点D作轴交y轴于点H,根据平行线性质得出,再根据,得出,得出,根据,求出,即可求出点Q的坐标;
②当点Q在x轴上时,使, 延长交x轴于点F,过点D作轴交x轴于点G,证明,求出,再根据,证明,根据相似三角形的性质求出,从而求出,即可求出点的坐标,即可求解.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵,
∴.
∵是的中点,
∴.
∵在的图象上,

得,

(2)过作x轴垂线交于,
设直线,即,
解得:,
故解析式为:,
由, 得,


当四边形面积最大时,.
(3)解:①当点Q在y轴上时,使,
∵,
即,
∴,
∴,
过点D作轴交y轴于点H,
则,
∵,
∴,
∴,
∴,
根据(1)得,
∴,
∴点Q的坐标为;
②当点Q在x轴上时,使,
延长交x轴于点F,过点D作轴交x轴于点G,
则,
则 ,,
∴,








即,


∴点的坐标为,
综上,或.
【总结】该题是二次函数综合题,主要考查了二次函数的图象和性质,二次函数和一次函数解析式求解,相似三角形的性质和判定,解直角三角形,等腰直角三角形的性质和判定等知识点,解题的关键是正确理解题意,数形结合.
2.已知平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴的正半轴交于C点,且,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点P是抛物线在第一象限内的一点,连接,过点P作轴于点D,交于点K.记,的面积分别为,,求的最大值;
(3)如图2,连接,点E为线段的中点,过点E作交x轴于点F.抛物线上是否存在点Q,使?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,或
【分析】(1)先求点坐标,待定系数法求出函数解析式即可;
(2)求出的解析式,设,则:,将转化为二次函数求最值即可;
(3)易得垂直平分,设,勾股定理求出点坐标,三线合一结合同角的余角相等,推出,分别作点关于轴和直线的对称点,直线,与抛物线的交点即为所求,进行求解即可.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
把,,代入函数解析式得:
∴,解得:;
∴;
(2)∵,,
∴设直线的解析式为:,把,代入,得:,
∴,
设,则:,
∴,,,
∴,


∴当时,的最大值为;
(3)存在:
令,
解得:,
∴,
∵,点为的中点,
∴,
∵,,
∴,
∴,
设,则:,
在中,由勾股定理,得:,
∴,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
①取点关于轴的对称点,连接,交抛物线与点,则:,,
设的解析式为:,
则:,解得:,
∴,
联立,解得:(舍去)或,
∴;
②取关于的对称点,连接交于点,连接交抛物线于点,
则:,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
过点作轴,则:,,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为:,
则:,解得:,
∴,
联立,解得:(舍去)或,
∴;
综上:或.
【总结】本题考查二次函数的综合应用,涉及待定系数法求函数解析式,中垂线的判定和性质,等积法求线段的长,坐标与轴对称,勾股定理,解直角三角形,等知识点,综合性强,难度大,计算量大,属于中考压轴题,正确的求出函数解析式,利用数形结合和分类讨论的思想,进行求解,是解题的关键.
3.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,点,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,点是直线上方抛物线上的一动点,过点作轴的平行线交直线于点,过点作轴的平行线交直线于点,求面积的最大值及此时点的坐标;
(3)如图,连接,抛物线上是否存在点,使?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)面积的最大值为,;
(3)或.
【分析】()利用待定系数法即可求解;
()可得,求出直线的解析式为,又可得,进而得为等腰直角三角形,得到,设,则,可得,得到当时,即,取最大值,此时的面积最大,据此即可求解;
()分点在上方和点在下方两种情况,画出图形解答即可求解;
本题考查了待定系数法求二次函数解析式和一次函数解析式,二次函数的最值,二次函数的几何问题,掌握二次函数的性质并运用分类讨论思想解答是解题的关键.
【详解】(1)解:把、代入得,

解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:由可得,,
设直线的解析式为,
把、代入得,

解得,
∴直线的解析式为,
∵,,
∴,
∴,
∵轴,轴,
∴,,
∴为等腰直角三角形,
∴,
设,则,
∴,
当时,即,取最大值,此时的面积最大,

(3)解:存在.
当点在上方时,作点关于轴的对称点,过点作交抛物线于点,
∵与关于轴对称,
∴,
又∵,
∴,
∵,
∴,
∵,,
同理可得直线解析式为,
设直线解析式为,将代入得,,
∴,
∴,
由,
解得或,
∴;
当点在下方时, 作点,直线与抛物线交于点,
∵,,
同理可得直线解析式为,
∵,
∴,
∴,
∴,
由,
解得或,
∴;
综上,点的坐标为或.
1.如图,抛物线与x轴交于,两点,与轴交于点.

