【2020赢在中考】数学二轮专题解读与强化训练专题
10 代几综合问题
代几综合题是指以几何元素为背景构造未知量或以代数整数为背景形成几何关系的综合题。涉及知识与园、方程,函数与三角形、四边形等相关知识为主,在方法上把解直角三角形、图形的变换、相似等与代数计算融为一起;在能力考查上体现方程与函数思想、转换思想、数形结合思想、分类讨论等数学思想方法。代几综合题是中考压轴题。 常见类型有:
(1)以一次函数为母图,结合三角形、四边形、圆等图形知识
(2)以二次函数为母图,结合三角形、四边形、圆等图形知识
(3)以反比例函数为母图,结合三角形、四边形、圆等图形知识
当函数与几何图形相结合时,关键是要做好点的坐标与线段长短的相互转换,同时要考虑分类讨论。特别注意分类的原则是不重不漏、最简。
考向一 以一次函数为母图,结合三角形、四边形、圆等图形知识
例1.(2019年浙江省温州市)如图,在平面直角坐标系中,直线y=﹣x+4分别交x轴、y轴于点B,C,正方形AOCD的顶点D在第二象限内,E是BC中点,OF⊥DE于点F,连结OE.动点P在AO上从点A向终点O匀速运动,同时,动点Q在直线BC上从某一点Q1向终点Q2匀速运动,它们同时到达终点.
(1)求点B的坐标和OE的长.
(2)设点Q2为(m,n),当=tan∠EOF时,求点Q2的坐标.
(3)根据(2)的条件,当点P运动到AO中点时,点Q恰好与点C重合.
①延长AD交直线BC于点Q3,当点Q在线段Q2Q3上时,设Q3Q=s,AP=t,求s关于t的函数表达式.
②当PQ与△OEF的一边平行时,求所有满足条件的AP的长.
【考点】一次函数综合题
【思路点拨】(1)令y=0,可得B的坐标,利用勾股定理可得BC的长,进而求出OE的长,
(2)如图1,作辅助线,证明△CDN∽△MEN,得CN=MN=1,计算EN的长,根据面积法可得OF的长,利用勾股定理得OF的长,由=tan∠EOF和n=﹣m+4,可得结论,
(3)①先设s关于t成一次函数关系,设s=kt+b,根据当点P运动到AO中点时,点Q恰好与点C重合,得t=2时,CD=4,DQ3=2,s=2,根据Q3(﹣4,6),Q2(6,1),可得t=4时,s=5,利用待定系数法可得s关于t的函数表达式,
②分三种情况:
(i)当PQ∥OE时,如图2,根据cos∠QBH====,表示BH的长,根据AB=12,列方程可得t的值,
(ii)当PQ∥OF时,如图3,根据tan∠HPQ=tan∠CDN=,列方程为2t﹣2=,可得t的值.
(iii)由图形可知PQ不可能与EF平行.
【解题过程】(1)令y=0,则﹣x+4=0,
∴x=8,
∴B(8,0),
∵C(0,4),
∴OC=4,OB=8,
在Rt△BOC中,BC==4,
又∵E为BC中点,
∴OE=BC=2,
(2)如图1,作EM⊥OC于M,则EM∥CD,
∵E是BC的中点
∴M是OC的中点
∴EM=OB=4,OE=BC=2
∵∠CDN=∠NEM,∠CND=∠MNE
∴△CDN∽△MEN,
∴=1,
∴CN=MN=1,
∴EN==,
∵S△ONE=EN?OF=ON?EM,
∴OF==,
由勾股定理得:EF===,
∴tan∠EOF===,
∴==,
∵n=﹣m+4,
∴m=6,n=1,
∴Q2(6,1),
(3)①∵动点P、Q同时作匀速直线运动,
∴s关于t成一次函数关系,设s=kt+b,
∵当点P运动到AO中点时,点Q恰好与点C重合,
∴t=2时,CD=4,DQ3=2,
∴s=Q3C==2,
∵Q3(﹣4,6),Q2(6,1),
∴t=4时,s==5,
将或代入得,解得:,
∴s=﹣,
②(i)当PQ∥OE时,如图2,∠QPB=∠EOB=∠OBE,
作QH⊥x轴于点H,则PH=BH=PB,
Rt△ABQ3中,AQ3=6,AB=4+8=12,
∴BQ3==6,
∵BQ=6﹣s=6﹣t+=7﹣t,
∵cos∠QBH====,
∴BH=14﹣3t,
∴PB=28﹣6t,
∴t+28﹣6t=12,t=,
(ii)当PQ∥OF时,如图3,过点Q作QG⊥AQ3于点G,过点P作PH⊥GQ于点H,
由△Q3QG∽△CBO得:Q3G:QG:Q3Q=1:2:,
∵Q3Q=s=t﹣,
∴Q3G=t﹣1,GQ=3t﹣2,
∴PH=AG=AQ3﹣Q3G=6﹣(t﹣1)=7﹣t,
∴QH=QG﹣AP=3t﹣2﹣t=2t﹣2,
∵∠HPQ=∠CDN,
∴tan∠HPQ=tan∠CDN=,
∴2t﹣2=,t=,
(iii)由图形可知PQ不可能与EF平行,
综上,当PQ与△OEF的一边平行时,AP的长为或.
【名师点睛】此题是一次函数的综合题,主要考查了:用待定系数法求一次函数关系式,三角形相似的性质和判定,三角函数的定义,勾股定理,正方形的性质等知识,并注意运用分类讨论和数形结合的思想解决问题.
考向二 以二次函数为母图,结合三角形、四边形、圆等图形知识
例2.(2019年湖北省荆州市)如图,在平面直角坐标系中,平行四边形OABC的顶点A,C的坐标分别为(6,0),(4,3),经过B,C两点的抛物线与x轴的一个交点D的坐标为(1,0).
(1)求该抛物线的解析式,
(2)若∠AOC的平分线交BC于点E,交抛物线的对称轴于点F,点P是x轴上一动点,当PE+PF的值最小时,求点P的坐标,
(3)在(2)的条件下,过点A作OE的垂线交BC于点H,点M,N分别为抛物线及其对称轴上的动点,是否存在这样的点M,N,使得以点M,N,H,E为顶点的四边形为平行四边形?若存在,直接写出点M的坐标,若不存在,说明理由.
【考点】二次函数综合题
【思路点拨】(1)由平行四边形OABC的性质求点B坐标,根据抛物线经过点B、C、D用待定系数法求解析式.
(2)由OE平分∠AOC易证得∠COE=∠AOE=∠OEC,故有CE=OC,求得点E坐标,进而求得直线OE解析式.求抛物线对称轴为直线x=7,即求得点F坐标.作点E关于x轴的对称点点E',由于点P在x轴上运动,故有PE=PE',所以当点F、P、E'在同一直线上时,PE+PF=PE'+PF=FE'最小.用待定系数法求直线E'F解析式,即求得E'F与x轴交点P的坐标.
