二次函数与相似问题-2022年中考数学大题狂练之压轴大题突破培优练(解析版)【江苏专用】.docx
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1、2022年中考数学大题狂练之压轴大题突破培优练(江苏专用) 专题3 二次函数与相似问题【真题再现】1(2021江苏镇江中考真题)将一张三角形纸片ABC放置在如图所示的平面直角坐标系中,点A(6,0),点B(0,2),点C(4,8),二次函数yax2+bx+c(a0)的图象经过点A,B,该抛物线的对称轴经过点C,顶点为D(1)求该二次函数的表达式及点D的坐标;(2)点M在边AC上(异于点A,C),将三角形纸片ABC折叠,使得点A落在直线AB上,且点M落在边BC上,点M的对应点记为点N,折痕所在直线l交抛物线的对称轴于点P,然后将纸片展开请作出图中点M的对应点N和折痕所在直线l;(要求:尺规作图,
2、不写作法,保留作图痕迹)连接MP,NP,在下列选项中:A折痕与AB垂直,B折痕与MN的交点可以落在抛物线的对称轴上,C.,D.,所有正确选项的序号是点Q在二次函数yax2+bx+c(a0)的图象上,当PDQPMN时,求点Q的坐标【答案】(1)y,D(4,);(2)见解析;A,D;(2,)或(10,)【解析】【分析】(1)利用待定系数法求解即可(2)根据要求作出图形即可如图2中,设线段MN的垂直平分线交抛物线对称轴于P,交MN于点Q,过点M作MHCD,过点Q作QJCD于J,QTMH于T想办法证明PMN是等腰直角三角形,可得结论设P(4,m)由PDQPMN,PMN是等腰直角三角形,推出PDQ是等腰
3、直角三角形,推出DPQ90,DPPQm+,推出Q(+m,m),构建方程求出m即可【详解】解(1)二次函数yax2+bx+c(a0)的图象经过点A(6,0),点B(0,2),且抛物线的对称轴经过点C(4,8),解之得:,y,当x4时,y,D(4,)(2)如图1中,点N,直线l即为所求如图2中,设线段MN的垂直平分线交抛物线对称轴于P,交MN于点Q,过点M作MHCD,过点Q作QJCD于J,QTMH于T由题意A(6,0),B(0,2),C(4,8),直线AC的解析式为y4x+24,直线AB的解析式为yx+2,直线BC的解析式为yx+2,MNAB,可以假设直线MN的解析式为yx+t,由,解得,M(,)
4、,由解得,N(,),Q(,),QJCD,QTMH,QJ+4,QT,QJQT,PJQMTQ90,QPJQMT,QJQT,PJQMTQ(AAS),PQMQ,PQM90,PMNMPQ45,PMPN,PMNPNM45,MPN90,PMN是等腰直角三角形,故选项D正确,B,C错误,将三角形纸片ABC折叠,使得点A落在直线AB上,且点M落在边BC上,折痕与AB垂直,故选项A正确,故答案为:A,D设P(4,m)PDQPMN,PMN是等腰直角三角形,PDQ是等腰直角三角形,DPQ90,DPPQm+,Q(4+m+,m),即Q(+m,m),把Q的坐标代入,得到,整理得,9m242m320,解得m或(舍弃),Q(2
5、,),根据对称性可知Q(10,)也满足条件,综上所述,满足条件的点Q的坐标为(2,)或(10,)【点睛】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,一次函数的性质,等腰直角三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会利用参数解决问题,证明PMN是等腰直角三角形是本题的突破点2(2021江苏无锡中考真题)在平面直角坐标系中,O为坐标原点,直线与x轴交于点B,与y轴交于点C,二次函数的图象过B、C两点,且与x轴交于另一点A,点M为线段上的一个动点,过点M作直线l平行于y轴交于点F,交二次函数的图象于点E(1)求二次函数的表达式;(2)当以C、E、F为顶点的三角形与相似时,求
6、线段的长度;(3)已知点N是y轴上的点,若点N、F关于直线对称,求点N的坐标【答案】(1);(2)或;(3)N(0,)【解析】【分析】(1)先求出B(3,0),C(0,3),再利用待定系数法即可求解;(2)先推出MBF=FBM=CFE=45,可得以C、E、F为顶点的三角形与相似时,或,设F(m,-m+3),则E(m,),根据比例式列出方程,即可求解;(3)先推出四边形NCFE是平行四边形,再推出FE=FC,列出关于m的方程,求出m的值,从而得CN=EF=,进而即可得到答案【详解】解:(1)直线与x轴交于点B,与y轴交于点C,B(3,0),C(0,3),二次函数的图象过B、C两点,解得:,二次函
7、数解析式为:;(2)B(3,0),C(0,3),ly轴,OB=OC,MBF=FBM=CFE=45,以C、E、F为顶点的三角形与相似时,或,设F(m,-m+3),则E(m,),EF=-(-m+3)= ,CF=,或,或(舍去)或或(舍去),EF=或;(3)ly轴,点N是y轴上的点,EFC=NCG,点N、F关于直线对称,CNE=EFC,CNE=NCG,NEFC,四边形NCFE是平行四边形,点N、F关于直线对称,NCE=FCE,ly轴,NCE=FEC,FCE=FEC,FE=FC,=,解得:或(舍去),CN=EF=,ON=+3=,N(0,)【点睛】本题主要考查二次函数与几何的综合,相似三角形的判定,掌握
