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龚恒雷
【点评】本题着重考查了待定系数法求二次函数解析式、图形翻折变换、三角形相似等重要知识点,综合性强,能力要求较高.考查学生分类讨论,数形结合的数学思想方法. 变式练习:【考点】二次函数综合题;二次函数的最值;待定系数法求二次函数解析式;两点间的距离;三角形的面积;等腰三角形的性质.【专题】压轴题.
2
【分析】(1)由Rt△ABC中,CO⊥AB可证△AOC∽△COB,由相似比得OC=OA?OB,设OA的长为x,则OB=5﹣x,代入可求OA,OB的长,确定A,B,C三点坐标,求抛物线解析式;(2)根据△BDE为等腰三角形,分为DE=EB,EB=BD,DE=BD三种情况,分别求E点坐标;(3)作辅助线,将求△CDP的面积问题转化.方法一:如图1,连接OP,根据S△CDP=S四边形CODP﹣S△COD=S△COP+S△ODP﹣S△COD,表示△CDP的面积;方法二:过点P作PE⊥x轴于点F,则S△CDP=S梯形COFP﹣S△COD﹣S△DFP,表示△CDP的面积;再利用二次函数的性质求出△CDP的最大面积和此时点P的坐标. 【解答】解:(1)设OA的长为x,则OB=5﹣x;∵OC=2,AB=5,∠BOC=∠AOC=90°,∠OAC=∠OCB;∴△AOC∽△COB,∴OC=OA?OB 2
∴2=x(5﹣x)解得:x1=1,x2=4,∵OA<OB,∴OA=1,OB=4; ∴点A、B、C的坐标分别是:A(﹣1,0),B(4,0),C(0,2);(用射影定理的不扣分)
2
方法一:设经过点A、B、C的抛物线的关系式为:y=ax+bx+2, 将A、B、C三点的坐标代入得
,
所以这个二次函数的表达式为:
。
方法二:设过点A、B、C的抛物线的关系式为:y=a(x+1)(x﹣4)将C点的坐标代入得:a=
所以这个二次函数的表达式为:
,
种都不扣分)
(2)①当△BDE是等腰三角形时,点E的坐标分别是:
(表达式用三种形式中的任一。
解得:a=
,b=,c=2
2
,,
.(注:符合条件的E点共有三个,其坐标,写对一个给1分)
②如图1,连接OP,S△CDP=S四边形CODP﹣S△COD=S△COP+S△ODP﹣S△COD =
=m+n﹣2=
=
),S△CDP的最大值是
.
∴当m=时,△CDP的面积最大.此时P点的坐标为(,
另解:如图2、图3,过点P作PF⊥x轴于点F,则S△CDP=S梯形COFP﹣S△COD﹣S△DFP ==
=
=m+n﹣2
…(9分)
),S△CDP的最大值是
∴当m=时,△CDP的面积最大.此时P点的坐标为(,.
(注:只回答有最大面积,而没有说明理由的,不给分;点P的坐标,或最大面积计算错
误的,扣(1分);其他解法只要合理,酌情给分.)
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【点评】本题考查二次函数的综合运用.关键是根据直角三角形中斜边上的高分得的两个三角形相似,利用相似比求A、B两点坐标,确定抛物线解析式,根据等腰三角形的性质求E点坐标,利用作辅助线的方法表示△CDP的面积,由二次函数的性质求三角形面积的最大值.
311+c,-2c;(2)y=x2-x-2.(3)①0
222例5. 【考点】二次函数综合题.【专题】压轴题. 【分析】(1)设抛物线解析式,因点B在抛物线上面,代入求出抛物线解析式;(2)△ABC沿AC折叠,要用到点的对称,得到B′的坐标然后验证是否在抛物线上;(3)假设存在,设直线BA的解析式,根据B、A坐标解出直线BA的解析式,用m表示出P点坐标,因为PF=AD可以得到P点坐标.
苏州中考题:(1)
【解答】解:(1)设抛物线的解析式为y=ax+∴把B((2)∵点B(又CA=矩形.∵CB'=y=, ∴B'(1,
,
)代入y=ax+,
2
2
,∵B(,)在抛物线上,
x+
2
得a=,
.∴抛物线解析式为y=.
),C(1,0),∴CB==2,∴AB=
,∴CB'=CB=OA.
=1,∴AB'=AB=OC.∴四边形AOCB'是).∵当x=1时,代入y=
x+
2
,OC=1,∴B'点的坐标为(1,得
)在抛物线上.
