第01讲 二次函数综合(一)(教师版)A4-精品文档整理-精品文档资料.docx
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1、高斯教育学科教师辅导讲义学员姓名:年 级:辅导科目:学科教师:五块石1上课时间授课主题第01讲 二次函数综合(一)知识图谱错题回顾顾题回顾二次函数综合(一)知识精讲二次函数与圆的综合二次函数的概念1二次函数的定义:一般地,形如 (为常数,)的函数称为关于的二次函数,其中为自变量,为因变量,分别为二次函数的二次项、一次项和常数项系数 2二次函数的结构特征:等号左边是函数,右边是关于自变量的二次式,的最高次数是垂径定理1定理:垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的两条弧2推论1:(1)平分弦(非直径)的直径,垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧(2)弦的垂直平分线经过圆心,并且平分弦所对的两条弧(
2、3)平分弦所对的一条弧的直径,垂直平分弦,并且平分弦所对的另一条弧推论2:圆的两条平行线所夹的弧相等应用垂径定理与推论进行计算时,往往要构造如右图所示的直角三角形,根据垂径定理与勾股定理有:,根据此公式,在,三个量中知道任何两个量就可以求出第三个量补充说明:做题过程中,定理与推论(1)可以直接使用,而推论(2)、(3)需证明后再使用切线的性质1性质定理:圆的切线垂直于过切点的半径推论1:经过圆心且垂直于切线的直线必经过切点推论2:经过切点且垂直于切线的直线必经过圆心切线的判定1定义法:和圆只有一个公共点的直线是圆的切线;2距离法:和圆心距离等于半径的直线是圆的切线;3判定定理:经过半径的外端并
3、且垂直于这条半径的直线是圆的切线4切线的证明方法思路一:证明直线与圆有且只有一个公共点思路二:若已知条件中不知直线与圆是否有公共点,则过圆心向直线作垂线段,证明垂线段长()等于半径()思路三:若已知直线与圆的公共点,则连接这点与圆心的半径,证明此半径垂直于直线解决二次函数与圆的相关问题,关键是求出关键点的坐标,转换成线段长度再利用几何知识来解题三点剖析一 考点:二次函数与圆二重难点:二次函数与圆三易错点:1圆与一次函数:圆与一次函数的结合主要考虑到相切的情况求取值范围,利用垂径定理或者切线的性质和定理进行求解;2圆与二次函数:圆与二次函数基本上结合了二次函数和圆的性质,需要借助图像来进行分析;
4、3圆与反比例函数:圆与反比例函数出现的较少,要注意到反比例函数的对称性,再结合圆的条件来进行分析解答函数与圆题模精讲题模一:二次函数与圆的综合例1.1.1如果a,b,c,d为互不相等的有理数,且,那么_如图,抛物线y=x2+bx+c与直线AB交于A(4,4),B(0,4)两点,直线AC:y=x6交y轴于点C点E是直线AB上的动点,过点E作EFx轴交AC于点F,交抛物线于点G(1)求抛物线y=x2+bx+c的表达式;(2)连接GB,EO,当四边形GEOB是平行四边形时,求点G的坐标;(3)在y轴上存在一点H,连接EH,HF,当点E运动到什么位置时,以A,E,F,H为顶点的四边形是矩形?求出此时点
5、E,H的坐标;在的前提下,以点E为圆心,EH长为半径作圆,点M为E上一动点,求AM+CM它的最小值【答案】见解析【解析】解:(1)点A(4,4),B(0,4)在抛物线y=x2+bx+c上,抛物线的解析式为y=x22x+4;(2)设直线AB的解析式为y=kx+n过点A,B,直线AB的解析式为y=2x+4,设E(m,2m+4),G(m,m22m+4),四边形GEOB是平行四边形,EG=OB=4,m22m+42m4=4,m=2,G(2,4);(3)如图1,由(2)知,直线AB的解析式为y=2x+4,设E(a,2a+4),直线AC:y=x6,F(a,a6),设H(0,p),以点A,E,F,H为顶点的四
