中考数学 以二次函数为基架的压轴题解题通法研究及典型题剖析Word格式.docx
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由于有两个定点,所以该三角形有一定边(其长度可利用两点间距离公式计算),只需另两边的和最小即可。
8.三角形面积的最大值问题:
① “抛物线上是否存在一点,使之和一条定线段构成的三角形面积最大”的问题(简称“一边固定两边动的问题”):
(方法1)先利用两点间的距离公式求出定线段的长度;
然后再利用上面3的方法,求出抛物线上的动点到该定直线的最大距离。
最后利用三角形的面积公式
底·
高。
即可求出该三角形面积的最大值,同时在求解过程中,切点即为符合题意要求的点。
(方法2)过动点向y轴作平行线找到与定线段(或所在直线)的交点,从而把动三角形分割成两个基本模型的三角形,动点坐标一母示后,进一步可得到
,转化为一个开口向下的二次函数问题来求出最大值。
② “三边均动的动三角形面积最大”的问题(简称“三边均动”的问题):
先把动三角形分割成两个基本模型的三角形(有一边在x轴或y轴上的三角形,或者有一边平行于x轴或y轴的三角形,称为基本模型的三角形)面积之差,设出动点在x轴或y轴上的点的坐标,而此类题型,题中一定含有一组平行线,从而可以得出分割后的一个三角形与图中另一个三角形相似(常为图中最大的那一个三角形)。
利用相似三角形的性质(对应边的比等于对应高的比)可表示出分割后的一个三角形的高。
从而可以表示出动三角形的面积的一个开口向下的二次函数关系式,相应问题也就轻松解决了。
9.“一抛物线上是否存在一点,使之和另外三个定点构成的四边形面积最大的问题”:
由于该四边形有三个定点,从而可把动四边形分割成一个动三角形与一个定三角形(连结两个定点,即可得到一个定三角形)的面积之和,所以只需动三角形的面积最大,就会使动四边形的面积最大,而动三角形面积最大值的求法及抛物线上动点坐标求法与7相同。
10、“定四边形面积的求解”问题:
有两种常见解决的方案:
方案
(一):
连接一条对角线,分成两个三角形面积之和;
方案
(二):
过不在x轴或y轴上的四边形的一个顶点,向x轴(或y轴)作垂线,或者把该点与原点连结起来,分割成一个梯形(常为直角梯形)和一些三角形的面积之和(或差),或几个基本模型的三角形面积的和(差)
11.“两个三角形相似”的问题:
12.“某函数图象上是否存在一点,使之与另两个定点构成等腰三角形”的问题:
首先弄清题中是否规定了哪个点为等腰三角形的顶点。
(若某边底,则只有一种情况;
若某边为腰,有两种情况;
若只说该三点构成等腰三角形,则有三种情况)。
先借助于动点所在图象的解析式,表示出动点的坐标(一母示),按分类的情况,分别利用相应类别下两腰相等,使用两点间的距离公式,建立方程。
解出此方程,即可求出动点的横坐标,再借助动点所在图象的函数关系式,可求出动点纵坐标,注意去掉不合题意的点(就是不能构成三角形这个题意)。
13、“某图象上是否存在一点,使之与另外三个点构成平行四边形”问题:
这类问题,在题中的四个点中,至少有两个定点,用动点坐标“一母示”分别设出余下所有动点的坐标(若有两个动点,显然每个动点应各选用一个参数字母来“一母示”出动点坐标),任选一个已知点作为对角线的起点,列出所有可能的对角线(显然最多有3条),此时与之对应的另一条对角线也就确定了,然后运用中点坐标公式,求出每一种情况两条对角线的中点坐标,由平行四边形的判定定理可知,两中点重合,其坐标对应相等,列出两个方程,求解即可。
进一步有:
① 若是否存在这样的动点构成矩形呢?
先让动点构成平行四边形,再验证两条对角线相等否?
若相等,则所求动点能构成矩形,否则这样的动点不存在。
② 若是否存在这样的动点构成棱形呢?
先让动点构成平行四边形,再验证任意一组邻边相等否?
若相等,则所求动点能构成棱形,否则这样的动点不存在。
③ 若是否存在这样的动点构成正方形呢?
先让动点构成平行四边形,再验证任意一组邻边是否相等?
和两条对角线是否相等?
