专题10 二次函数背景下的与圆有关的问题-2019年中考数学复习压轴题突破之二次函数(解析版)
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1、 备战备战 2019 年中考数学压轴题之二次函数年中考数学压轴题之二次函数 专题专题 10 二次函数背景下的与圆有关的问题二次函数背景下的与圆有关的问题 【方法综述】【方法综述】 圆和二次函数都是初中数学重点知识,是压轴题中的常见题目。而二次函数与圆的结合圆和二次函数都是初中数学重点知识,是压轴题中的常见题目。而二次函数与圆的结合 则常常是高难度的压轴题。以二次函数为背景的问题中,圆的知识常常以圆的基本知识、与则常常是高难度的压轴题。以二次函数为背景的问题中,圆的知识常常以圆的基本知识、与 圆有关的位置关系、构造圆和隐形圆为考察内容。解答要点是结合相关知识,对于已知条件圆有关的位置关系、构造圆
2、和隐形圆为考察内容。解答要点是结合相关知识,对于已知条件 进行数形结合。进行数形结合。 【典例示范】【典例示范】 类型一类型一 圆的基本性质应用圆的基本性质应用 例例 1:(2018-2019 学年湖南省长沙市天心区)如图,在直角坐标系中,抛物线 y=a(x- 5 2) 2+9 8与M 交于 A, B,C,D 四点,点 A,B 在 x 轴上,点 C 坐标为(0,-2) (1)求 a 值及 A,B 两点坐标; (2)点 P(m,n)是抛物线上的动点,当CPD 为锐角时,请求出 m 的取值范围; (3)点 E 是抛物线的顶点,M 沿 CD 所在直线平移,点 C,D 的对应点分别为点 C,D,顺次连
3、接 A, C,D,E 四点,四边形 ACDE(只要考虑凸四边形)的周长是否存在最小值?若存在,请求出此时圆心 M的坐标;若不存在,请说明理由 【答案】 (1)A(1,0) ,B(4,0) (2)m0 或 1m4 或 m5 (3)存在M(175 82 ,-2) 【解析】解: (1)抛物线 y=a(x-5 2) 2+9 8经过点 C(0,-2) , -2=a(0-5 2) 2+9 8, a=-1 2, y=-1 2(x- 5 2) 2+9 8, 当 y=0 时,-1 2(x- 5 2) 2+9 8=0, x1=4,x2=1, A、B 在 x 轴上, A(1,0) ,B(4,0) (2)由(1)可知
4、抛物线解析式为 y=-1 2(x- 5 2) 2+9 8, C、D 关于对称轴 x=5 2对称, C(0,-2) , D(5,-2) , 如图 1 中,连接 AD、AC、CD,则 CD=5, A(1,0) ,C(0,-2) ,D(5,-2) , AC=5,AD=2 5, AC2+AD2=CD2, CAD=90 , CD 为M 的直径, 当点 P 在圆外部的抛物线上运动时,CPD 为锐角, m0 或 1m4 或 m5 (3)存在如图 2 中,将线段 CA 平移至 DF,则 AF=CD=CD=5, A(1,0) , F(6,0) , 作点 E 关于直线 CD 的对称点 E, 连接 EE正好经过点
5、M,交 x 轴于点 N, 抛物线顶点(5 2, 9 8) ,直线 CD 为 y=-2, E(5 2,- 41 8 ) , 连接 EF 交直线 CD 于 H, AE,CD是定值, AC+ED最小时,四边形 ACDE 的周长最小, AC+DE=FD+DE=FD+EDEF, 则当点 D与点 H 重合时,四边形 ACDE 的周长最小, 设直线 EF 的解析式为 y=kx+b, E(5 2,- 41 8 ) ,F(6,0) , 可得 y=41 28x- 123 14 , 当 y=-2 时,x=190 41 , H(190 41 ,-2) ,M(5 2,-2) , DD=5-190 41 =15 41,
6、5 2- 15 41= 175 82 , M(175 82 ,-2) 针对训练针对训练 1(江苏省无锡市锡山区) 已知二次函数 yax 22axc(a0)的图像与 x 轴的负半轴和正半轴分别交于 A、 B 两点,与 y 轴交于点 C,直线 BC 与它的对称轴交于点 F,且 CF:FB1:3 (1)求 A、B 两点的坐标; (2)若COB 的内心 I 在对称轴上,求这个二次函数的关系式; (3)在(2)的条件下,Q(m,0)是 x 轴上一点,过点 Q 作 y 轴的平行线,与直线 BC 交于点 M,与抛物线交于 点 N,连接 CN,将CMN 沿直线 CN 翻折,M 的对应点为 M,是否存在点 Q,
7、使得 M恰好落在 y 轴上? 若存在,求出点 Q 的坐标;若不存在,请说明理由 【答案】(1)B(4,0),A(2,0);(2)y= 3 8x2+ 3 4x+3;(3)存在,Q( 2 3,0)或 Q( 22 3 ,0) 【解析】 (1)如图所示:对称轴为:直线 = ;2 2 = 1, OE=1, OCEF, = = 1 3, EB=3, 由对称性得:BE=AE=3, A(2,0),B(4,0); (2)如图, 是 的内切圆,过点 I 作 于点 D, = = 1, 设 = ,则 = + 1, = + 3, 在 RtOCB 中,OB=4, 2+ 2= 2 , 即( + 1)2+ 42= ( + 3