(3)设AH与OE相交于点G,且G的横坐标为t,即能用t表示OG、AG的长,由AH⊥OE于点G,根据勾股定理可得AG2+OG2=OA2,把t代入解方程即求得t的值即求得点G坐标.待定系数法求直线AG解析式,令y=3时求x的值即为点H坐标.故可得HE=9﹣5=4,且点H、E关于直线x=7对称.由于以点M,N,H,E为顶点的平行四边形中,H、E固定,以HE为平行四边形的边或对角线进行分类讨论.①以HE为边时,可得MN∥HE,且MN=HE,故可得点M横坐标为3或11,代入抛物线解析式即求得纵坐标.②以HE为对角线时,根据平行四边形对角线互相平分可得点M在抛物线对称轴上,求顶点即可.
【解题过程】(1)∵平行四边形OABC中,A(6,0),C(4,3)
∴BC=OA=6,BC∥x轴
∴xB=xC+6=10,yB=yC=3,即B(10,3)
设抛物线y=ax2+bx+c经过点B、C、D(1,0)
∴ 解得:
∴抛物线解析式为y=﹣x2+x﹣
(2)如图1,作点E关于x轴的对称点E',连接E'F交x轴于点P
∵C(4,3)
∴OC=
∵BC∥OA
∴∠OEC=∠AOE
∵OE平分∠AOC
∴∠AOE=∠COE
∴∠OEC=∠COE
∴CE=OC=5
∴xE=xC+5=9,即E(9,3)
∴直线OE解析式为y=x
∵直线OE交抛物线对称轴于点F,对称轴为直线:x=﹣7
∴F(7,)
∵点E与点E'关于x轴对称,点P在x轴上
∴E'(9,﹣3),PE=PE'
∴当点F、P、E'在同一直线上时,PE+PF=PE'+PF=FE'最小
设直线E'F解析式为y=kx+h
∴ 解得:
∴直线E'F:y=﹣x+21
当﹣x+21=0时,解得:x=
∴当PE+PF的值最小时,点P坐标为(,0).
(3)存在满足条件的点M,N,使得以点M,N,H,E为顶点的四边形为平行四边形.
设AH与OE相交于点G(t,t),如图2
∵AH⊥OE于点G,A(6,0)
∴∠AGO=90°
∴AG2+OG2=OA2
∴(6﹣t)2+(t)2+t2+(t)2=62
∴解得:t1=0(舍去),t2=
∴G(,)
设直线AG解析式为y=dx+e
∴ 解得:
∴直线AG:y=﹣3x+18
当y=3时,﹣3x+18=3,解得:x=5
∴H(5,3)
∴HE=9﹣5=4,点H、E关于直线x=7对称
①当HE为以点M,N,H,E为顶点的平行四边形的边时,如图2
则HE∥MN,MN=HE=4
∵点N在抛物线对称轴:直线x=7上
∴xM=7+4或7﹣4,即xM=11或3
当x=3时,yM=﹣×9+×9﹣=
∴M(3,)或(11,)
②当HE为以点M,N,H,E为顶点的平行四边形的对角线时,如图3
则HE、MN互相平分
∵直线x=7平分HE,点F在直线x=7上
∴点M在直线x=7上,即M为抛物线顶点
∴yM=﹣×49+×7﹣=4
∴M(7,4)
综上所述,点M坐标为(3,)、(11,)或(7,4).
【名师点睛】本题考查了平行四边形的性质,二次函数的图象与性质,平行线性质,角平分线定义,等腰三角形性质,轴对称求最短路径,解二元一次方程,勾股定理,解一元二次方程.其中第(2)题由轴对称求最短路径和第(3)题已知平行四边形的两顶点固定、求另两个顶点位置,都是函数与几何综合题里的常考题型.
考向三 以反比例函数为母图,结合三角形、四边形、圆等图形知识
例3.(2019年广东省广州市)如图,在平面直角坐标系xOy中,菱形ABCD的对角线AC与BD交于点P(-1,2),AB⊥x轴于点E,正比例函数y=mx的图像与反比例函数的图像相交于A,P两点。
(1)求m,n的值与点A的坐标;
(2)求证:∽
(3)求的值
【考点】待定系数法求一次函数解析式,待定系数法反比例函数解析式,一次函数图象上点的坐标特征,反比例函数图象上点的坐标特征,菱形的性质,相似三角形的判定与性质以,解直角三角形
【思路点拨】(1)根据点P的坐标,利用待定系数法可求出m,n的值,利用正、反比例函数图象的对称性结合点P的坐标找出点A的坐标即可解答;
(2)由菱形的性质可得出AC⊥BD,AB∥CD,利用平行线的性质可得出∠DCP=∠OAE,结合AB⊥x轴可得出∠AEO=∠CPD=90°,进而即可证出△CPD∽△AEO;
(3)由点A的坐标可得出AE,OE,AO的长,由相似三角形的性质可得出∠CDP=∠AOE,再利用正弦的定义即可求出sin∠CDB的值.
【解题过程】(1)∵正比例函数,反比例函数均经过点,
∴,,
解得:,.
∴正比例函数,反比例函数.
又正比例函数与反比例函数均是中心对称图形,则其两个交点也成中心对称点,
∵,
∴点的坐标是.
(2)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,AB∥CD,
∴∠DCP=∠BAP,即∠DCP=∠OAE.
∵AB⊥x轴,
∴∠AEO=∠CPD=90°,
∴△CPD∽△AEO.
(3)∵点的坐标是.
∴,,
∴,
∵,
∴△CPD∽△AEO,
∴.
【名师点睛】本题考查了待定系数法求一次函数解析式、待定系数法反比例函数解析式、一次函数图象上点的坐标特征、反比例函数图象上点的坐标特征、菱形的性质、相似三角形的判定与性质以及解直角三角形,熟练掌握是解题的关键.
一、 选择题
(2019年四川省广元市)如图,点P是菱形ABCD边上的动点,它从点A出发沿A→B→C→D路径匀速运动到点D,设△PAD的面积为y,P点的运动时间为x,则y关于x的函数图象大致为( )
A.B.C.D.
(2019年湖南省娄底市)如图,⊙O的半径为2,双曲线的解析式分别为y=,则阴影部分的面积是( )
A.4π B.3π C.2π D.π
(2019年四川省乐山市)如图,抛物线y=x2﹣4与x轴交于A.B两点,P是以点C(0,3)为圆心,2为半径的圆上的动点,Q是线段PA的中点,连结OQ.则线段OQ的最大值是( )
A.3 B. C. D.4
(2019年山东省聊城市)如图,在Rt△ABO中,∠OBA=90°,A(4,4),点C在边AB上,且=,点D为OB的中点,点P为边OA上的动点,当点P在OA上移动时,使四边形PDBC周长最小的点P的坐标为( )
A.(2,2) B.(,) C.(,) D.(3,3)
(2019年重庆市(a卷))如图,在平面直角坐标系中,矩形ABCD的顶点A,D分别在x轴、y轴上,对角线BD∥x轴,反比例函数y=(k>0,x>0)的图象经过矩形对角线的交点E.若点A(2,0),D(0,4),则k的值为( )
A.16 B.20 C.32 D.40
(2019年广西桂林市)如图,四边形ABCD的顶点坐标分别为A(﹣4,0),B(﹣2,﹣1),C(3,0),D(0,3),当过点B的直线l将四边形ABCD分成面积相等的两部分时,直线l所表示的函数表达式为( )
A.y=x+ B.y=x+ C.y=x+1 D.y=x+
二、 填空题
(2019年江苏省泰州市)如图,⊙O的半径为5,点P在⊙O上,点A在⊙O内,且AP=3,过点A作AP的垂线交⊙O于点B、C.设PB=x,PC=y,则y与x的函数表达式为 .