(1)求抛物线解析式及,两点坐标;
(2)以,,,为顶点的四边形是平行四边形,求点坐标;
(3)该抛物线对称轴上是否存在点,使得,若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线解析式为,,
(2)或或
(3)
【分析】(1)将点代入抛物线解析式,待定系数法求解析式,进而分别令,即可求得两点的坐标;
(2)分三种情况讨论,当,为对角线时,根据中点坐标即可求解;
(3)根据题意,作出图形,作交于点,为的中点,连接,则在上,根据等弧所对的圆周角相等,得出在上,进而勾股定理,根据建立方程,求得点的坐标,进而得出的解析式,即可求解.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴交于,

解得:,
∴抛物线解析式为,
当时,,
∴,
当时,
解得:,

(2)∵,,,
设,
∵以,,,为顶点的四边形是平行四边形
当为对角线时,
解得:,
∴;
当为对角线时,
解得:

当为对角线时,
解得:

综上所述,以,,,为顶点的四边形是平行四边形,或或
(3)解:如图所示,作交于点,为的中点,连接,


∴是等腰直角三角形,
∴在上,
∵,,
∴,,
∵,
∴在上,
设,则
解得:(舍去)
∴点
设直线的解析式为

解得:.
∴直线的解析式
∵,,
∴抛物线对称轴为直线,
当时,,
∴.
【总结】本题考查了二次函数的综合运用,待定系数法求解析式,平行四边形的性质,圆周角角定理,勾股定理,求一次函数解析式,熟练掌握以上知识是解题的关键.
2.综合与探究
如图,抛物线与x轴交于点A和B,点A在点B的左侧,交y轴于点C,作直线.
(1)求点B的坐标及直线的表达式;
(2)当点D在直线下方的抛物线上运动时,连接交于点E,若,求点D的坐标;
(3)抛物线上是否存在点F.使得 若存在,直接写出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)点B的坐标是,直线BC的表达式是;
(2)点的坐标是或;
(3)存在,点的坐标是或.
【分析】(1)令和,解方程即可求得点B和点C的坐标,再利用待定系数法即可求解;
(2)作轴,垂足为,交直线于点,证明,利用相似三角形的性质求解即可;
(3)分两种情况讨论,利用待定系数法和解方程组即可求解.
【详解】(1)解:令,解方程得或,
∴点B的坐标为;
令,则,
∴点C的坐标为;
设直线的表达式为,则,
解得,
∴直线的表达式为;
(2)解:作轴,垂足为,交直线于点,
∴,
∵点C的坐标为,
∴,
设点的坐标为,则点的坐标为,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,整理得,
解得或,
∴点的坐标为或;
(3)解:∵点B的坐标为,点C的坐标为,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴或,
当时,以为边作等边,直线交抛物线于点,此时,如图,
作轴于点,
在中,,,
∴,
∴点的坐标为,同理,求得直线的表达式为,联立,
解得或(舍去),
∴点的坐标是;
当时,设交轴于点,此时,如图,
在中,,,
∴,
∴点的坐标为,
同理,求得直线的表达式为,
联立,
解得或(舍去),
∴点的坐标是;
综上,点的坐标是或.
【总结】本题考查了一次函数表达式的确定,函数图象上点的坐标特征,二次函数图象和性质,解一元二次方程,相似三角形的判定和性质,勾股定理,分类讨论思想等,属于中考压轴题,解题关键是熟练掌握待定系数法,运用方程思想和分类讨论思想.
3.如图,抛物线与轴交于点和点,与轴交于点,抛物线的对称轴交轴于点,过点作直线轴,过点作,交直线于点.

(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,点为第三象限内抛物线上的点,连接和交于点,当时.求点的坐标;
(3)在(2)的条件下,连接,在直线上是否存在点,使得?若存在,请直接写出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)或.
【分析】(1)根据抛物线过点,对称轴为直线,待定系数法求解析式即可求解;
(2)根据题意求得,,求得,则,进而求得直线的解析式为,过点作轴,交于点,证明,根据已知条件得出设,则,将点代入,即可求解.
(3)根据题意可得,以为对角线作正方形,则,进而求得的坐标,待定系数法求得的解析式,联立解析式,即可求解.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴交于点,抛物线的对称轴交轴于点,则对称轴为直线,
∴,
解得:
∴抛物线解析式为;
(2)解:由,当时,,
解得:,
∴,
当时,,则,
∵,
∴,
∴,
即,
∴,
∴,则,
设直线的解析式为,则,解得:,
∴直线的解析式为,
如图所示,过点作轴,交于点,

