2021-2022年收藏的精品资料专题06 图形运动中的计算说理问题解析版.doc
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1、玩转压轴题,争取满分之备战2018年中考数学解答题高端精品专题六 图形运动中的计算说理问题【考题研究】从近几年的中考试题来分析,简单的论证与单独的计算已经开始从考题中离去,推理与计算的融合已经成为了近期的考题重点,这种问题主要从计算能力和推理能力进行综合考查,也成为了考题中的压轴之题,从而进行专题压轴训练也是非常重要的。【解题攻略】计算说理是通过计算得到结论;说理计算侧重说理,说理之后进行代入求值压轴题中的代数计算题,主要是函数类题函数计算题必考的是待定系数法求函数的解析式,按照设、列、解、验、答五步完成,一般来说,解析式中待定几个字母,就要代入几个点的坐标还有一类计算题,就是从特殊到一般,通
2、过计算寻找规律代数计算和说理较多的一类题目,是确定直线与抛物线的交点个数.联立直线和抛物线的解析式组成方程组,消去y,得到关于x的一元二次方程,然后根据确定交点的个数 【解题类型及其思路】我们介绍一下求函数图像交点坐标的几何方法如图1,已知直线yx1与x轴交于点A,抛物线yx22x3与直线yx1交于A、B两点,求点B的坐标的代数方法,就是联立方程组,方程组的一个解是点A的坐标,另一个解计算点的坐标几何法是这样的:设直线AB与y轴分别交于C,那么tanAOC1作BEx轴于E,那么设B(x, x22x3),于是请注意,这个分式的分子因式分解后,这个分式能不能约分,为什么?因为x1的几何意义是点A,
3、由于点B与点A不重合,所以x1,因此约分以后就是x31这样的题目一般都是这样,已知一个交点求另一个交点,经过约分,直接化为一元一次方程,很简便 【典例指引】类型一 【计算说理盈利问题】 典例指引1某厂按用户的月需求量x(件)完成一种产品的生产,其中x0,每件的售价为18万元,每件的成本y(万元)是基础价与浮动价的和,其中基础价保持不变,浮动价与月需求量x(件)成反比,经市场调研发现,月需求量x与月份n(n为整数,1n12),符合关系式x=2n22kn+9(k+3)(k为常数),且得到了表中的数据 月份n(月) 1 2 成本y(万元/件) 11 12 需求量x(件/月) 120 100(1)求y
4、与x满足的关系式,请说明一件产品的利润能否是12万元;(2)求k,并推断是否存在某个月既无盈利也不亏损;(3)在这一年12个月中,若第m个月和第(m+1)个月的利润相差最大,求m【解答】解:(1)由题意,设y=a+,由表中数据可得:,解得:,y=6+,由题意,若12=18(6+),则=0,x0,0,不可能;(2)将n=1、x=120代入x=2n22kn+9(k+3),得:120=22k+9k+27,解得:k=13,x=2n226n+144,将n=2、x=100代入x=2n226n+144也符合,k=13;由题意,得:18=6+,解得:x=50,50=2n226n+144,即n213n+47=0
5、,=(13)241470,方程无实数根,不存在;(3)第m个月的利润为W,来源:学|科|网Z|X|X|KW=x(18y)=18xx(6+)=12(x50)=24(m213m+47),第(m+1)个月的利润为W=24(m+1)213(m+1)+47=24(m211m+35),若WW,WW=48(6m),m取最小1,WW取得最大值240;若WW,WW=48(m6),由m+112知m取最大11,WW取得最大值240;m=1或11【名师点睛】本题主要考查二次函数的应用,理解题意准确梳理所涉变量,并熟练掌握待定系数法求函数解析式、利润的相等关系列出解析式是解题的关键【举一反三】荆州市某水产养殖户进行小龙