(2019年四川省乐山市)如图1,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠B=30°,直线l⊥AB.当直线l沿射线BC方向,从点B开始向右平移时,直线l与四边形ABCD的边分别相交于点E、F.设直线l向右平移的距离为x,线段EF的长为y,且y与x的函数关系如图2所示,则四边形ABCD的周长是 .
(2019年四川省遂宁市)如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的顶点O落在坐标原点,点A.点C分别位于x轴,y轴的正半轴,G为线段OA上一点,将△OCG沿CG翻折,O点恰好落在对角线AC上的点P处,反比例函数y=经过点B.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过C(0,3)、G、A三点,则该二次函数的解析式为 .(填一般式)
【考点】反比例函数图象上点的坐标特征,二次函数的性质,二次函数图象上点的坐标
(2019年广东省深圳市)如图,在中,,,点在上,且轴平分角,求______.
(2019年山东省菏泽市)如图,直线y=﹣x﹣3交x轴于点A,交y轴于点B,点P是x轴上一动点,以点P为圆心,以1个单位长度为半径作⊙P,当⊙P与直线AB相切时,点P的坐标是 .
(2019年辽宁省辽阳市)如图,在平面直角坐标系中,△ABC,△A1B1C1,△A2B2C2,△A3B3C3…△AnBn?n都是等腰直角三角形,点B,B1,B2,B3…Bn都在x轴上,点B1与原点重合,点A,C1,C2,C3…?n都在直线l:y=x+上,点C在y轴上,AB∥A1B1∥A2B2∥…∥AnBn∥y轴,AC∥A1C1∥A2C2∥…∥An?n∥x轴,若点A的横坐标为﹣1,则点?n的纵坐标是 .
(2019年湖南省常德市)规定:如果一个四边形有一组对边平行,一组邻边相等,那么称此四边形为广义菱形.根据规定判断下面四个结论:①正方形和菱形都是广义菱形,②平行四边形是广义菱形,③对角线互相垂直,且两组邻边分别相等的四边形是广义菱形,④若M、N的坐标分别为(0,1),(0,﹣1),P是二次函数y=x2的图象上在第一象限内的任意一点,PQ垂直直线y=﹣1于点Q,则四边形PMNQ是广义菱形.其中正确的是 .(填序号)
三、 解答题
(2019年江苏省无锡市)一次函数的图像与x轴的负半轴相交于点A,与y轴的正半轴相交于点B,且△OAB的外接圆的圆心M的横坐标为-3.
(1)求一次函数的解析式;
(2)求图中阴影部分的面积.
(2019年江苏省泰州市)如图,在平面直角坐标系xOy中,二次函数图象的顶点坐标为(4,﹣3),该图象与x轴相交于点A.B,与y轴相交于点C,其中点A的横坐标为1.
(1)求该二次函数的表达式,
(2)求tan∠ABC.
(2019年湖南省株洲市)如图所示,在平面直角坐标系Oxy中,等腰△OAB的边OB与反比例函数y=(m>0)的图象相交于点C,其中OB=AB,点A在x轴的正半轴上,点B的坐标为(2,4),过点C作CH⊥x轴于点H.
(1)已知一次函数的图象过点O,B,求该一次函数的表达式,
(2)若点P是线段AB上的一点,满足OC=AP,过点P作PQ⊥x轴于点Q,连结OP,记△OPQ的面积为S△OPQ,设AQ=t,T=OH2﹣S△OPQ
①用t表示T(不需要写出t的取值范围),
②当T取最小值时,求m的值.
(2019年辽宁省本溪市)抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(5,0)两点,顶点为C,对称轴交x轴于点D,点P为抛物线对称轴CD上的一动点(点P不与C,D重合).过点C作直线PB的垂线交PB于点E,交x轴于点F.
(1)求抛物线的解析式,
(2)当△PCF的面积为5时,求点P的坐标,
(3)当△PCF为等腰三角形时,请直接写出点P的坐标.
(2019年广东省广州市)如图,在平面直角坐标系xOy中,菱形ABCD的对角线AC与BD交于点P(-1,2),AB⊥x轴于点E,正比例函数y=mx的图像与反比例函数的图像相交于A,P两点。
(1)求m,n的值与点A的坐标;
(2)求证:∽
(3)求的值
【2020赢在中考】数学二轮专题解读与强化训练专题
10 代几综合问题
代几综合题是指以几何元素为背景构造未知量或以代数整数为背景形成几何关系的综合题。涉及知识与园、方程,函数与三角形、四边形等相关知识为主,在方法上把解直角三角形、图形的变换、相似等与代数计算融为一起;在能力考查上体现方程与函数思想、转换思想、数形结合思想、分类讨论等数学思想方法。代几综合题是中考压轴题。 常见类型有:
(1)以一次函数为母图,结合三角形、四边形、圆等图形知识
(2)以二次函数为母图,结合三角形、四边形、圆等图形知识
(3)以反比例函数为母图,结合三角形、四边形、圆等图形知识
当函数与几何图形相结合时,关键是要做好点的坐标与线段长短的相互转换,同时要考虑分类讨论。特别注意分类的原则是不重不漏、最简。
考向一 以一次函数为母图,结合三角形、四边形、圆等图形知识
例1.(2019年浙江省温州市)如图,在平面直角坐标系中,直线y=﹣x+4分别交x轴、y轴于点B,C,正方形AOCD的顶点D在第二象限内,E是BC中点,OF⊥DE于点F,连结OE.动点P在AO上从点A向终点O匀速运动,同时,动点Q在直线BC上从某一点Q1向终点Q2匀速运动,它们同时到达终点.
(1)求点B的坐标和OE的长.
(2)设点Q2为(m,n),当=tan∠EOF时,求点Q2的坐标.
(3)根据(2)的条件,当点P运动到AO中点时,点Q恰好与点C重合.
①延长AD交直线BC于点Q3,当点Q在线段Q2Q3上时,设Q3Q=s,AP=t,求s关于t的函数表达式.
②当PQ与△OEF的一边平行时,求所有满足条件的AP的长.
【考点】一次函数综合题
【思路点拨】(1)令y=0,可得B的坐标,利用勾股定理可得BC的长,进而求出OE的长,
(2)如图1,作辅助线,证明△CDN∽△MEN,得CN=MN=1,计算EN的长,根据面积法可得OF的长,利用勾股定理得OF的长,由=tan∠EOF和n=﹣m+4,可得结论,
(3)①先设s关于t成一次函数关系,设s=kt+b,根据当点P运动到AO中点时,点Q恰好与点C重合,得t=2时,CD=4,DQ3=2,s=2,根据Q3(﹣4,6),Q2(6,1),可得t=4时,s=5,利用待定系数法可得s关于t的函数表达式,
②分三种情况:
(i)当PQ∥OE时,如图2,根据cos∠QBH====,表示BH的长,根据AB=12,列方程可得t的值,
(ii)当PQ∥OF时,如图3,根据tan∠HPQ=tan∠CDN=,列方程为2t﹣2=,可得t的值.