6、边形是矩形,直线AB的解析式为y=2x+4,直线AC:y=x6,ABAC,EF为对角线,(4+0)=(a+a),(4+p)=(2a+4a6),a=2,P=1,E(2,0)H(0,1);如图2,由知,E(2,0),H(0,1),A(4,4),EH=,AE=2,设AE交E于G,取EG的中点P,PE=,连接PC交E于M,连接EM,EM=EH=,PEM=MEA,PEMMEA,PM=AM,AM+CM的最小值=PC,设点P(p,2p+4),E(2,0),PE2=(p+2)2+(2p+4)2=5(p+2)2,PE=,5(p+2)2=,p=或p=(由于E(2,0),所以舍去),P(,1),C(0,6),PC=
7、,即: AM+CM=例1.1.2如图,M的圆心M(1,2),M经过坐标原点O,与y轴交于点A,经过点A的一条直线l解析式为:y=x+4与x轴交于点B,以M为顶点的抛物线经过x轴上点D(2,0)和点C(4,0)(1)求抛物线的解析式;(2)求证:直线l是M的切线;(3)点P为抛物线上一动点,且PE与直线l垂直,垂足为E,PFy轴,交直线l于点F,是否存在这样的点P,使PEF的面积最小?若存在,请求出此时点P的坐标及PEF面积的最小值;若不存在,请说明理由【答案】见解析【解析】解:(1)设抛物线的解析式为y=a(x2)(x+4),将点M的坐标代入得:9a=2,解得:a=抛物线的解析式为y=x2x+
8、(2)连接AM,过点M作MGAD,垂足为G把x=0代入y=x+4得:y=4,A(0,4)将y=0代入得:0=x+4,解得x=8,B(8,0)OA=4,OB=8M(1,2),A(0,4),MG=1,AG=2tanMAG=tanABO=MAG=ABOOAB+ABO=90,MAG+OAB=90,即MAB=90l是M的切线(3)PFE+FPE=90,FBD+PFE=90,FPE=FBDtanFPE=PF:PE:EF=:2:1PEF的面积=PEEF=PFPF=PF2当PF最小时,PEF的面积最小设点P的坐标为(x,x2x+),则F(x,x+4)PF=(x+4)(x2x+)=x+4+x2+x=x2x+=(
9、x)2+当x=时,PF有最小值,PF的最小值为P(,)PEF的面积的最小值为=()2=例1.1.3在平面直角坐标系中,直线y=x+1交y轴于点B,交x轴于点A,抛物线y=x2+bx+c经过点B,与直线y=x+1交于点C(4,2)(1)求抛物线的解析式;(2)如图,横坐标为m的点M在直线BC上方的抛物线上,过点M作MEy轴交直线BC于点E,以ME为直径的圆交直线BC于另一点D,当点E在x轴上时,求DEM的周长(3)将AOB绕坐标平面内的某一点按顺时针方向旋转90,得到A1O1B1,点A,O,B的对应点分别是点A1,O1,B1,若A1O1B1的两个顶点恰好落在抛物线上,请直接写出点A1的坐标【答案
10、】见解析【解析】解:(1)直线y=x+1交y轴于点B,B(0,1),抛物线y=x2+bx+c经过点B和点C(4,2),解得:,抛物线的解析式为:y=x2+x+1;(2)如图1,直线y=x+1交x轴于点A,当y=0时,x+1=0,x=,A(,0),OA=,在RtAOB中,OB=1,AB=,sinABO=,cosABO=,MEx轴,DEM=ABO,以ME为直径的圆交直线BC于另一点D,EDM=90,DE=MEcosDEM=ME,DM=MEsinDEM=ME,当点E在x轴上时,E和A重合,则m=OA=,当x=时,y=;ME=,DE=,DM=,DEM的周长=DE+DM+ME=;(3)由旋转可知:O1A
