梦想不会辜负每一个努力的人
一、函数与几何综合的压轴题
1.(2004安徽芜湖)如图①,在平面直角坐标系中,AB、CD都垂直于x轴,垂足分别为B、D且AD与B相交于E点.已知:A(-2,-6),C(1,-3) (1) 求证:E点在y轴上;
(2) 如果有一抛物线经过A,E,C三点,求此抛物线方程. (3) 如果AB位置不变,再将DC水平向右移动k(k>0)个单位,此时AD与BC相交于E′点,
如图②,求△AE′C的面积S关于k的函数解析式.
y y
B D B D
x O O x
E′ E
C(1,-3) C(1+k,-3)
A A
(2,-6) (2,-6)
图② 图①
[解] (1)(本小题介绍二种方法,供参考)
方法一:过E作EO′⊥x轴,垂足O′∴AB∥EO′∥DC ∴
EO?DO?EO?BO? ?,?ABDBCDDBEO?EO???1 ABDCDO?EO?EO?2,∴DO????DB??3?1
DBABAB6又∵DO′+BO′=DB ∴
∵AB=6,DC=3,∴EO′=2 又∵
∴DO′=DO,即O′与O重合,E在y轴上 方法二:由D(1,0),A(-2,-6),得DA直线方程:y=2x-2① 再由B(-2,0),C(1,-3),得BC直线方程:y=-x-2 ② 联立①②得??x?0
?y??2∴E点坐标(0,-2),即E点在y轴上
(2)设抛物线的方程y=ax2+bx+c(a≠0)过A(-2,-6),C(1,-3)
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?4a?2b?c??6?E(0,-2)三点,得方程组?a?b?c??3
?c??2?解得a=-1,b=0,c=-2 ∴抛物线方程y=-x2-2 (3)(本小题给出三种方法,供参考)
由(1)当DC水平向右平移k后,过AD与BC的交点E′作E′F⊥x轴垂足为F。
E?FE?F??1 得:E′F=2 ABDCE?FDF1方法一:又∵E′F∥AB?,∴DF?DB ?ABDB31112S△AE′C= S△ADC- S△E′DC=DC?DB?DC?DF?DC?DB
22231=DC?DB=DB=3+k 3同(1)可得:
S=3+k为所求函数解析式
方法二:∵ BA∥DC,∴S△BCA=S△BDA ∴S△AE′C= S△BDE′?11BD?E?F??3?k??2?3?k 22∴S=3+k为所求函数解析式.
证法三:S△DE′C∶S△AE′C=DE′∶AE′=DC∶AB=1∶2
同理:S△DE′C∶S△DE′B=1∶2,又∵S△DE′C∶S△ABE′=DC2∶AB2=1∶4 ∴S?AE?C?221S梯形ABCD???AB?CD??BD?3?k 992∴S=3+k为所求函数解析式.
2. (2004广东茂名)已知:如图,在直线坐标系中,以点M(1,0)为圆心、直径AC为22的圆与y轴交于A、D两点.
(1)求点A的坐标;
(2)设过点A的直线y=x+b与x轴交于点B.探究:直线AB是否⊙M的切线?并对你的结论加以证明;
(3)连接BC,记△ABC的外接圆面积为S1、⊙M面积为S2,若
S1h?,抛物线 S24y=ax2+bx+c经过B、M两点,且它的顶点到x轴的距离为h.求这条抛物线的解析式.
[解](1)解:由已知AM=2,OM=1,
在Rt△AOM中,AO=
AM2?OM2?1,
∴点A的坐标为A(0,1)
(2)证:∵直线y=x+b过点A(0,1)∴1=0+b即b=1 ∴y=x+1 令y=0则x=-1 ∴B(—1,0),
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2222BO?AO?1?1?2 AB=
在△ABM中,AB=2,AM=2,BM=2
AB2?AM2?(2)2?(2)2?4?BM2
∴△ABM是直角三角形,∠BAM=90°∴直线AB是⊙M的切线
(3)解法一:由⑵得∠BAC=90°,AB=2,AC=22, ∴BC=
AB2?AC2?(2)2?(22)2?10
y A M · D C ∵∠BAC=90° ∴△ABC的外接圆的直径为BC,
BC21025 ∴S1?()???()????222而S2?(AC2222)???()???2?22
B x 5S1hh2???即 ?, ?h?5 S24,2?4
设经过点B(—1,0)、M(1,0)的抛物线的解析式为: y=a(+1)(x-1),(a≠0)即y=ax2-a,∴-a=±5,∴a=±5 ∴抛物线的解析式为y=5x2-5或y=-5x2+5 解法二:(接上) 求得∴h=5
由已知所求抛物线经过点B(—1,0)、M(1、0),则抛物线的对称
轴是y轴,由题意得抛物线的顶点坐标为(0,±5)
∴抛物线的解析式为y=a(x-0)2±5
又B(-1,0)、M(1,0)在抛物线上,∴a±5=0, a=±5
∴抛物线的解析式为 y=5x2-5或y=-5x2+5 解法三:(接上)求得∴h=5
因为抛物线的方程为y=ax2+bx+c(a≠0)
??a?b?c?0?a=-5?a?5????由已知得?a?b?c?0 解得?b?0 或 ?b?0
?4ac?b2?c?5?c??5?????5 ??4a∴抛物线的解析式为 y=5x2-5或y=-5x2+5.