(iii)由图形可知PQ不可能与EF平行.
【解题过程】(1)令y=0,则﹣x+4=0,
∴x=8,
∴B(8,0),
∵C(0,4),
∴OC=4,OB=8,
在Rt△BOC中,BC==4,
又∵E为BC中点,
∴OE=BC=2,
(2)如图1,作EM⊥OC于M,则EM∥CD,
∵E是BC的中点
∴M是OC的中点
∴EM=OB=4,OE=BC=2
∵∠CDN=∠NEM,∠CND=∠MNE
∴△CDN∽△MEN,
∴=1,
∴CN=MN=1,
∴EN==,
∵S△ONE=EN?OF=ON?EM,
∴OF==,
由勾股定理得:EF===,
∴tan∠EOF===,
∴==,
∵n=﹣m+4,
∴m=6,n=1,
∴Q2(6,1),
(3)①∵动点P、Q同时作匀速直线运动,
∴s关于t成一次函数关系,设s=kt+b,
∵当点P运动到AO中点时,点Q恰好与点C重合,
∴t=2时,CD=4,DQ3=2,
∴s=Q3C==2,
∵Q3(﹣4,6),Q2(6,1),
∴t=4时,s==5,
将或代入得,解得:,
∴s=﹣,
②(i)当PQ∥OE时,如图2,∠QPB=∠EOB=∠OBE,
作QH⊥x轴于点H,则PH=BH=PB,
Rt△ABQ3中,AQ3=6,AB=4+8=12,
∴BQ3==6,
∵BQ=6﹣s=6﹣t+=7﹣t,
∵cos∠QBH====,
∴BH=14﹣3t,
∴PB=28﹣6t,
∴t+28﹣6t=12,t=,
(ii)当PQ∥OF时,如图3,过点Q作QG⊥AQ3于点G,过点P作PH⊥GQ于点H,
由△Q3QG∽△CBO得:Q3G:QG:Q3Q=1:2:,
∵Q3Q=s=t﹣,
∴Q3G=t﹣1,GQ=3t﹣2,
∴PH=AG=AQ3﹣Q3G=6﹣(t﹣1)=7﹣t,
∴QH=QG﹣AP=3t﹣2﹣t=2t﹣2,
∵∠HPQ=∠CDN,
∴tan∠HPQ=tan∠CDN=,
∴2t﹣2=,t=,
(iii)由图形可知PQ不可能与EF平行,
综上,当PQ与△OEF的一边平行时,AP的长为或.
【名师点睛】此题是一次函数的综合题,主要考查了:用待定系数法求一次函数关系式,三角形相似的性质和判定,三角函数的定义,勾股定理,正方形的性质等知识,并注意运用分类讨论和数形结合的思想解决问题.
考向二 以二次函数为母图,结合三角形、四边形、圆等图形知识
例2.(2019年湖北省荆州市)如图,在平面直角坐标系中,平行四边形OABC的顶点A,C的坐标分别为(6,0),(4,3),经过B,C两点的抛物线与x轴的一个交点D的坐标为(1,0).
(1)求该抛物线的解析式,
(2)若∠AOC的平分线交BC于点E,交抛物线的对称轴于点F,点P是x轴上一动点,当PE+PF的值最小时,求点P的坐标,
(3)在(2)的条件下,过点A作OE的垂线交BC于点H,点M,N分别为抛物线及其对称轴上的动点,是否存在这样的点M,N,使得以点M,N,H,E为顶点的四边形为平行四边形?若存在,直接写出点M的坐标,若不存在,说明理由.
【考点】二次函数综合题
【思路点拨】(1)由平行四边形OABC的性质求点B坐标,根据抛物线经过点B、C、D用待定系数法求解析式.
(2)由OE平分∠AOC易证得∠COE=∠AOE=∠OEC,故有CE=OC,求得点E坐标,进而求得直线OE解析式.求抛物线对称轴为直线x=7,即求得点F坐标.作点E关于x轴的对称点点E',由于点P在x轴上运动,故有PE=PE',所以当点F、P、E'在同一直线上时,PE+PF=PE'+PF=FE'最小.用待定系数法求直线E'F解析式,即求得E'F与x轴交点P的坐标.
(3)设AH与OE相交于点G,且G的横坐标为t,即能用t表示OG、AG的长,由AH⊥OE于点G,根据勾股定理可得AG2+OG2=OA2,把t代入解方程即求得t的值即求得点G坐标.待定系数法求直线AG解析式,令y=3时求x的值即为点H坐标.故可得HE=9﹣5=4,且点H、E关于直线x=7对称.由于以点M,N,H,E为顶点的平行四边形中,H、E固定,以HE为平行四边形的边或对角线进行分类讨论.①以HE为边时,可得MN∥HE,且MN=HE,故可得点M横坐标为3或11,代入抛物线解析式即求得纵坐标.②以HE为对角线时,根据平行四边形对角线互相平分可得点M在抛物线对称轴上,求顶点即可.
【解题过程】(1)∵平行四边形OABC中,A(6,0),C(4,3)
∴BC=OA=6,BC∥x轴
∴xB=xC+6=10,yB=yC=3,即B(10,3)
设抛物线y=ax2+bx+c经过点B、C、D(1,0)
∴ 解得:
∴抛物线解析式为y=﹣x2+x﹣
(2)如图1,作点E关于x轴的对称点E',连接E'F交x轴于点P
∵C(4,3)
∴OC=
∵BC∥OA
∴∠OEC=∠AOE
∵OE平分∠AOC
∴∠AOE=∠COE
∴∠OEC=∠COE
∴CE=OC=5
∴xE=xC+5=9,即E(9,3)
∴直线OE解析式为y=x
∵直线OE交抛物线对称轴于点F,对称轴为直线:x=﹣7
∴F(7,)
∵点E与点E'关于x轴对称,点P在x轴上
∴E'(9,﹣3),PE=PE'
∴当点F、P、E'在同一直线上时,PE+PF=PE'+PF=FE'最小
设直线E'F解析式为y=kx+h
∴ 解得:
∴直线E'F:y=﹣x+21
当﹣x+21=0时,解得:x=
∴当PE+PF的值最小时,点P坐标为(,0).
(3)存在满足条件的点M,N,使得以点M,N,H,E为顶点的四边形为平行四边形.
设AH与OE相交于点G(t,t),如图2
∵AH⊥OE于点G,A(6,0)
∴∠AGO=90°
∴AG2+OG2=OA2
∴(6﹣t)2+(t)2+t2+(t)2=62
∴解得:t1=0(舍去),t2=
∴G(,)
设直线AG解析式为y=dx+e
∴ 解得:
∴直线AG:y=﹣3x+18
当y=3时,﹣3x+18=3,解得:x=5
∴H(5,3)
∴HE=9﹣5=4,点H、E关于直线x=7对称
①当HE为以点M,N,H,E为顶点的平行四边形的边时,如图2
则HE∥MN,MN=HE=4
∵点N在抛物线对称轴:直线x=7上
∴xM=7+4或7﹣4,即xM=11或3
当x=3时,yM=﹣×9+×9﹣=
∴M(3,)或(11,)
②当HE为以点M,N,H,E为顶点的平行四边形的对角线时,如图3
则HE、MN互相平分
∵直线x=7平分HE,点F在直线x=7上
∴点M在直线x=7上,即M为抛物线顶点
∴yM=﹣×49+×7﹣=4
∴M(7,4)
综上所述,点M坐标为(3,)、(11,)或(7,4).