11、1x轴,O1B1y轴,设点A1的横坐标为x,则点B1的横坐标为x+1,O1A1x轴,点O1,A1不可能同时落在抛物线上,分以下两种情况:如图2,当点O1,B1同时落在抛物线上时,点O1,B1的纵坐标相等,=(x+1)2+(x+1)+1,解得:x=,此时点A1的坐标为(,),如图3,当点A1,B1同时落在抛物线上时,点B1的纵坐标比点A1的纵坐标大,=(x+1)2+(x+1)+1,解得:x=,此时A1(,),综上所述,点A1(,)或(,)例1.1.4如图,在坐标系xOy中,已知D(5,4),B(3,0),过D点分别作DA、DC垂直于x轴,y轴,垂足分别为A、C两点,动点P从O点出发,沿x轴以每秒
12、1个单位长度的速度向右运动,运动时间为t秒(1)当t为何值时,PCDB;(2)当t为何值时,PCBC;(3)以点P为圆心,PO的长为半径的P随点P的运动而变化,当P与BCD的边(或边所在的直线)相切时,求t的值【答案】见解析【解析】解:(1)D(5,4),B(3,0),过D点分别作DA、DC垂直于x轴,y轴,垂足分别为A、C两点,DC=5,OC=4,OB=3,DCy轴,x轴y轴,DCBP,PCDB,四边形DBPC是平行四边形,DC=BP=5,OP=53=2,21=2,即当t为2秒时,PCBD;(2)PCBC,x轴y轴,COP=COB=BCP=90,PCO+BCO=90,CPO+PCO=90,C
13、PO=BCO,PCOCBO,1=,即当t为秒时,PCBC;(3)设P的半径是R,分为三种情况:当P与直线DC相切时,如图1,过P作PMDC交DC延长线于M,则PM=OC=4=OP,41=4,即t=4;如图2,当P与BC相切时,BOC=90,BO=3,OC=4,由勾股定理得:BC=5,PMB=COB=90,CBO=PBM,COBPMB,R=12,121=12,即t=12秒;根据勾股定理得:BD=,如图3,当P与DB相切时,PMB=DAB=90,ABD=PBM,ADBMPB,R=6+12;(6+12)1=6+12,即t=(6+12)秒随堂练习随练1.1如图所示,在平面直角坐标系中,C经过坐标原点O
14、,且与x轴,y轴分别相交于M(4,0),N(0,3)两点已知抛物线开口向上,与C交于N,H,P三点,P为抛物线的顶点,抛物线的对称轴经过点C且垂直x轴于点D(1)求线段CD的长及顶点P的坐标;(2)求抛物线的函数表达式;(3)设抛物线交x轴于A,B两点,在抛物线上是否存在点Q,使得S四边形OPMN=8SQAB,且QABOBN成立?若存在,请求出Q点的坐标;若不存在,请说明理由【答案】见解析【解析】解:(1)如图,连接OC,M(4,0),N(0,3),OM=4,ON=3,MN=5,OC=MN=,CD为抛物线对称轴,OD=MD=2,在RtOCD中,由勾股定理可得CD=,PD=PCCD=1,P(2,
15、1);(2)抛物线的顶点为P(2,1),设抛物线的函数表达式为y=a(x2)21,抛物线过N(0,3),3=a(02)21,解得a=1,抛物线的函数表达式为y=(x2)21,即y=x24x+3;(3)在y=x24x+3中,令y=0可得0=x24x+3,解得x=1或x=3,A(1,0),B(3,0),AB=31=2,ON=3,OM=4,PD=1,S四边形OPMN=SOMP+SOMN=OMPD+OMON=41+43=8=8SQAB,SQAB=1,设Q点纵坐标为y,则2|y|=1,解得y=1或y=1,当y=1时,则QAB为钝角三角形,而OBN为直角三角形,不合题意,舍去,当y=1时,可知P点即为所求
