第21讲 函数中三角形存在问题-2019年中考数学总复习巅峰冲刺28讲(解析版)
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1、 20192019 年中考数学总复习巅峰冲刺年中考数学总复习巅峰冲刺 专题专题 2121 函数中三角形存在问题函数中三角形存在问题 【难点突破】着眼思路,方法点拨【难点突破】着眼思路,方法点拨, 疑难突破;疑难突破; 三角形的存在性问题是一类考查是否存在点,使其能构成某种特殊三角形的问题,如:直角三角形、 等腰三角形、全等三角形及相似三角形的存在性常结合动点、函数与几何,考查分类讨论、画图及建等 式计算 主要思路为:由判定定理确定三角形所满足的特殊关系;分类讨论,画图;建等式,对结果验 证取舍对于目标三角形不确定、点的位置难以寻找等存在性问题的思考方向为: 从角度入手,通过角 的对应关系尝试画
2、出一种情形解决第一种情形能根据几何特征表达线段长的,借助对应边成比例、 或线段长转坐标代入函数表达式求解; 不能直接表达线段长的, 观察点的位置, 考虑联立函数表达式求解 分类讨论,类比解决其他情形分类时,先考虑点的位置,再考虑对应关系,用同样方法解决问题 解题策略可以从以下几方面进行分析:解题策略可以从以下几方面进行分析:直角三角形关键是用好直角,可考虑:勾股定理逆定理、弦 图模型、直线 k 值乘积为;等腰三角形可考虑直接表达线段长,利用两腰相等建等式,或借助三线合 一找相似建等式;全等三角形或相似三角形关键是研究目标三角形的边角关系,进而表达线段长,借助 函数或几何特征建等式分类不仅要考虑
3、图形存在性的分类,也要考虑点运动的分类 解直角三角形的存在性问题,一般分三步走,第一步寻找分类标准,第二步列方程,第三步解方程并 验根一般情况下,按照直角顶点或者斜边分类,然后按照三角比或勾股定理列方程有时根据直角三角 形斜边上的中线等于斜边的一半列方程更简便解直角三角形的问题,常常和相似三角形、三角比的问题 联系在一起 如果直角边与坐标轴不平行,那么过三个顶点作与坐标轴平行的直线,可以构造两个新的相似直角三 角形,这样列比例方程比较简便在平面直角坐标系中,两点间的距离公式常常用到怎样画直角三角形 的示意图呢?如果已知直角边,那么过直角边的两个端点画垂线,第三个顶点在垂线上;如果已知斜边, 那
4、么以斜边为直径画圆,直角顶点在圆上(不含直径的两个端点) 【名师原创】原创检测,关注素养,提炼主题;【名师原创】原创检测,关注素养,提炼主题; 【原创【原创 1】如图所示,抛物线 y=ax2+bx+c 与坐标轴分别相交于点 A、B、C,其坐标分别为 A(3,0) ,B(0, 3) ,C(-1,0) ,直线 y=kx+d 经过 A、B 两点,点 D 为抛物线的顶点. (1)求此抛物线的解析式; (2)在 x 轴上是否存在点 N 使ADN 为直角三角形?若存在,确定点 N 的坐标;若不存在,请说明理由 (3)是否存在点 P,使以 A,B,C,P 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点 P
5、 的坐标;若不存 在,请说明理由 解:(1)抛物线 y=ax2+bx+c 与 y 轴交点为(0,3),故 c=3, 又因为 A(3,0) ,C(-1,0) , 代入抛物线 y=ax2+bx+c 有, 30 9330 ab ab 1 2 a b 抛物线的解析式 y=-x2+2x+3 (2)由抛物线解析式为 y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4, 得 D(1,4) , A(3,0),点 N 在 x 轴上,显然DAN=90 不成立. DNA=90 ,易得 N1(1,0). ADN=90 设 N(x,0). 过 D 作 DEx 轴于 E,易证ADEDNE, 得 DE2=NEEA, 42=(1-x)
6、2x=-7,N2(-7 ,0). (3)答:P1(2 ,-3),P2(-4 ,3) ,P3(4 ,3). 当 PC/AB 时,有两个点存在,可看作线段 AB 向下平移三个单位,向左平移一个单位,或者看作线段 AB 向左平移四个单位,即有 P1(2 ,-3)或 P2(-4 ,3) ; 当 CP 为对角线时,则 BP/CA,可以看作点 B 向右平移四个单位,即(4 ,3) ; 综上所述,点 P 的坐标为(2 ,-3) 、 (-4 ,3)或(4 ,3). 【原创 2】如图,在平面直角坐标系中,抛物线 yax2+2x+c 与 x 轴交于 A(1,0),B(3,0)两点,与 y 轴交于点 C,点 D 是