【名师点睛】本题考查了平行四边形的性质,二次函数的图象与性质,平行线性质,角平分线定义,等腰三角形性质,轴对称求最短路径,解二元一次方程,勾股定理,解一元二次方程.其中第(2)题由轴对称求最短路径和第(3)题已知平行四边形的两顶点固定、求另两个顶点位置,都是函数与几何综合题里的常考题型.
考向三 以反比例函数为母图,结合三角形、四边形、圆等图形知识
例3.(2019年广东省广州市)如图,在平面直角坐标系xOy中,菱形ABCD的对角线AC与BD交于点P(-1,2),AB⊥x轴于点E,正比例函数y=mx的图像与反比例函数的图像相交于A,P两点。
(1)求m,n的值与点A的坐标;
(2)求证:∽
(3)求的值
【考点】待定系数法求一次函数解析式,待定系数法反比例函数解析式,一次函数图象上点的坐标特征,反比例函数图象上点的坐标特征,菱形的性质,相似三角形的判定与性质以,解直角三角形
【思路点拨】(1)根据点P的坐标,利用待定系数法可求出m,n的值,利用正、反比例函数图象的对称性结合点P的坐标找出点A的坐标即可解答;
(2)由菱形的性质可得出AC⊥BD,AB∥CD,利用平行线的性质可得出∠DCP=∠OAE,结合AB⊥x轴可得出∠AEO=∠CPD=90°,进而即可证出△CPD∽△AEO;
(3)由点A的坐标可得出AE,OE,AO的长,由相似三角形的性质可得出∠CDP=∠AOE,再利用正弦的定义即可求出sin∠CDB的值.
【解题过程】(1)∵正比例函数,反比例函数均经过点,
∴,,
解得:,.
∴正比例函数,反比例函数.
又正比例函数与反比例函数均是中心对称图形,则其两个交点也成中心对称点,
∵,
∴点的坐标是.
(2)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,AB∥CD,
∴∠DCP=∠BAP,即∠DCP=∠OAE.
∵AB⊥x轴,
∴∠AEO=∠CPD=90°,
∴△CPD∽△AEO.
(3)∵点的坐标是.
∴,,
∴,
∵,
∴△CPD∽△AEO,
∴.
【名师点睛】本题考查了待定系数法求一次函数解析式、待定系数法反比例函数解析式、一次函数图象上点的坐标特征、反比例函数图象上点的坐标特征、菱形的性质、相似三角形的判定与性质以及解直角三角形,熟练掌握是解题的关键.
一、 选择题
(2019年四川省广元市)如图,点P是菱形ABCD边上的动点,它从点A出发沿A→B→C→D路径匀速运动到点D,设△PAD的面积为y,P点的运动时间为x,则y关于x的函数图象大致为( )
A.B.C.D.
【考点】动点问题的函数图象,菱形的性质
【思路点拨】设菱形的高为h,即是一个定值,再分点P在AB上,在BC上和在CD上三种情况,利用三角形的面积公式列式求出相应的函数关系式,然后选择答案即可.
【解题过程】分三种情况:
①当P在AB边上时,如图1,
设菱形的高为h,
y=AP?h,
∵AP随x的增大而增大,h不变,
∴y随x的增大而增大,
故选项C和D不正确,
②当P在边BC上时,如图2,
y=AD?h,
AD和h都不变,
∴在这个过程中,y不变,
故选项B不正确,
③当P在边CD上时,如图3,
y=PD?h,
∵PD随x的增大而减小,h不变,
∴y随x的增大而减小,
∵P点从点A出发沿在A→B→C→D路径匀速运动到点D,
∴P在三条线段上运动的时间相同,
故选项A正确,
故选:A.
【名师点睛】本题考查了动点问题的函数图象,菱形的性质,根据点P的位置的不同,分三段求出△PAD的面积的表达式是解题的关键.
(2019年湖南省娄底市)如图,⊙O的半径为2,双曲线的解析式分别为y=,则阴影部分的面积是( )
A.4π B.3π C.2π D.π
【考点】反比例函数系数k的几何意义,扇形面积的计算
【思路点拨】根据反比例函数的对称性得出图中阴影部分的面积为半圆面积,进而求出即可.
【解题过程】双曲线y=的图象关于x轴对称,
根据图形的对称性,把第二象限和第四象限的阴影部分的面积拼到第一和第三象限中的阴影中,可以得到阴影部分就是一个扇形,
并且扇形的圆心角为180°,半径为2,
所以:S阴影==2π.
故选:C.
【名师点睛】本题考查的是反比例函数,题目中的两条双曲线关于x轴对称,圆也是一个对称图形,可以得到图中阴影部分的面积等于圆心角为180°,半径为2的扇形的面积,用扇形面积公式计算可以求出阴影部分的面积.
(2019年四川省乐山市)如图,抛物线y=x2﹣4与x轴交于A.B两点,P是以点C(0,3)为圆心,2为半径的圆上的动点,Q是线段PA的中点,连结OQ.则线段OQ的最大值是( )
A.3 B. C. D.4
【考点】抛物线与x轴的交点,线段的性质:两点之间线段最短,三角形中位线定理,点与圆的位置关系
【思路点拨】连接BP,如图,先解方程x2﹣4=0得A(﹣4,0),B(4,0),再判断OQ为△ABP的中位线得到OQ=BP,利用点与圆的位置关系,BP过圆心C时,PB最大,如图,点P运动到P′位置时,BP最大,然后计算出BP′即可得到线段OQ的最大值.
【解题过程】连接BP,如图,
当y=0时,x2﹣4=0,解得x1=4,x2=﹣4,则A(﹣4,0),B(4,0),
∵Q是线段PA的中点,
∴OQ为△ABP的中位线,
∴OQ=BP,
当BP最大时,OQ最大,
而BP过圆心C时,PB最大,如图,点P运动到P′位置时,BP最大,
∵BC==5,
∴BP′=5+2=7,
∴线段OQ的最大值是.
故选:C.
【名师点睛】本题考查了点与圆的位置关系:点的位置可以确定该点到圆心距离与半径的关系,反过来已知点到圆心距离与半径的关系可以确定该点与圆的位置关系.也考查了三角形中位线.
(2019年山东省聊城市)如图,在Rt△ABO中,∠OBA=90°,A(4,4),点C在边AB上,且=,点D为OB的中点,点P为边OA上的动点,当点P在OA上移动时,使四边形PDBC周长最小的点P的坐标为( )
A.(2,2) B.(,) C.(,) D.(3,3)
【考点】等腰直角三角形的性质,轴对称﹣最短路线问题,坐标与图形变化﹣平移,求一次函数的解析式
【思路点拨】根据已知条件得到AB=OB=4,∠AOB=45°,求得BC=3,OD=BD=2,得到D(0,2),C(4,3),作D关于直线OA的对称点E,连接EC交OA于P,则此时,四边形PDBC周长最小,E(0,2),求得直线EC的解析式为y=x+2,解方程组即可得到结论.