16、的Q点,D为AB的中点,AD=BD=QD,QAB为等腰直角三角形,ON=OB=3,OBN为等腰直角三角形,QABOBN,综上可知存在满足条件的点Q,其坐标为(2,1)随练1.2如图在平面直角坐标系中,直线y=x+3与x轴、y轴分别交于A、B两点,点P、Q同时从点A出发,运动时间为t秒其中点P沿射线AB运动,速度为每秒4个单位长度,点Q沿射线AO运动,速度为每秒5个单位长度以点Q为圆心,PQ长为半径作Q(1)求证:直线AB是Q的切线;(2)过点A左侧x轴上的任意一点C(m,0),作直线AB的垂线CM,垂足为M若CM与Q相切于点D,求m与t的函数关系式(不需写出自变量的取值范围);(3)在(2)的
17、条件下,是否存在点C,直线AB、CM、y轴与Q同时相切?若存在,请直接写出此时点C的坐标;若不存在,请说明理由【答案】见解析【解析】(1)证明:如图1中,连接QP在RtAOB中,OA=4,OB=3,AB=5,AP=4t,AQ=5t,PAQ=BAO,PAQBAO,APQ=AOB=90,QPAB,AB是O的切线(2)解:如图2中,当直线CM在O的左侧与Q相切时,设切点为D,则四边形PQDM是正方形易知PQ=DQ=3t,CQ=3t=,OC+CQ+AQ=4,m+t+5t=4,m=4如图3中,当直线CM在O的右侧与Q相切时,设切点为D,则四边形PQDM是正方形OC+AQCQ=4,m+5tt=4,m=4t
18、(3)解:存在理由如下:如图4中,当Q在y则的右侧与y轴相切时,3t+5t=4,t=,由(2)可知,m=或如图5中,当Q在y则的左侧与y轴相切时,5t3t=4,t=2,由(2)可知,m=或综上所述,满足条件的点C的坐标为(,0)或(,0)或(,0)或(,0)随练1.3在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+2bx+c与x轴交于点A、B(点A在点B的右侧),且与y轴正半轴交于点C,已知A(2,0)(1)当B(4,0)时,求抛物线的解析式;(2)O为坐标原点,抛物线的顶点为P,当tanOAP=3时,求此抛物线的解析式;(3)O为坐标原点,以A为圆心OA长为半径画A,以C为圆心,OC长为半径画圆C,当A
19、与C外切时,求此抛物线的解析式【答案】见解析【解析】解:(1)把点A(2,0)、B(4,0)的坐标代入y=x2+2bx+c得,b=1c=8,抛物线的解析式为y=x22x+8;(2)如图1,设抛物线的对称轴与x轴的交点为H,把点A(2,0)的坐标代入y=x2+2bx+c得,4+4b+c=0,抛物线的顶点为P,y=x2+2bx+c=(xb)2+b2+c,P(b,b2+c),PH=b2+c,AH=2b,在RtPHA中,tanOAP=,联立得,(不符合题意,舍)或,抛物线的解析式为y=x22x+8;(3)如图2,抛物线y=x2+2bx+c与y轴正半轴交于点C,C(0,c)(c0),OC=c,A(2,0
20、),OA=2,AC=,A与C外切,AC=c+2=,c=0(舍)或c=,把点A(2,0)的坐标代入y=x2+2bx+c得,4+4b+c=0,b=,抛物线的解析式为y=x2+x+随练1.4在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于点A,B(A在B的左侧),抛物线的对称轴为直线x=1,AB=4(1)求抛物线的表达式;(2)抛物线上有两点M(x1,y1)和N(x2,y2),若x11,x21,x1+x22,试判断y1与y2的大小,并说明理由;(3)直线l过A及C(0,2),P为抛物线上一点(在x轴上方),过P作PDy轴交直线AC于点D,以PD为直径作E,求E在直线AC上截得的线段的最大
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