若都相等,则所求动点能构成正方形,否则这样的动点不存在。
14.“抛物线上是否存在一点,使两个图形的面积之间存在和差倍分关系”的问题:
(此为“单动问题”〈即定解析式和动图形相结合的问题〉,后面的19实为本类型的特殊情形。
)
先用动点坐标“一母示”的方法设出直接动点坐标,分别表示(如果图形是动图形就只能表示出其面积)或计算(如果图形是定图形就计算出它的具体面积),然后由题意建立两个图形面积关系的一个方程,解之即可。
(注意去掉不合题意的点),如果问题中求的是间接动点坐标,那么在求出直接动点坐标后,再往下继续求解即可。
15.“某图形〈直线或抛物线〉上是否存在一点,使之与另两定点构成直角三角形”的问题:
若夹直角的两边与y轴都不平行:
先设出动点坐标(一母示),视题目分类的情况,分别用斜率公式算出夹直角的两边的斜率,再运用两直线(没有与y轴平行的直线)垂直的斜率结论(两直线的斜率相乘等于-1),得到一个方程,解之即可。
若夹直角的两边中有一边与y轴平行,此时不能使用斜率公式。
补救措施是:
过余下的那一个点(没在平行于y轴的那条直线上的点)直接向平行于y的直线作垂线或过直角点作平行于y轴的直线的垂线与另一相关图象相交,则相关点的坐标可轻松搞定。
16.“某图象上是否存在一点,使之与另两定点构成等腰直角三角形”的问题。
① 若定点为直角顶点,先用k点法求出另一直角边所在直线的解析式(如斜率不存在,根据定直角点,可以直接写出另一直角边所在直线的方程),利用该解析式与所求点所在的图象的解析式组成方程组,求出交点坐标,再用两点间的距离公式计算出两条直角边等否?
若等,该交点合题,反之不合题,舍去。
② 若动点为直角顶点:
先利用k点法求出定线段的中垂线的解析式,再把该解析式与所求点所在图象的解析式组成方程组,求出交点坐标,再分别计算出该点与两定点所在的两条直线的斜率,把这两个斜率相乘,看其结果是否为-1?
若为-1,则就说明所求交点合题;
反之,舍去。
17.“题中含有两角相等,求相关点的坐标或线段长度”等的问题:
题中含有两角相等,则意味着应该运用三角形相似来解决,此时寻找三角形相似中的基本模型“A”或“X”是关键和突破口。
二、常用公式或结论———破解函数难题的基石
1.
横线段的长=横标之差的绝对值=
=
纵线段的长=纵标之差的绝对值=
(2)点轴距离:
点P(
,
)到X轴的距离为
,到Y轴的距离为
。
(3)两点间的距离公式:
若A(
),B(
),则AB=
(4)点到直线的距离:
)到直线Ax+By+C=0(其中常数A,B,C最好化为整系数,也方便计算)的距离为:
或
(5)中点坐标公式:
),B(
),则线段AB的中点坐标为(
(6)直线的斜率公式:
,则直线AB的斜率为:
(7)两直线平行的结论:
已知直线
①若
②
若
(8)两直线垂直的结论:
②若
(9)由特殊数据得到或猜想的结论:
①
已知点的坐标或线段的长度中若含有
、
等敏感数字信息,那很可能有特殊角出现。
②在抛物线的解析式求出后,要高度关注交点三角形和顶点三角形的形状,若有特殊角出现,那很多问题就好解决。
③还要高度关注已知或求出的直线解析式中的斜
率k的值,
,则直线与X轴的夹角为
;
则直线与X轴的夹角为
这对计算线段长度或或点的坐标或三角形相似等问题创造条件。
三、中考二次函数压轴题分析
例1
如图,抛物线y=x
2+bx+c(c<0)与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,顶点为D,且OB=OC=3.点E为线段BD上的一个动点,EF⊥x轴于F.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当∠CEF=∠ABD时,求点E的坐标;
(3)是否存在点E,使△ECF为直角三角形?
若存在,求点E的坐标;
若不存在,请说明理由.