【解题过程】∵在Rt△ABO中,∠OBA=90°,A(4,4),
∴AB=OB=4,∠AOB=45°,
∵=,点D为OB的中点,
∴BC=3,OD=BD=2,
∴D(0,2),C(4,3),
作D关于直线OA的对称点E,连接EC交OA于P,
则此时,四边形PDBC周长最小,E(0,2),
∵直线OA 的解析式为y=x,
设直线EC的解析式为y=kx+b,
∴,
解得:,
∴直线EC的解析式为y=x+2,
解得,,
∴P(,),
故选:C.
【名师点睛】本题考查了轴对称﹣最短路线问题,等腰直角三角形的性质,正确的找到P点的位置是解题的关键.
(2019年重庆市(a卷))如图,在平面直角坐标系中,矩形ABCD的顶点A,D分别在x轴、y轴上,对角线BD∥x轴,反比例函数y=(k>0,x>0)的图象经过矩形对角线的交点E.若点A(2,0),D(0,4),则k的值为( )
A.16 B.20 C.32 D.40
【考点】反比例函数的性质,反比例函数图象上点的坐标特征,矩形的性质
【思路点拨】根据平行于x轴的直线上任意两点纵坐标相同,可设B(x,4).利用矩形的性质得出E为BD中点,∠DAB=90°.根据线段中点坐标公式得出E(x,4).
由勾股定理得出AD2+AB2=BD2,列出方程22+42+(x﹣2)2+42=x2,求出x,得到E点坐标,代入y=,利用待定系数法求出k.
【解题过程】∵BD∥x轴,D(0,4),
∴B、D两点纵坐标相同,都为4,
∴可设B(x,4).
∵矩形ABCD的对角线的交点为E,
∴E为BD中点,∠DAB=90°.
∴E(x,4).
∵∠DAB=90°,
∴AD2+AB2=BD2,
∵A(2,0),D(0,4),B(x,4),
∴22+42+(x﹣2)2+42=x2,
解得x=10,
∴E(5,4).
∵反比例函数y=(k>0,x>0)的图象经过点E,
∴k=5×4=20.
故选:B.
【名师点睛】本题考查了矩形的性质,勾股定理,反比例函数图象上点的坐标特征,线段中点坐标公式等知识,求出E点坐标是解题的关键.
(2019年广西桂林市)如图,四边形ABCD的顶点坐标分别为A(﹣4,0),B(﹣2,﹣1),C(3,0),D(0,3),当过点B的直线l将四边形ABCD分成面积相等的两部分时,直线l所表示的函数表达式为( )
A.y=x+ B.y=x+ C.y=x+1 D.y=x+
【考点】一次函数图象上点的坐标特征,待定系数法求一次函数解析式
【思路点拨】由已知点可求四边形ABCD分成面积=AC×(|yB|+3)==14,求出CD的直线解析式为y=﹣x+3,设过B的直线l为y=kx+b,并求出两条直线的交点,直线l与x轴的交点坐标,根据面积有7=×(3﹣)×(+1),即可求k,
【解题过程】由A(﹣4,0),B(﹣2,﹣1),C(3,0),D(0,3),
∴AC=7,DO=3,
∴四边形ABCD分成面积=AC×(|yB|+3)==14,
可求CD的直线解析式为y=﹣x+3,
设过B的直线l为y=kx+b,
将点B代入解析式得y=kx+2k﹣1,
∴直线CD与该直线的交点为(,),
直线y=kx+2k﹣1与x轴的交点为(,0),
∴7=×(3﹣)×(+1),
∴k=或k=0,
∴k=,
∴直线解析式为y=x+,
故选:D.
【名师点睛】本题考查一次函数的解析式求法,掌握平面内点的坐标与四边形面积的关系,熟练待定系数法求函数解析式的方法是解题的关键.
二、 、填空题
(2019年江苏省泰州市)如图,⊙O的半径为5,点P在⊙O上,点A在⊙O内,且AP=3,过点A作AP的垂线交⊙O于点B、C.设PB=x,PC=y,则y与x的函数表达式为 .
【考点】圆心角、弧、弦的关系,圆周角定理,相似三角形的判定和性质
【思路点拨】连接PO并延长交⊙O于D,连接BD,根据圆周角定理得到∠C=∠D,∠PBD=90°,求得∠PAC=∠PBD,根据相似三角形的性质即可得到结论.
【解题过程】连接PO并延长交⊙O于D,连接BD,
则∠C=∠D,∠PBD=90°,
∵PA⊥BC,
∴∠PAC=90°,
∴∠PAC=∠PBD,
∴△PAC∽△PBD,
∴=,
∵⊙O的半径为5,AP=3,PB=x,PC=y,
∴=,
∴y=,
故答案为:y=.
【名师点睛】本题考查了圆周角定理,相似三角形的判定和性质,正确的作出辅助线是解题的关键.
(2019年四川省乐山市)如图1,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠B=30°,直线l⊥AB.当直线l沿射线BC方向,从点B开始向右平移时,直线l与四边形ABCD的边分别相交于点E、F.设直线l向右平移的距离为x,线段EF的长为y,且y与x的函数关系如图2所示,则四边形ABCD的周长是 .
【考点】动点问题的函数图象,等边三角形
【思路点拨】根据题意和函数图象中的数据,可以得到AB、BC、AD的长,再根据平行线的性质和图形中的数据可以得到CD的长,从而可以求得四边形ABCD的周长.
【解题过程】∵∠B=30°,直线l⊥AB,
∴BE=2EF,
由图可得,
AB=4cos30°=4×=2,
BC=5,
AD=7﹣4=3,
当EF平移到点F与点D重合时,如右图所示,
∵∠EFB=60°,
∴∠DEC=60°,
∵DE=CE=2,
∴△DEC为等边三角形,
∴CD=2.
∴四边形ABCD的周长是:AB+BC+AD+CD=2+5+3+2=10+2,
故答案为:10+2.
【名师点睛】本题考查动点问题的函数图象,解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想解答.
(2019年四川省遂宁市)如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的顶点O落在坐标原点,点A.点C分别位于x轴,y轴的正半轴,G为线段OA上一点,将△OCG沿CG翻折,O点恰好落在对角线AC上的点P处,反比例函数y=经过点B.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过C(0,3)、G、A三点,则该二次函数的解析式为 .(填一般式)
【考点】反比例函数图象上点的坐标特征,二次函数的性质,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,二次函数的三种形式,矩形的性质,翻折变换(折叠问题)
【思路点拨】点C(0,3),反比例函数y=经过点B,则点B(4,3),由勾股定理得:(4﹣x)2=4+x2,故点G(,0),将点C、G、A坐标代入二次函数表达式,即可求解.
【解题过程】点C(0,3),反比例函数y=经过点B,则点B(4,3),
则OC=3,OA=4,
∴AC=5,
设OG=PG=x,则GA=4﹣x,PA=AC﹣CP=AC﹣OC=5﹣3=2,
由勾股定理得:(4﹣x)2=4+x2,
解得:x=,故点G(,0),
将点C、G、A坐标代入二次函数表达式得:,解得:,
故答案为:y=x2﹣x+3.