6、虾养殖已知每千克小龙虾养殖成本为6元,在整个销售旺季的80天里,销售单价p(元/千克)与时间第t(天)之间的函数关系为:,日销售量y(千克)与时间第t(天)之间的函数关系如图所示:(1)求日销售量y与时间t的函数关系式?学科网(2)哪一天的日销售利润最大?最大利润是多少?(3)该养殖户有多少天日销售利润不低于2400元?(4)在实际销售的前40天中,该养殖户决定每销售1千克小龙虾,就捐赠m(m7)元给村里的特困户在这前40天中,每天扣除捐赠后的日销售利润随时间t的增大而增大,求m的取值范围【解析】(1)根据函数图象,利用待定系数法求解可得;(2)设日销售利润为w,分1t40和41t80两种情况
7、,根据“总利润=每千克利润销售量”列出函数解析式,由二次函数的性质分别求得最值即可判断;(3)求出w=2400时x的值,结合函数图象即可得出答案;(4)依据(2)中相等关系列出函数解析式,确定其对称轴,由1t40且销售利润随时间t的增大而增大,结合二次函数的性质可得答案【解答】解:(1)设解析式为y=kt+b,将(1,198)、(80,40)代入,得:,解得:,y=2t+200(1x80,t为整数);(3)由(2)得:当1t40时,w=(t30)2+2450,令w=2400,即(t30)2+2450=2400,解得:t1=20、t2=40,由函数w=(t30)2+2450图象可知,当20t40
8、时,日销售利润不低于2400元,而当41t80时,w最大=23012400,t的取值范围是20t40,共有21天符合条件(4)设日销售利润为w,根据题意,得:w=(t+166m)(2t+200)=t2+(30+2m)t+2000200m,其函数图象的对称轴为t=2m+30,w随t的增大而增大,且1t40,由二次函数的图象及其性质可知2m+3040,解得:m5,又m7,5m7类型二 【计算解决图形的几何变换问题】 典例指引2如图,四边形ABCO为矩形,点A在x轴上,点C在y轴上,且点B的坐标为(1,2),将此矩形绕点O顺时针旋转90得矩形DEFO,抛物线y=x2+bx+c过B,E两点(1)求此抛
9、物线的函数关系式(2)将矩形ABCO向左平移,并且使此矩形的中心在此抛物线上,求平移距离(3)将矩形DEFO向上平移距离d,并且使此抛物线的顶点在此矩形的边上,则d的值是或【解析】(1)待定系数法即可解决问题(2)矩形ABCO的中心坐标为(,1),可得1=x2+x+,解得x=或2,所以平移距离d=()=(3)求出顶点坐标,点E坐标,即可解决问题【解答】解:(1)由题意,点E的坐标为(2,1),则,解得,此抛物线的解析式为y=x2+x+(2)矩形ABCO的中心坐标为(,1),1=x2+x+,解得x=或2,平移距离d=()=【名师点睛】本题考查二次函数与几何变换,矩形的性质旋转变换、平移变换等知识
10、,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,属于中考常考题型学科=网【举一反三】在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=mx24mx+4m+4(m0)的顶点为PP,M两点关于原点O成中心对称(1)求点P,M的坐标;(2)若该抛物线经过原点,求抛物线的表达式;(3)在(2)的条件下,将抛物线沿x轴翻折,翻折后的图象在0x5的部分记为图象H,点N为抛物线对称轴上的一个动点,经过M,N的直线与图象H有两个公共点,结合图象求出点N的纵坐标n的取值范围【解析】(1)将抛物线解析式转化为顶点式,易得点P的坐标;结合关于原点对称的点的特征写出点M的坐标;(2)把原点代入函数解析式求得m的值;(3)翻折后顶点坐标为(