7、该抛物线的顶点 (1)求抛物线的解析式和直线 AC 的解析式; (2)请在 y 轴上找一点 M,使BDM 的周长最小,求出点 M 的坐标; (3)试探究:在拋物线上是否存在点 P,使以点 A,P,C 为顶点,AC 为直角边的三角形是直角三角形? 若存在,请求出符合条件的点 P 的坐标;若不存在,请说明理由 【分析】(1)设交点式 ya(x+1)(x3),展开得到2a2,然后求出 a 即可得到抛物线解析式;再 确定 C(0,3),然后利用待定系数法求直线 AC 的解析式; (2)利用二次函数的性质确定 D 的坐标为(1,4),作 B 点关于 y 轴的对称点 B,连接 DB交 y 轴于 M, 如图
8、 1,则 B(3,0),利用两点之间线段最短可判断此时 MB+MD 的值最小,则此时BDM 的周长最 小,然后求出直线 DB的解析式即可得到点 M 的坐标; (3)过点 C 作 AC 的垂线交抛物线于另一点 P,如图 2,利用两直线垂直一次项系数互为负倒数设直线 PC 的解析式为 yx+b,把 C 点坐标代入求出 b 得到直线 PC 的解析式为 yx+3,再解方程组 得此时 P 点坐标;当过点 A 作 AC 的垂线交抛物线于另一点 P 时,利用同样的方法可求出 此时 P 点坐标 【解答】解:(1)设抛物线解析式为 ya(x+1)(x3), 即 yax22ax3a, 2a2,解得 a1, 抛物线
9、解析式为 yx2+2x+3; 当 x0 时,yx2+2x+33,则 C(0,3), 设直线 AC 的解析式为 ypx+q, 把 A(1,0),C(0,3)代入得,解得, 直线 AC 的解析式为 y3x+3; (2)yx2+2x+3(x1)2+4, 顶点 D 的坐标为(1,4), 作 B 点关于 y 轴的对称点 B,连接 DB交 y 轴于 M,如图 1,则 B(3,0), MBMB, MB+MDMB+MDDB,此时 MB+MD 的值最小, 而 BD 的值不变, 此时BDM 的周长最小, 易得直线 DB的解析式为 yx+3, 当 x0 时,yx+33, 点 M 的坐标为(0,3); (3)存在 过
10、点 C 作 AC 的垂线交抛物线于另一点 P,如图 2, 直线 AC 的解析式为 y3x+3, 直线 PC 的解析式可设为 yx+b, 把 C(0,3)代入得 b3, 直线 PC 的解析式为 yx+3, 解方程组,解得或,则此时 P 点坐标为(,); 过点 A 作 AC 的垂线交抛物线于另一点 P,直线 PC 的解析式可设为 yx+b, 把 A(1,0)代入得+b0,解得 b, 直线 PC 的解析式为 yx, 解方程组,解得或,则此时 P 点坐标为(,), 综上所述,符合条件的点 P 的坐标为(,)或(,), 【典题精练】典例精讲,运筹帷幄,举一反三;【典题精练】典例精讲,运筹帷幄,举一反三;
11、 【例题【例题 1】等腰三角形存在】等腰三角形存在性问题性问题 如图,直线 y3x3 交 x 轴于点 A,交 y 轴于点 B,过 A,B 两点的抛物线交 x 轴于另一点 C(3,0) (1)求点 A,B 的坐标 (2)求抛物线对应的函数表达式 (3)在抛物线的对称轴上是否存在点 Q,使ABQ 是等腰三角形?若存在,求出符合条件的点 Q 的坐标; 若不存在,请说明理由 【分析】 (1)令一次函数表达式中的 x 或 y 为 0,即可求出图象与 y 轴或 x 轴的交点坐标 (2)求抛物线对应的函数表达式一般有三种方法:一般式法、顶点式法和交点式法本题利用一般式法或交 点式法都比较简单 (3)x1 (
12、1,a)三 AQBQ,ABBQ,AQAB 【解析】:(1)直线 y3x3, 当 x0 时,y3,当 y0 时,x1, 点 A 的坐标为(1,0),点 B 的坐标为(0,3) (2)设抛物线对应的函数表达式为 yax2bxc,由题意,得 0abc, 3c, 09a3bc, 解得 a1, b2, c3. 抛物线对应的函数表达式为 yx22x3. (3)抛物线对应的函数表达式为 yx22x3,配方,得 y(x1)24, 抛物线的对称轴为直线 x1,设 Q(1,a) 当 AQBQ 时,如图,设抛物线的对称轴交 x 轴于点 D,过点 B 作 BFDQ 于点 F. 由勾股定理,得 BQ BF2QF2 (1