解:
(1)∵OB=OC=3,c<0,∴B(3,0),C(0,-3)
∴y=x
2+bx-3,把B(3,0)代入得:
0=9+3b-3,∴b=-2
∴抛物线的解析式为y=x
2-2x-3
(2)作DG⊥x轴于G,CH⊥EF于H
∵y=x
2-2x-3=(
x-1
)2-4,∴D(1,-4)
∴DG=4,BG=3-1=2
设直线BD的解析式为y=kx+n
∴3k+n=0k+n=-4
解得
k=2n=-6
∴直线BD的解析式为y=2x-6
设E(m,2m-6)
∵EF⊥x轴,∴CH=m,EH=-(
2m-6
)-3
∵∠CEF=∠ABD,∴tan∠CEF=tan∠ABD
∴CHEH
=
DGBG
42
=2,∴m-(2m-6)-3
=2
解得m=
65
,∴E(
,-
185
(3)①若∠CEF=90°
,则CE∥x轴
∴点E的纵坐标为-3,代入y=2x-6
-3=2x-6,∴x=
32
∴E1(
32
,-3)
②若∠ECF=90°
,作CH⊥EF于H
则△CHE∽△FCH,∴CHEH
FHCH
∴m-(2m-6)-3
3m
,解得m=-3±
32
∵1≤m<3,∴m=32-3
∴E2(32-3,62-12)
综上所述,E点坐标为E1(
,-3),E2(32-3,62-12)
例2
如图,直线l:
y=
34
x+m与x轴、y轴分别交于点A和点B(0,-1),抛物线y=
12
x
2+bx+c经过点B,与直线l的另一个交点为C(4,n).
(Ⅰ)求n的值和抛物线的解析式;
(Ⅱ)点D在抛物线上,DE∥y轴交直线l于点E,点F在直线l上,且四边形DFEG为矩形.设点D的横坐标为t(0<t<4),矩形DFEG的周长为p,求p与t的函数关系式以及p的最大值
(Ⅲ)将△AOB绕平面内某点M逆时针旋转90°
得到△A1O1B1(点A1、O1、B1分别与点A、O、B对应),若△A1O1B1的两个顶点恰好落在抛物线上,请直接写出点A1的坐标.
(Ⅰ)∵直线l:
x+m经过点B(0,-1),∴m=-1
∴直线l的解析式为y=
x-1
∵直线l:
x-1经过点C(4,n)
∴n=
×
4-1=2
∵抛物线y=
2+bx+c经过点B(0,-1)和点C(4,2)
∴12
c=-1×
42+4b+c=2
54
b=-c=-1
∴抛物线的解析式为y=
2-
(Ⅱ)∵直线l:
x-1与x轴交于点A
∴A(43
,0),∴OA=
43
∵B(0,-1),∴OB=1,AB=OA2+OB2
53
∵DE∥y轴,∴∠OBA=∠FED
又∠DFE=∠AOB=90°
,∴△OAB∽△FDE
∴OAFD
OBFE
ABDE
,∴43
FD
1FE
53
DE
∴FD=
45
DE,FE=
35
DE
∴p=2(
FD+FE
)=2(
DE+35
)=
145
∵点D在抛物线上,点D的横坐标为t,∴D(t,12
t
t-1)
∴E(t,34
t-1),且0<t
<4
∴DE=
t-1-(
t-1
)=-
2+2t
∴p=
(-
2+2t
75
2+
285
t(0<t
<4)
∵p=-
t=-
(
t-2
)2+
285
∴当t=2时,p有最大值
(Ⅲ)A1(34
3196
)或A1(-
712
29288
提示:
∵△AOB绕平面内某点M逆时针旋转90°
得到△A1O1B1(点A1、O1、B1分别与点A、O、B对应)且△A1O1B1的两个顶点恰好落在抛物线上
∴顶点O1、B1落在抛物线上或顶点A1、B1落在抛物线上
①当O1、B1落在抛物线上时,则A1O1∥y轴,O1B1∥x轴
∴O1、B1关于抛物线的对称轴对称
∵y=
x-1=
x-
)2-
5732
∴抛物线的对称轴为直线x=
54
∵O1B1=OB=1,
∴点O1的横坐标为:
-
34
当x=
时,y=
)2
-1=-
5332
∴O1(34
5332
∵A1O1=AO=
43
,∴点A1的纵坐标为:
=-
∴A1(34
②当A1、B1落在抛物线上时
设A1(a,12
a
a-1),则B1(a+1,12
a-1-
∵点B1在抛物线上,∴12
a+1
)-1
解得a=-
712
∴A1(-
)
注:
文中的数字之间的“空”表示分数线,有些根号不能显示出来。