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梦想不会辜负每一个努力的人
3.(2004湖北荆门)如图,在直角坐标系中,以点P(1,-1)为圆心,2为半径作圆,交x轴于A、B两点,抛物线y?ax?bx?c(a?0)过点A、B,且顶点C在⊙P上. (1)求⊙P上劣弧AB的长;
(2)求抛物线的解析式;
(3)在抛物线上是否存在一点D,使线段OC与PD互相平分?若存在,求出点D的坐标;若不存在,请说明理由. y ⌒2[解] (1)如图,连结PB,过P作PM⊥x轴,垂足为M.
在Rt△PMB中,PB=2,PM=1, ∴∠MPB=60°,∴∠APB=120° AB的长=
⌒A O B x · P(1,-1) C 120?4? ???2?180?3y (2)在Rt△PMB中,PB=2,PM=1,则MB=MA=3. 又OM=1,∴A(1-3,0),B(1+3,0), 由抛物线及圆的对称性得知点C在直线PM上,
则C(1,-3).
点A、B、C在抛物线上,则
A M B x · P(1,-1) O C ?0?a(1?3)2?b(1?3)?c?a?1???20?a(1?3)?b(1?3)?c 解之得??b??2 ??3?a?b?c?c??2????抛物线解析式为y?x2?2x?2
(3)假设存在点D,使OC与PD互相平分,则四边形OPCD为平行四边形,且PC∥OD.
又PC∥y轴,∴点D在y轴上,∴OD=2,即D(0,-2).
又点D(0,-2)在抛物线y?x?2x?2上,故存在点D(0,-2), 使线段OC与PD互相平分.
4.(2004湖北襄樊)如图,在平面直角坐标系内,Rt△ABC的直角顶点C(0,3)在y轴的正半轴上,A、B是x轴上是两点,且OA∶OB=3∶1,以OA、OB为直径的圆分别交AC于点E,交BC于点F.直线EF交OC于点Q. (1)求过A、B、C三点的抛物线的解析式;
(2)请猜想:直线EF与两圆有怎样的位置关系?并证明你的猜想.
(3)在△AOC中,设点M是AC边上的一个动点,过M作MN∥AB交OC于点N.试问:在x轴上是否存在点P,使得△PMN是一个以MN为一直角边的等腰直角三角形?若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理由.
y
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2E C Q F 4
A O1 O O2 B x 梦想不会辜负每一个努力的人
[解] (1)在Rt△ABC中,OC⊥AB,
∴△AOC≌△COB.
OB. ∴OC2=OA·
∵OA∶OB=3∶1,C(0,3), ∴(3)2?3OBOB. ∴OB=1.∴OA=3. ∴A(-3,0),B(1,0).
设抛物线的解析式为y?ax?bx?c.
2y E M 3 1 2 4 C Q ?3,?a??3?9a?3b?c?0,?2??3, 则?a?b?c?0,解之,得?b??3???c?3.?c?3.??∴经过A、B、C三点的抛物线的解析式为y??F x A O1 P O O2 B 322x?3x?3. 33(2)EF与⊙O1、⊙O2都相切.
证明:连结O1E、OE、OF.
, ∵∠ECF=∠AEO=∠BFO=90°
∴四边形EOFC为矩形. ∴QE=QO. ∴∠1=∠2.
∵∠3=∠4,∠2+∠4=90°, ∴EF与⊙O1相切. 同理:EF理⊙O2相切.
(3)作MP⊥OA于P,设MN=a,由题意可得MP=MN=a. ∵MN∥OA,
∴△CMN∽△CAO.
MNCN?. AOCOa3?a∴?. 3333?3解之,得a?.
2∴
此时,四边形OPMN是正方形. ∴MN?OP?∴P(?33?3. 233?3,0). 2考虑到四边形PMNO此时为正方形,
∴点P在原点时仍可满足△PNN是以MN为一直角边的等腰直角三角形.
故x轴上存在点P使得△PMN是一个以MN为一直角边的等腰直角三角形且
P(?33?3,0)或P(0,0). 25
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