∴
2
(3)存在.理由是:设BA的解析式为y=kx+b,∴
∵P,F分别在直线BA和抛物线上,且PF∥AD,∴设P(m,
) PF=((
m+
m+
)﹣(
2
m+),F(m,m+
m+m+
)=
2
),AD=﹣=
如果PF=AD,则有:
。
)﹣(
,
解得m1=0(不符合题意舍去),m2=.
m+
=
,
∴当m=时,PF=AD,存在四边形ADFP是平行四边形.当m=时,∴P点的坐标是(,
).
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【点评】考查待定系数求抛物线解析式,折叠图形的对称问题,辅助线的作法也很独特,考查的知识点很全面,是一道综合性题型. 变式练习:【考点】相似三角形的判定与性质;二次函数的最值;正方形的性质;圆周角定理;解直角三角形.【专题】几何综合题;数形结合;方程思想. 【分析】(1)由AB是直径,可得∠APB=90°,然后利用三角函数即可求得PA的长;当PA=PB时,△PAB是等腰三角形,然后由等腰三角形的性质与射影定理即可求得答案.(2)过点P分别作PE⊥AB,PF⊥AD,垂足分别为E,F延长FP交BC于点G,则PG⊥BC,P点坐标为(a,b),PE=b,PF=a,PG=4﹣a,利用矩形面积关系与二次函数的知识即可求得答案. 【解答】解:(1)若∠PAD=60°,需∠PAB=30°,∵AB是直径,∴∠APB=90°, 则在Rt△PAB中,PA=cos30°AB=2,∴当PA的长度等于2时,∠PAD=60°; 若△PAD是等腰三角形,当PA=PD时,此时P位于四边形ABCD的中心, 过点P作PE⊥AD于E,作PM⊥AB于M,则四边形EAMP是正方形, ∴PM=PE=AB=2,∵PM=AM?BM=4,∵AM+BM=4,∴AM=2,∴PA=2
2
,
当PD=DA时,以点D为圆心,DA为半径作圆与弧AB的交点为点P.
连PD,令AB中点为O,再连DO,PO,DO交AP于点G,则△ADO≌△PDO, ∴DO⊥AP,AG=PG,∴AP=2AG,又∵DA=2AO,∠ADG=∠GAO, ∴
=
=,∴AG=2OG,设AG为2x,OG为x,∴(2x)+x=4,∴x=
,∴AP=
∴当PA的长度等于2
或
2
2
∴AG=2x=时,△PAD是等腰三角形;
.
(2)过点P分别作PE⊥AB,PF⊥AD,垂足分别为E,F延长FP交BC于点G,则PG⊥BC, ∵P点坐标为(a,b),∴PE=b,PF=a,PG=4﹣a,在△PAD,△PAB及△PBC中,
22
S1=2a,S2=2b,S3=8﹣2a,∵AB为直径,∴∠APB=90°,∴PE=AE?BE,即b=a(4﹣a),
2222
∴2S1S3﹣S2=4a(8﹣2a)﹣4b=﹣4a+16a=﹣4(a﹣2)+16,
2
∴当a=2时,b=2,2S1S3﹣S2有最大值16.
【点评】此题考查了正方形的性质,圆周角的性质以及三角函数的性质等知识.此题综合性很强,解题时要注意数形结合与方程思想的应用.
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苏州中考题:【考点】二次函数综合题.【专题】压轴题. 【分析】(1)本题需先求出抛物线与x轴交点坐标和对称轴,再根据∠OAC=60°得出OC,从而求出a.(2)本题需先分两种情况进行讨论,当P是EF上任意一点时,可得PC>PB,从而得出PB≠PA,PB≠PC,PB≠PD,即可求出线段PA、PB、PC、PD不能构成平行四边形. (3)本题需先得出PA=PB,再由PC=PD,列出关于t与a的方程,从而得出a的值,即可求出答案.