【名师点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到矩形基本性质、反比例函数基本性质与应用,其中用勾股定理求OG的长度,是本题解题的关键.
(2019年广东省深圳市)如图,在中,,,点在上,且轴平分角,求______.
【考点】反比例函数的性质,相似三角形的判定与性质
【思路点拨】作轴,证明△COD∽△AED,求得AE=1,再证明△CBO∽△BAE,求得OE=,进而可求出k的值.
【解题过程】如图所示:作轴
由题意:可证
又∵
∴
令,则
∵轴平分
∴
∵轴
∴可证
则,即,解得:
∴
故.
【名师点睛】本题考查解直角三角形、坐标与图形的性质、相似三角形的判定和性质等知识,解题的关键是正确寻找相似三角形解决问题,属于中考选择题中的压轴题.
(2019年山东省菏泽市)如图,直线y=﹣x﹣3交x轴于点A,交y轴于点B,点P是x轴上一动点,以点P为圆心,以1个单位长度为半径作⊙P,当⊙P与直线AB相切时,点P的坐标是 .
【考点】相似三角形的判定和性质,一次函数图象上点的坐标特征,切线的判定与性质
【思路点拨】根据函数解析式求得A(﹣4,0),B(0.﹣3),得到OA=4,OB=3,根据勾股定理得到AB=5,设⊙P与直线AB相切于D,连接PD,则PD⊥AB,PD=1,根据相似三角形的性质即可得到结论.
【解题过程】∵直线y=﹣x﹣3交x轴于点A,交y轴于点B,
∴令x=0,得y=﹣3,令y=0,得x=﹣4,
∴A(﹣4,0),B(0.﹣3),
∴OA=4,OB=3,
∴AB=5,
设⊙P与直线AB相切于D,
连接PD,
则PD⊥AB,PD=1,
∵∠ADP=∠AOB=90°,∠PAD=∠BAO,
∴△APD∽△ABO,
∴=,
∴=,
∴AP=,
∴OP=或OP=,
∴P(﹣,0)或P(﹣,0),
故答案为:(﹣,0)或P(﹣,0).
【名师点睛】本题考查了切线的判定和性质,一次函数图形上点的坐标特征,相似三角形的判定和性质,正确的理解题意是解题的关键.
(2019年辽宁省辽阳市)如图,在平面直角坐标系中,△ABC,△A1B1C1,△A2B2C2,△A3B3C3…△AnBn?n都是等腰直角三角形,点B,B1,B2,B3…Bn都在x轴上,点B1与原点重合,点A,C1,C2,C3…?n都在直线l:y=x+上,点C在y轴上,AB∥A1B1∥A2B2∥…∥AnBn∥y轴,AC∥A1C1∥A2C2∥…∥An?n∥x轴,若点A的横坐标为﹣1,则点?n的纵坐标是 .
【考点】规律型:点的坐标,一次函数图象上点的坐标特征,相似三角形的判定与性质
【思路点拨】分别求出C1,C2,C3,C4,…,探究规律,利用规律解决问题即可.
【解题过程】由题意A(﹣1,1),可得C(0,1),
设C1(m,m),则m=m+,解得m=2,
∴C1(2,2),
设C2(n,n﹣2),则n﹣2=n+,解得n=5,
∴C2(5,3),
设C3(a,a﹣5),则a﹣5=a+,解得a=,
∴C3(,),同法可得C4(,),…,?n的纵坐标为,
故答案为.
【名师点睛】本题考查等腰直角三角形的性质,一次函数的应用,规律型问题等知识,解题的关键是学会探究规律的方法,属于中考填空题中的压轴题.
(2019年湖南省常德市)规定:如果一个四边形有一组对边平行,一组邻边相等,那么称此四边形为广义菱形.根据规定判断下面四个结论:①正方形和菱形都是广义菱形,②平行四边形是广义菱形,③对角线互相垂直,且两组邻边分别相等的四边形是广义菱形,④若M、N的坐标分别为(0,1),(0,﹣1),P是二次函数y=x2的图象上在第一象限内的任意一点,PQ垂直直线y=﹣1于点Q,则四边形PMNQ是广义菱形.其中正确的是 .(填序号)
【考点】二次函数的性质,二次函数图象上点的坐标特征,平行四边形的性质,菱形的判定与性质,正方形的性质
【思路点拨】①根据广义菱形的定义,正方形和菱形都有一组对边平行,一组邻边相等,①正确,
②平行四边形有一组对边平行,没有一组邻边相等,②错误,
③由给出条件无法得到一组对边平行,③错误,
④设点P(m,m2),则Q(m,﹣1),由股沟定理可得PQ=MP=+1,MP=PQ和MN∥PQ,所以四边形PMNQ是广义菱形.④正确,
【解题过程】①根据广义菱形的定义,正方形和菱形都有一组对边平行,一组邻边相等,①正确,
②平行四边形有一组对边平行,没有一组邻边相等,②错误,
③由给出条件无法得到一组对边平行,③错误,
④设点P(m,m2),则Q(m,﹣1),
∴MP==,PQ=+1,
∵点P在第一象限,
∴m>0,
∴MP=+1,
∴MP=PQ,
又∵MN∥PQ,
∴四边形PMNQ是广义菱形.
④正确,
故答案为①④,
【名师点睛】本题考查新定义,二次函数的性质,特殊四边形的性质,熟练掌握平行四边形,菱形,二次函数的图象及性质,将广义菱形的性质转化为已学知识是求解的关键.
三、 、解答题
(2019年江苏省无锡市)一次函数的图像与x轴的负半轴相交于点A,与y轴的正半轴相交于点B,且△OAB的外接圆的圆心M的横坐标为-3.
(1)求一次函数的解析式;
(2)求图中阴影部分的面积.
【考点】解直角三角形的应用,垂径定理,扇形面积,待定系数法求一次函数解析式
【思路点拨】(1)作,由垂径定理可和为中点,从而得MN=OA,继而可得点A坐标,再根据sin∠ABO= ,可得∠ABO=60°,继而可求得点B坐标,然后利用待定系数法进行求解即可;
(2)连接OM,由S阴影=S扇形MAO-S△AMO代入相关数据进行求解即可得.
【解题过程】(1)作,
∵M为圆心,
∴为中点,ON=OB,
∴MN=OA,
∵MN=3,
∴OA=6,即A(-6,0),
∵sin∠ABO= ,
∴∠ABO=60°,
∵tan∠ABO=,OA=6,
∴OB==,即B(0,),
设,将A.B代入得
,解得:,
所以直线AB的解析式为:;
(2)连接OM,
∵∠ABO=60°,
∴∠AMO=120°,∠BAO=30°,
∴AB=2OB=4,∴AM=2,
∴S阴影=S扇形MAO-S△AMO==.
【名师点睛】本题考查了解直角三角形的应用,垂径定理,扇形面积,待定系数法求一次函数解析式等知识,正确添加辅助线,熟练掌握和灵活运用相关知识是解题的关键.
(2019年江苏省泰州市)如图,在平面直角坐标系xOy中,二次函数图象的顶点坐标为(4,﹣3),该图象与x轴相交于点A.B,与y轴相交于点C,其中点A的横坐标为1.