8、)2,解得 = 2, = 3, C(0,3), c=3, 把 A(2,0), C(0,3)代入抛物线 y=ax2-2ax+c 中得: = 3 4 + 4 + = 0 解得: = 3 8 = 3, 抛物线的解析式为:y= 3 8x2+ 3 4x+3; (3)如图,由题意MCN=NCB, MNOM, MCN=CNM, CNM =NCB, MN=CM, 直线 BC 解析式为 = 3 4 + 3, (, 3 4 + 3),(, 3 8 2 + 3 4 + 3),作 MEOC 于 E, sin = = , = 4 5, = 5 4, 当 N 在直线 BC 上方时, 3 8 2 + 3 4 + 3 ( 3
9、 4 + 3) = 5 4, 解得:m=2 3或 0(舍弃), Q(2 3,0), 当 N 在直线 BC 下方时, 3 4 + 3 ( 3 8 2 + 3 4 + 3) = 5 4, 解得 m=22 3 或 0(舍弃), Q(22 3 ,0) 综上所述:点 Q 坐标为 (2 3,0)或 Q( 22 3 ,0). 2 (2018-2019 学年北京市燕山区九年级(上)期末数学试卷)对于平面直角坐标系 xOy 中的点 P,Q 和图形 G,给出如下定义:点 P,Q 都在图形 G 上,且将点 P 的横坐标与纵坐标互换后得到点 Q,则称点 P,Q 是 图形 G 的一对“关联点”例如,点 P(1,2)和点
10、 Q(2,1)是直线 yx+3 的一对关联点 (1)请写出反比例函数 y6 的图象上的一对关联点的坐标: ; (2)抛物线 yx2+bx+c 的对称轴为直线 x1,与 y 轴交于点 C(0,1) 点 A,B 是抛物线 yx2+bx+c 的一对关联点,直线 AB 与 x 轴交于点 D(1,0) 求 A,B 两点坐标 (3)T 的半径为 3,点 M,N 是T 的一对关联点,且点 M 的坐标为(1,m) (m1) ,请直接写出 m 的 取值范围 【答案】 (1) (2,3) , (3,2) (2)A,B 两点坐标为(1,2)和(2,1) (3)1m1+3 2 【解析】 解: (1)2 33 26,
11、点(2,3) , (3,2)是反比例函数 y6 的图象上的一对关联点 故答案为: (2,3) , (3,2) (2)抛物线 yx2bxc 的对称轴为直线 x1, 21, 解得:b2 抛物线 yx2bxc 与 y 轴交于点 C(0,1) , c1, 抛物线的解析式为 yx22x1 由关联点定义,可知:点 A,B 关于直线 yx 对称 又直线 AB 与 x 轴交于点 D(1,0) , 直线 AB 的解析式为 yx1 联立直线 AB 及抛物线解析式成方程组,得: 1 221 , 解得:1 = 1 1= 2 ,2 = 1 2= 2 , A,B 两点坐标为(1,2)和(2,1) (3)由关联点定义,可知
12、:点 M,N 关于直线 yx 对称, T 的圆心在直线 yx 上 T 的半径为 3, M1M2 2 2 2 33 2, m 的取值范围为 1m13 2 . 3(浙江省杭州市余杭区 2019 届九年级上学期期末考试) 如图, 已知点的坐标是(2,0), 点的坐标是(8,0), 以线段为直径作,交轴的正半轴于点,过、三点作抛物线 (1)求抛物线的解析式; (2)连结,点是延长线上一点,的角平分线交于点,连结,在直线上找 一点,使得的周长最小,并求出此时点的坐标; (3)在(2)的条件下,抛物线上是否存在点,使得 = ,若存在,请直接写出点的坐标;若 不存在,请说明理由 【答案】 (1) = 1 4
13、 2 + 3 2 + 4;(2)交点( 4 5, 28 5 );(3)符合条件的点有两个:1(4 + 6, 9;6 2 ), 2(7 + 21,3 21). 【解析】 (1)以为直径作,交轴的正半轴于点, + = 900 又 + = 900 = 又 = = 900 = 又(2,0),(8,0) 2 = 8 解得 = 4(负值舍去) (0,4) 故抛物线解析式为 = ( + 2)( 8) 4 = (0 + 2)(0 8),解得 = 1 4 二次函数的解析式为 = 1 4( + 2)( 8),即 = 1 4 2 + 3 2 + 4. (2)为的直径,且(2,0),(8,0) = 3,(3,0) 点