11、2,4);结合图象解答(3)翻折后顶点坐标为(2,4);当直线过(5,5)时可算出n=,所以4n类型三 【计算解决特殊三角形的存在性问题】 典例指引3(2017年四川攀枝花中考)如图,抛物线与x轴交于A,B两点,B点坐标为(3,0)与y轴交于点C(0,3)(1)求抛物线的解析式;(2)点P在x轴下方的抛物线上,过点P的直线y=x+m与直线BC交于点E,与y轴交于点F,求PE+EF的最大值;学!科网(3)点D为抛物线对称轴上一点当BCD是以BC为直角边的直角三角形时,求点D的坐标;若BCD是锐角三角形,求点D的纵坐标的取值范围【解析】试题分析:(1)利用待定系数法求抛物线的解析式;(2)易得BC
12、的解析式为y=x+3,先证明ECF为等腰直角三角形,作PHy轴于H,PGy轴交BC于G,如图1,则EPG为等腰直角三角形,PE=PG,设P(t,t24t+3)(1t3),则G(t,t+3),接着利用t表示PF、PE,所以PE+EF=2PE+PF= ,然后利用二次函数的性质解决问题;(3)如图2,抛物线的对称轴为直线x=2,设D(2,y),利用两点间的距离公式得到BC2=18,DC2=4+(y3)2,BD2=1+y2,讨论:当BCD是以BC为直角边,BD为斜边的直角三角形时,18+4+(y3)2=1+y2;当BCD是以BC为直角边,CD为斜边的直角三角形时,4+(y3)2=1+y2+18,分别解
13、方程求出t即可得到对应的D点坐标;由于BCD是以BC为斜边的直角三角形有4+(y3)2+1+y2=18,解出y的值,得到此时D点的坐标,然后结合图形可确定BCD是锐角三角形时点D的纵坐标的取值范围试题解析:解:(1)把B(3,0),C(0,3)代入得: ,解得: ,抛物线的解析式为;(3)如图2,抛物线的对称轴为直线x=2,设D(2,y),则BC2=32+32=18,DC2=4+(y3)2,BD2=(32)2+y2=1+y2,当BCD是以BC为直角边,BD为斜边的直角三角形时,BC2+DC2=BD2,即18+4+(y3)2=1+y2,解得y=5,此时D点坐标为(2,5);当BCD是以BC为直角
14、边,CD为斜边的直角三角形时,BC2+DB2=DC2,即4+(y3)2=1+y2+18,解得y=1,此时D点坐标为(2,1);综上所述:D点坐标为(2,5)或(2,1)当BCD是以BC为斜边的直角三角形时,DC2+DB2=BC2,即4+(y3)2+1+y2=18,解得y1=,y2=,此时D点坐标为(2, )或(2, ),所以BCD是锐角三角形,点D的纵坐标的取值范围为y5或1y【名师点睛】本题考查了二次函数的综合题:熟练掌握等腰直角三角形的性质、二次函数图象上点的坐标特征和二次函数的性质;会利用待定系数法求函数解析式;会利用两点间的距离公式计算线段的长;理解坐标与图形的性质;会运用分类讨论的思
15、想和数形结合的思想解决数学问题【举一反三】如图,已知抛物线y=+bx+4与x轴相交于A、B两点,与y轴相交于点C,若已知A点的坐标为(2,0)(1)求抛物线的解析式;来源:Zxxk.Com(2)连接AC、BC,求线段BC所在直线的解析式;(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使ACP为等腰三角形?若存在,求出符合条件的P点坐标;若不存在,请说明理由【解析】(1)利用待定系数法求出抛物线解析式;(2)在抛物线解析式中,令x=0,可求出点C坐标;令y=0,可求出点B坐标再利用待定系数法求出直线BD的解析式;(3)本问为存在型问题若ACP为等腰三角形,则有三种可能的情形,需要分类讨论,逐一计算,避免
16、漏解解:(1)抛物线y=x2+bx+4的图象经过点A(2,0),(2)2+b(2)+4=0,解得:b=,抛物线解析式为 y=x2+x+4,又y=x2+x+4=(x3)2+,对称轴方程为:x=3(2)在y=x2+x+4中,令x=0,得y=4,C(0,4);学科-网令y=0,即x2+x+4=0,整理得x26x16=0,解得:x=8或x=2,A(2,0),B(8,0)设直线BC的解析式为y=kx+b,把B(8,0),C(0,4)的坐标分别代入解析式,得:,解得: ,直线BC的解析式为:y=x+4(3)存在,理由:抛物线的对称轴方程为:x=3,可设点P(3,t),A(2,0),C(0,4),AC=2,