∵,


∴,则
设,则即,
将点代入

解得:或(舍去)
当时,,
∴;
(3)∵,,
则,是等腰直角三角形,
∴,由(2)可得,

∴,
由(2)可得,
设直线的解析式为,则
解得:
∴直线的解析式为
如图所示,以为对角线作正方形,则,

∵,则,则,,
设,则,
解得:,,
则,,
设直线的解析式为,直线的解析式为
则,,
解得:,,
设直线的解析式为,直线的解析式为,
∴解得:,则,
解得:,则,
综上所述,或.
【总结】本题考查了二次函数综合运用,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
4.已知抛物线与x轴相交于点),与y轴相交于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,点P是抛物线的对称轴l上的一个动点,当的周长最小时,求的值;
(3)如图2,取线段的中点D,在抛物线上是否存在点Q,使?若存在,直接写出Q点坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或一或或
【分析】(1)待定系数法求函数解析式即可;
(2)根据 的周长等于以及为定长,得到当的值最小时, 的周长最小,根据抛物线的对称性,得到关于对称轴对称,则:得到当三点共线时,,进而求出点坐标,即可得解;
(3)求出点坐标为,进而得到得到,分点在点上方和下方,两种情况进行讨论求解即可.
【详解】(1)∵抛物线 与轴相交于点

解得: ,
∴抛物线解析式为 ;
(2)在 当时, ,
∴,
∵抛物线解析式为
∴抛物线的对称轴为直线
的周长等于,为定长,
∴当的值最小时,的周长最小,
∵关于对称轴对称,


∴当三点共线时, 的值最小,为的长,此时点为直线与对称轴的交点,
设直线的解析式为:,

解得:,
∴直线的解析式为
当 时,,

∴,


(3)当点在点下方时:
过点作, 交抛物线于点, 则此时点纵坐标为,
设点横坐标为,
则: 解得:,
或;
②当点在点上方时:设与轴交于点,

设,

解得:

同理可得DE的解析式为 ,
联立
解得: 或
或 ;
综上:或一或或
【总结】本题考查二次函数的综合应用,正确的求出二次函数解析式,利用数形结合,分类讨论的思想进行求解,是解题的关键.本题的综合性强,难度较大,属于中考压轴题.
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专题 二次函数中角度问题
角度存在性问题的解题步骤
已知特殊角度求解 已知角度关系求解
第一步 读题、画图、理解题意
第二步 分析动点、定点,找不变特征
第三步 确定分类特征,进行分类讨论
第四步 已知特殊角度,构造一线三垂直、一线三等角、直角三角形,再利用直角三角形、相似三角形边的比例关系去计算求解. 将角度进行转化:利用锐角三角函数、相似三角形或等腰三角形的性质、外角的性质等转化为常见的类型,再利用直角三角形、相似三角形边的比例关系去计算求解.
【方法提示】
1)角相等:若无明显条件,首选利用锐角三角函数值构造相等角( 先求已知角);
2)角度和差:可通过外角的性质、相似三角形的性质转化为相等角;
3)倍角:可通过外角的性质、等腰三角形的性质转化为相等角:
1.如图,已知抛物线的图象经过点D,,C是的中点,P是拋物线上的一个动点,连接,设点P的横坐标为n.
(1)求抛物线的表达式;
(2)若点P在x轴上方的拋物线上运动,连接,当四边形面积最大时,求n的值;
(3)如图,若点Q在坐标轴上,是否存在点Q,使,若存在,直接写出所有符合条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
2.已知平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴的正半轴交于C点,且,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点P是抛物线在第一象限内的一点,连接,过点P作轴于点D,交于点K.记,的面积分别为,,求的最大值;
(3)如图2,连接,点E为线段的中点,过点E作交x轴于点F.抛物线上是否存在点Q,使?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
3.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,点,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,点是直线上方抛物线上的一动点,过点作轴的平行线交直线于点,过点作轴的平行线交直线于点,求面积的最大值及此时点的坐标;
(3)如图,连接,抛物线上是否存在点,使?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
1.如图,抛物线与x轴交于,两点,与轴交于点.

(1)求抛物线解析式及,两点坐标;
(2)以,,,为顶点的四边形是平行四边形,求点坐标;
(3)该抛物线对称轴上是否存在点,使得,若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
2.综合与探究
如图,抛物线与x轴交于点A和B,点A在点B的左侧,交y轴于点C,作直线.
(1)求点B的坐标及直线的表达式;
(2)当点D在直线下方的抛物线上运动时,连接交于点E,若,求点D的坐标;
(3)抛物线上是否存在点F.使得 若存在,直接写出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
3.如图,抛物线与轴交于点和点,与轴交于点,抛物线的对称轴交轴于点,过点作直线轴,过点作,交直线于点.

(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,点为第三象限内抛物线上的点,连接和交于点,当时.求点的坐标;
(3)在(2)的条件下,连接,在直线上是否存在点,使得?若存在,请直接写出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
4.已知抛物线与x轴相交于点),与y轴相交于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,点P是抛物线的对称轴l上的一个动点,当的周长最小时,求的值;
(3)如图2,取线段的中点D,在抛物线上是否存在点Q,使?若存在,直接写出Q点坐标.
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