14、是延长线上一点,的角平分线交于点 = 1 2 = 1 2 900= 450 连结,则 = 2 = 2 450= 900, = 3, = 5,可得(3,5) = 900, 延长至点,使 = , 则可得(8,8) 连结交于点,再连结、, 此时的周长最短, 解得的解析式为 = 3 11 + 64 11 的解析式为 = 2 + 4,可得交点(4 5, 28 5 ) (3)符合条件的点有两个:1(4 + 6, 9;6 2 ),2(7 + 21,3 21). 如图过 F 作 FGDC,交 F 点右侧的抛物线于 G,此时两内错角GFC=DCF, 用待定系数法求出直线 DC 的解析式:y=-1 2x+4 ,
15、DC 与 FG 平行,那么直线 FG 与直线 DC 的 K 值相同,因此可根据 F 的坐标(3,5)求得 FG 的解析 式:y=-1 2x+ 13 2 ,然后联立直线 FG 的解析式: :y=-1 2x+ 13 2 ,和抛物线的解析式 = 1 4 2 + 3 2 + 4.即可求出交 点 G 坐标(4 + 6, 9;6 2 ), 横坐标是4 6时,不符合题意,舍去 如图过 D 作 DMFC,交圆于点 M,连接 FM 并延长交抛物线于点 G,此时两弧 DF、MC 相等,GFC= DCF, 解法同,先求 FC 解析式,根据 DMFC 和 D 点坐标,求出 DM 解析式,从而就出 M 坐标,根据点 F
16、、 M 坐标求出直线 MF 解析式,与抛物线解析式联立求得2(7 + 21,3 21). 4 (2018 年广东省广州市中考数学试卷)已知抛物线 yx2+mx2m4(m0) (1)证明:该抛物线与 x 轴总有两个不同的交点; (2)设该抛物线与 x 轴的两个交点分别为 A,B(点 A 在点 B 的右侧) ,与 y 轴交于点 C,A,B,C 三点都 在P 上 试判断:不论 m 取任何正数,P 是否经过 y 轴上某个定点?若是,求出该定点的坐标;若不是,说明 理由; 若点 C 关于直线 x= 2的对称点为点 E,点 D(0,1) ,连接 BE,BD,DE,BDE 的周长记为 l,P 的半径记为 r
17、,求 的值 【答案】 (1)证明见解析; (2)定点 F 的坐标为(0,1) ;10:65 5 【解析】 (1)令 y0,则 x2+mx2m40, m242m4m2+8m+16, m0, 0, 该抛物线与 x 轴总有两个不同的交点; (2)令 y0,则 x2+mx2m40, (x2)x+(m+2)0, x2 或 x(m+2) , A(2,0) ,B(m+2) ,0) , OA2,OBm+2, 令 x0,则 y2(m+2) , C(0,2(m+2) ) , OC2(m+2) , 通过定点(0,1)理由:如图, 点 A,B,C 在P 上, OCBOAF, 在 RtBOC 中,tanOCB= OB
18、OC = m:2 2(m:2) = 1 2, 在 RtAOF 中,tanOAF= OF OA = OF 2 = 1 2, OF1, 点 F 的坐标为(0,1) ; 如图 1, 由知,点 F(0,1) D(0,1) , 点 D 在P 上, 点 E 是点 C 关于抛物线的对称轴的对称点, DCE90 , DE 是P 的直径, DBE90 , BEDOCB, tanBED= 1 2, 设 BDn,在 RtBDE 中,tanBED= BD BE = n BE = 1 2, BE2n,根据勾股定理得:DE= BD2+ BE2= 5n, lBD+BE+DE(3+5)n,r= 1 2DE= 5 2 n, l
19、 r = (3:5)n 5 2 n = 10:65 5 5 (人教版数学 2018 年秋九年级上学期第 22 章二次函数解答题综合练习)如图,在平面直角坐标系 中,以点 M(2,0)为圆心的M 与 y 轴相切于原点 O,过点 B(2,0)作M 的切线,切点为 C,抛 物线 = 3 3 2+ + 经过点 B 和点 M (1)求这条抛物线解析式; (2)求点 C 的坐标,并判断点 C 是否在(1)中抛物线上; (3) 动点 P 从原点 O 出发, 沿 y 轴负半轴以每秒 1 个单位长的速度向下运动, 当运动 t 秒时到达点 Q 处 此 时BOQ 与MCB 全等,求 t 的值 【答案】 (1)y 3
20、 3 x2+43 3 ; (2)点 C 在(1)的抛物线上; (3)t2 3 【解析】 (1)将点 M(2,0) 、B(2,0)代入 y= 3 3 x2+bx+c 中,得: 43 3 + 2 + = 0 43 3 2 + = 0 解得: = 0 = 43 3 抛物线的解析式:y= 3 3 x2+ 43 3 (2)连接 MC,则 MCBC;过点 C 作 CDx 轴于 D,如图,在 RtBCM 中,CDBM,CM2,BM 4,则: DM= 2 = 22 4 =1,CD= 2 2= 22 1 = 3,ODOMDM1,C(1,3) 当 x1 时,y= 3 3 x2+ 43 3 = 3,所以点 C 在(
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