17、AQ=,CQ=当AQ=CQ时,有=,25+t2=t28t+16+9,解得t=0,P1(3,0);当AC=AP时,有2=,t2=5,此方程无实数根,此时ACP不能构成等腰三角形;当AC=CP时,有2=,整理得:t28t+5=0,解得:t=4,点P坐标为:P2(3,4+),P3(3,4)综上所述,存在点P,使ACP为等腰三角形,点P的坐标为:P1(3,0),P2(3,4+),P3(3,4)【名师点睛】本题是一道二次函数综合题.存在性是本题的难点,而突破难点的关键在于要利用分类思想进行解题.类型四 【计算解决图形面积的最值问题】 典例指引4在平面直角坐标系xOy中,规定:抛物线y=a(xh)2+k的
18、伴随直线为y=a(xh)+k例如:抛物线y=2(x+1)23的伴随直线为y=2(x+1)3,即y=2x1(1)在上面规定下,抛物线y=(x+1)24的顶点坐标为 ,伴随直线为 ,抛物线y=(x+1)24与其伴随直线的交点坐标为 和 ;(2)如图,顶点在第一象限的抛物线y=m(x1)24m与其伴随直线相交于点A,B(点A在点B的右侧),与x轴交于点C,D学!科网若CAB=90,求m的值;如果点P(x,y)是直线BC上方抛物线上的一个动点,PBC的面积记为S,当S取得最大值时,求m的值【解析】(1)由抛物线的顶点式可求得其顶点坐标,由伴随直线的定义可求得伴随直线的解析式,联立伴随直线和抛物线解析式
19、可求得其交点坐标;(2)可先用m表示出A、B、C、D的坐标,利用勾股定理可表示出AC2、AB2和BC2,在RtABC中由勾股定理可得到关于m的方程,可求得m的值;由B、C的坐标可求得直线BC的解析式,过P作x轴的垂线交BC于点Q,则可用x表示出PQ的长,进一步表示出PBC的面积,利用二次函数的性质可得到m的方程,可求得m的值【解答】解:(1)y=(x+1)24,顶点坐标为(1,4),由伴随直线的定义可得其伴随直线为y=(x+1)4,即y=x3,联立抛物线与伴随直线的解析式可得,解得或,其交点坐标为(0,3)和(1,4),故答案为:(1,4);y=x3;(0,3);(1,4);AC2=4+16m
20、2,AB2=1+m2,BC2=9+9m2,CAB=90,AC2+AB2=BC2,即4+16m2+1+m2=9+9m2,解得m=(抛物线开口向下,舍去)或m=,当CAB=90时,m的值为;设直线BC的解析式为y=kx+b,B(2,3m),C(1,0),解得,直线BC解析式为y=mxm,过P作x轴的垂线交BC于点Q,如图,点P的横坐标为x,P(x,m(x1)24m),Q(x,mxm),P是直线BC上方抛物线上的一个动点,来源:学科网ZXXKPQ=m(x1)24m+mx+m=m(x2x2)=m(x)2,SPBC=(2(1)PQ=(x)2m,当x=时,PBC的面积有最大值m,S取得最大值时,即m=,解
21、得m=2【名师点睛】本题为二次函数综合题,涉及待定系数法、二次函数的性质、函数图象的交点、勾股定理、方程思想等知识在(1)中注意伴随直线的定义的理解,在(2)中分别求得A、B、C、D的坐标是解题的关键,在(2)中用x表示出PBC的面积是解题的关键本题考查知识点较多,综合性较强,难度适中【举一反三】抛物线y=4x22ax+b与x轴相交于A(x1,0),B(x2,0)(0x1x2)两点,与y轴交于点C(1)设AB=2,tanABC=4,求该抛物线的解析式;(2)在(1)中,若点D为直线BC下方抛物线上一动点,当BCD的面积最大时,求点D的坐标;(3)是否存在整数a,b使得1x12和1x22同时成立
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