【解答】解:(1)令y=0,由a(x﹣6x+8)=0,解得x1=2,x2=4;令x=0,解得y=8a, ∴点 A、B、C的坐标分别是(2,0)、(4,0)、(0,8a),该抛物线对称轴为直线x=3, ∴OA=2,如图①,设抛物线对称轴与x轴的交点为M,则AM=1,由题意得:O′A=OA=2, ∴O′A=2AM,∴∠O′AM=60°,∴∠OAC=∠O′AC=60°,∴OC=2
,即8a=2
,∴a=
;
2
(2)若点P是边EF或边FG上的任意一点,结论同样成立, ①如图②,设P是边EF上的任意一点,连接PM, ∵点E(4,4)、F(4,3)与点B(4,0)在一直线上,点C在y轴上,∴PB<4,PC≥4, ∴PC>PB,又∵PD>PM>PB,PA>PM>PB,∴PB≠PA,PB≠PC,PB≠PD, ∴此时线段PA、PB、PC、PD不能构成平行四边形, ②设P是边FG上的任意一点(不与点G重合), ∵点F的坐标是(4,3),点G的坐标是(5,3),∴FB=3,GB=,∴3≤PB, ∵PC≥4,∴PC>PB,又∵PD>PM>PB,PA>PM>PB,∴PB≠PA,PB≠PC,PB≠PD, ∴此时线段PA、PB、PC、PD也不能构成平行四边形;
(3)存在一个正数a,使得线段PA、PB、PC、PD能构成一个平行四边形, 如图③,∵点A、B是抛物线与x轴交点,点P在抛物线对称轴上,∴PA=PB, ∴当PC=PD时,线段PA、PB、PC、PD能构成一个平行四边形, ∵点C的坐标是(0,8a),点D的坐标是(3,﹣a),点P的坐标是(3,t), ∴PC=3+(t﹣8a),PD=(t+a),由PC=PD得PC=PD,∴3+(t﹣8a)=(t+a), 整理得:7a﹣2ta+1=0有两个不相等的实数根,∴a=
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
=,
∴a=或a=,∵t>3,∴显然a=或a=,
满足题意,∴当t是一个大于3的常数时,存在两个正数a=使得线段PA、PB、PC、PD能构成一个平行四边形.
或a=,
【点评】本题主要考查了二次函数的综合问题,在解题时要注意运用数形结合和分类讨论,把二次函数的图象与性质和平行四边形的判定相结合是本题的关键.
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例6. 【考点】二次函数综合题.【专题】代数几何综合题. 【分析】(1)利用待定系数法求出抛物线的解析式;(2)首先求出四边形MEFP面积的表达式,然后利用二次函数的性质求出最值及点P坐标;(3)四边形PMEF的四条边中,PM、EF长度固定,因此只要ME+PF最小,则PMEF的周长将取得最小值.如答图3所示,将点M向右平移1个单位长度(EF的长度),得M1(1,1);作点M1关于x轴的对称点M2,则M2(1,﹣1);连接PM2,与x轴交于F点,此时ME+PF=PM2最小.
2
【解答】解:(1)∵对称轴为直线x=2,∴设抛物线解析式为y=a(x﹣2)+k. 将A(﹣1,0),C(0,5)代入得:
,解得
,∴y=﹣(x﹣2)+9=﹣x+4x+5.
2
2
2
(2)当a=1时,E(1,0),F(2,0),OE=1,OF=2.设P(x,﹣x+4x+5),
22
如答图2,过点P作PN⊥y轴于点N,则PN=x,ON=﹣x+4x+5,∴MN=ON﹣OM=﹣x+4x+4.
S四边形MEFP=S梯形OFPN﹣S△PMN﹣S△OME=(PN+OF)?ON﹣PN?MN﹣OM?OE =(x+2)(﹣x+4x+5)﹣x?(﹣x+4x+4)﹣×1×1=﹣x+x+=﹣(x﹣)+∴当x=时,四边形MEFP的面积有最大值为此时点P坐标为(,
).
,把x=时,y=﹣(﹣2)+9=
2
2
2
2
2
.
(3)∵M(0,1),C(0,5),△PCM是以点P为顶点的等腰三角形,∴点P的纵坐标为3.
2
令y=﹣x+4x+5=3,解得x=2±.∵点P在第一象限,∴P(2+,3).
四边形PMEF的四条边中,PM、EF长度固定,因此只要ME+PF最小,则PMEF的周长将取得最小值.如答图3,将点M向右平移1个单位长度(EF的长度),得M1(1,1); 作点M1关于x轴的对称点M2,则M(﹣1);连接PM2,与x轴交于F点,此时ME+PF=PM221,
最小.设直线PM2的解析式为y=mx+n,将P(2+,3),M2(1,﹣1)代入得:
,解得:m=
,n=﹣
,∴y=
x﹣
.
当y=0时,解得x=∴a=
.∴F(,0).∵a+1=,∴a=.
时,四边形PMEF周长最小.
50