(1)求该二次函数的表达式,
(2)求tan∠ABC.
【考点】二次函数的性质,待定系数法求二次函数解析式,抛物线与x轴的交点,解直角三角形
【思路点拨】(1)由题意可设抛物线解析式为:y=a(x﹣4)2﹣3,将A(1,0)代入解析式来求a的值.
(2)由锐角三角函数定义解答.
【解题过程】(1)由题意可设抛物线解析式为:y=a(x﹣4)2﹣3,(a≠0).
把A(1,0)代入,得0=a(1﹣4)2﹣3,
解得a=.
故该二次函数解析式为y=(x﹣4)2﹣3,
(2)令x=0,则y=(0﹣4)2﹣3=.则OC=.
因为二次函数图象的顶点坐标为(4,﹣3),A(1,0),则点B与点A关系直线x=4对称,
所以B(7,0).
所以OB=7.
所以tan∠ABC===,即tan∠ABC=.
【名师点睛】考查了抛物线与x轴的交点,二次函数的性质,待定系数法确定函数关系式以及解直角三角形.解题时,充分利用了二次函数图象的对称性质.
(2019年湖南省株洲市)如图所示,在平面直角坐标系Oxy中,等腰△OAB的边OB与反比例函数y=(m>0)的图象相交于点C,其中OB=AB,点A在x轴的正半轴上,点B的坐标为(2,4),过点C作CH⊥x轴于点H.
(1)已知一次函数的图象过点O,B,求该一次函数的表达式,
(2)若点P是线段AB上的一点,满足OC=AP,过点P作PQ⊥x轴于点Q,连结OP,记△OPQ的面积为S△OPQ,设AQ=t,T=OH2﹣S△OPQ
①用t表示T(不需要写出t的取值范围),
②当T取最小值时,求m的值.
【考点】反比例函数综合题
【思路点拨】(1)将点O、B的坐标代入一次函数表达式:y=kx,即可求解,
(2)①sin∠APQ===sinα=,则PA=a=t,则点C(t,2t),T=OH2﹣S△OPQ=(OC?sinα)2﹣×(4﹣t)×2t=4t2﹣4t,②当t=时,T取得最小值,而点C(t,2t),即可求解.
【解题过程】(1)将点O、B的坐标代入一次函数表达式:y=kx得:4=2k,
解得:k=2,
故一次函数表达式为:y=2x,
(2)①过点B作BM⊥OA,
则∠OCH=∠QPA=∠OAB=∠ABM=α,
则tanα=,sinα=,
∵OB=AB,则OM=AM=2,则点A(4,0),
设:AP=a,则OC=a,
在△APQ中,sin∠APQ===sinα=,
同理PQ==2t,
则PA=a=t,OC=t,
则点C(t,2t),
T=OH2﹣S△OPQ=(OC?sinα)2﹣×(4﹣t)×2t=4t2﹣4t,
②∵4>0,∴T有最小值,当t=时,
T取得最小值,
而点C(t,2t),
故:m=t×2t=.
【名师点睛】本题为反比例函数综合运用题,涉及到等腰三角形性质、解直角三角形、一次函数等知识,其中(2)①,确定点C的坐标,是本题解题的关键.
(2019年辽宁省本溪市)抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(5,0)两点,顶点为C,对称轴交x轴于点D,点P为抛物线对称轴CD上的一动点(点P不与C,D重合).过点C作直线PB的垂线交PB于点E,交x轴于点F.
(1)求抛物线的解析式,
(2)当△PCF的面积为5时,求点P的坐标,
(3)当△PCF为等腰三角形时,请直接写出点P的坐标.
【考点】二次函数综合题
【思路点拨】(1)函数的表达式为:y=(x+1)(x﹣5),即可求解,
(2)确定PB、CE的表达式,联立求得点F(2﹣,0),S△PCF=×PC×DF=(2﹣m)(2﹣﹣2)=5,即可求解,
(3)分当CP=CF、CP=PF、CP=PF三种情况,分别求解即可.
【解题过程】(1)函数的表达式为:y=(x+1)(x﹣5)=﹣x2+x+,
(2)抛物线的对称轴为x=2,则点C(2,2),
设点P(2,m),
将点P、B的坐标代入一次函数表达式:y=sx+t并解得:
函数PB的表达式为:y=﹣mx+…①,
∵CE⊥PE,故直线CE表达式中的k值为,
将点C的坐标代入一次函数表达式,
同理可得直线CE的表达式为:y=…②,
联立①②并解得:x=2﹣,
故点F(2﹣,0),
S△PCF=×PC×DF=(|2﹣m|)(|2﹣﹣2|)=5,
解得:m=5或﹣3,
故点P(2,﹣3)或(2,5),
(3)由(2)确定的点F的坐标得:
CP2=(2﹣m)2,CF2=()2+4,PF2=()2+m2,
①当CP=CF时,即:(2﹣m)2=()2+4,解得:m=0或(0舍去),
②当CP=PF时,同理可得:m=,
③当CF=PF时,同理可得:m=±2(舍去2),
故点P(2,)或(2,﹣2)或(2,)或(2,)
【名师点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数、等腰三角形性质、图形的面积计算等,其中(3),要注意分类求解,避免遗漏.
(2019年广东省广州市)如图,在平面直角坐标系xOy中,菱形ABCD的对角线AC与BD交于点P(-1,2),AB⊥x轴于点E,正比例函数y=mx的图像与反比例函数的图像相交于A,P两点。
(1)求m,n的值与点A的坐标;
(2)求证:∽
(3)求的值
【考点】待定系数法求一次函数解析式,待定系数法反比例函数解析式,一次函数图象上点的坐标特征,反比例函数图象上点的坐标特征,菱形的性质,相似三角形的判定与性质以,解直角三角形
【思路点拨】(1)根据点P的坐标,利用待定系数法可求出m,n的值,利用正、反比例函数图象的对称性结合点P的坐标找出点A的坐标即可解答;
(2)由菱形的性质可得出AC⊥BD,AB∥CD,利用平行线的性质可得出∠DCP=∠OAE,结合AB⊥x轴可得出∠AEO=∠CPD=90°,进而即可证出△CPD∽△AEO;
(3)由点A的坐标可得出AE,OE,AO的长,由相似三角形的性质可得出∠CDP=∠AOE,再利用正弦的定义即可求出sin∠CDB的值.
【解题过程】(1)∵正比例函数,反比例函数均经过点,
∴,,
解得:,.
∴正比例函数,反比例函数.
又正比例函数与反比例函数均是中心对称图形,则其两个交点也成中心对称点,
∵,
∴点的坐标是.
(2)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,AB∥CD,
∴∠DCP=∠BAP,即∠DCP=∠OAE.
∵AB⊥x轴,
∴∠AEO=∠CPD=90°,
∴△CPD∽△AEO.
(3)∵点的坐标是.
∴,,
∴,
∵,
∴△CPD∽△AEO,
∴.
【名师点睛】本题考查了待定系数法求一次函数解析式、待定系数法反比例函数解析式、一次函数图象上点的坐标特征、反比例函数图象上点的坐标特征、菱形的性质、相似三角形的判定与性质以及解直角三角形,熟练掌握是解题的关键.