13、0)2(3a)2, AQ AD2QD2 22a2, 得(10)2(3a)2 22a2,解得 a1, 点 Q 的坐标为(1,1) 当 ABBQ 时,如图, 由勾股定理,得 (10)2(a3)2 10, 解得 a0 或 6, 当点 Q 的坐标为(1,6)时,其在直线 AB 上,A,B,Q 三点共线,舍去,点 Q 的坐标是(1,0) 当 AQAB 时,如图, 由勾股定理,得 22a2 10,解得 a 6,此时点 Q 的坐标是(1, 6)或(1, 6) 综上所述,存在符合条件的点 Q,点 Q 的坐标为(1,1)或(1,0)或(1, 6)或(1, 6) 【归纳】对于等腰三角形的分类应分三种情况可以设一个
14、未知数,然后用这个未知数分别表示出三角形 的三边,再根据两边相等,得到三个方程,即三种情况特别注意求出的值需检验能否构成三角形 【例题【例题 2】直角三角形、全等三角形存在性问题】直角三角形、全等三角形存在性问题 如图,已知直线 ykx6 与抛物线 yax2bxc 相交于 A,B 两点,且点 A(1,4)为抛物线的顶点,点 B 在 x 轴上 (1)求抛物线对应的函数表达式 (2)在(1)中二次函数的第二象限的图象上是否存在一点P,使POB与POC全等?若存在,求出点P的坐 标;若不存在,请说明理由 (3)若点 Q 是 y 轴上一点,且ABQ 为直角三角形,求点 Q 的坐标 【解析】(1)顶点
15、点 B 待定系数 (2)点 A,B,Q 解:(1)把(1,4)代入 ykx6,得 k2, 直线 AB 对应的函数表达式为 y2x6. 令 y0,解得 x3,点 B 的坐标是(3,0) 点 A 为抛物线的顶点, 设抛物线对应的函数表达式为 ya(x1)24, 把(3,0)代入,得 4a40, 解得 a1, 抛物线对应的函数表达式为 y(x1)24x22x3. (2)存在OBOC3,OPOP, 当POBPOC 时,POBPOC, 此时 OP 平分第二象限, 即直线 PO 对应的函数表达式为 yx. 设 P(m,m),则mm22m3, 解得 m1 13 2 m1 13 2 0,舍去 , 点 P 的坐
16、标为 1 13 2 , 131 2 . (3)如图,当Q1AB90 时,DAQ1DOB, AD OD DQ1 DB ,即 5 6 DQ1 3 5, DQ15 2,OQ1 7 2, 即点 Q1的坐标为 0,7 2 ; 当Q2BA90 时,BOQ2DOB, OB OD OQ2 OB ,即3 6 OQ2 3 , OQ23 2,即点 Q2的坐标为 0,3 2 ; 当AQ3B90 时,过点 A 作 AEy 轴于点 E, 则BOQ3Q3EA, OB Q3E OQ3 AE ,即 3 4OQ3 OQ3 1 , OQ324OQ330,OQ31 或 3, 即点 Q3的坐标为(0,1)或(0,3) 综上,点 Q 的
17、坐标为 0,7 2 或 0,3 2 或(0,1)或(0,3) 【归纳】本题为综合题,考查了平面直角坐标系中,利用待定系数法求抛物线对应的函数表达式,利用方 程、分类讨论和数形结合等思想解题 【最新试题】名校直考,巅峰冲刺,一步到位。【最新试题】名校直考,巅峰冲刺,一步到位。 1. 如图,已知直线 ykx6 经过点 A(1,4),与 x 轴相交于点 B若点 Q 是 y 轴上一点,且ABQ 为直角 三角形,求点 Q 的坐标 【解析】将 A(1,4)代入 ykx6,可得 k2所以 y2x6,B(3,0) 设 OQ 的长为 m分三种情况讨论直角三角形 ABQ: 如图 4-2,当AQB90 时,BOQQ
18、HA, BOQH OQHA 所以 34 1 m m 解得 m1 或 m3所以 Q(0,1)或(0,3) 如图 4-3,当BAQ90 时,QHAAGB, QHAG HAGB 所以 42 14 m 解得 7 2 m 此时 7 (0,) 2 Q 如图 4-4,当ABQ90 时,AGBBMQ, AGBM GBMQ 所以 2 43 m 解得 3 2 m 此时 3 (0, ) 2 Q 图 4-2 图 4-3 图 4-4 2. 已知抛物线 c1的顶点为 A(1,4),与 y 轴的交点为 D(0,3),抛物线 c1关于 y 轴对称的抛物线记作 c2. (1)求 c2的解析式; (2)若 c2与 x 轴正半轴交
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- 第21讲 函数中三角形存在问题-2019年中考数学总复习巅峰冲刺28讲解析版 21 函数 三角形 存在 问题 2019 年中 数学 复习 巅峰 冲刺 28 解析
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