8、函数图像上点的坐标特征,用点的横坐标表示出相关线段的长,是解题的关键3(2020年连云港中考第26题)在平面直角坐标系xOy中,把与x轴交点相同的二次函数图象称为“共根抛物线”如图,抛物线L1:y=12x2-32x2的顶点为D,交x轴于点A、B(点A在点B左侧),交y轴于点C抛物线L2与L1是“共根抛物线”,其顶点为P(1)若抛物线L2经过点(2,12),求L2对应的函数表达式;(2)当BPCP的值最大时,求点P的坐标;(3)设点Q是抛物线L1上的一个动点,且位于其对称轴的右侧若DPQ与ABC相似,求其“共根抛物线”L2的顶点P的坐标【分析】(1)由题意设抛物线L2的解析式为ya(x+1)(x
9、4),利用待定系数法求出a即可解决问题(2)由题意BPAP,如图1中,当A,C,P共线时,BPPC的值最大,此时点P为直线AC与直线x=32的交点(3)由题意,顶点D(32,-258),PDQ不可能是直角,第一种情形:当DPQ90时,如图31中,当QDPABC时如图32中,当DQPABC时第二种情形:当DQP90如图33中,当PDQABC时当DPQABC时,分别求解即可解决问题【解析】(1)当y0时,12x2-32x20,解得x1或4,A(1,0),B(4,0),C(0,2),由题意设抛物线L2的解析式为ya(x+1)(x4),把(2,12)代入ya(x+1)(x4),126a,解得a2,抛物
10、线的解析式为y2(x+1)(x4)2x26x8(2)抛物线L2与L1是“共根抛物线”,A(1,0),B(4,0),抛物线L1,L2的对称轴是直线x=32,点P在直线x=32上,BPAP,如图1中,当A,C,P共线时,BPPC的值最大,此时点P为直线AC与直线x=32的交点,直线AC的解析式为y2x2,P(32,5)(3)由题意,AB5,CB25,CA=5,AB2BC2+AC2,ACB90,CB2CA,y=12x2-32x2=12(x-32)2-258,顶点D(32,-258),由题意,PDQ不可能是直角,第一种情形:当DPQ90时,如图31中,当QDPABC时,QPDP=ACBC=12,设Q(
11、x,12x2-32x2),则P(32,12x2-32x2),DP=12x2-32x2(-258)=12x2-32x+98,QPx-32,PD2QP,2x3=12x2-32x+98,解得x=112或32(舍弃),P(32,398)如图32中,当DQPABC时,同法可得PQ2PD,x-32=x23x+94,解得x=52或32(舍弃),P(32,-218)第二种情形:当DQP90如图33中,当PDQABC时,PQDQ=ACBC=12,过点Q作QMPD于M则QDMPDQ,QMMD=PQDQ=12,由图33可知,M(32,398),Q(112,398),MD8,MQ4,DQ45,由DQDM=PDDQ,可
12、得PD10,D(32,-258)P(32,558)当DPQABC时,过点Q作QMPD于M同法可得M(32,-218),Q(52,-218),DM=12,QM1,QD=52,由QDDM=PDDQ,可得PD=52,P(32,-58)综上所述:P点坐标为(32,398)或(32,-218)或(32,558)或(32,-58)4(2019年镇江第27题)如图,二次函数yx2+4x+5图象的顶点为D,对称轴是直线l,一次函数y=25x+1的图象与x轴交于点A,且与直线DA关于l的对称直线交于点B(1)点D的坐标是(2,9);(2)直线l与直线AB交于点C,N是线段DC上一点(不与点D、C重合),点N的纵
13、坐标为n过点N作直线与线段DA、DB分别交于点P、Q,使得DPQ与DAB相似当n=275时,求DP的长;若对于每一个确定的n的值,有且只有一个DPQ与DAB相似,请直接写出n的取值范围95n215【分析】(1)直接用顶点坐标公式求即可;(2)由对称轴可知点C(2,95),A(-52,0),点A关于对称轴对称的点(132,0),借助AD的直线解析式求得B(5,3);当n=275时,N(2,275),可求DA=952,DN=185,CD=365当PQAB时,DPQDAB,DPDP=945;当PQ与AB不平行时,DP=325,;当PQAB,DBDP时,DB35,DN=245,所以N(2,215),则
14、有且只有一个DPQ与DAB相似时,95n215;【解析】(1)顶点为D(2,9);故答案为(2,9);(2)对称轴x2,C(2,95),由已知可求A(-52,0),点A关于x2对称点为(132,0),则AD关于x2对称的直线为y2x+13,B(5,3),当n=275时,N(2,275),DA=952,DN=185,CD=365当PQAB时,DPQDAB,DACDPN,DPDA=DNDC,DP=945;当PQ与AB不平行时,DPQDBA,DNQDCA,DPDB=DNDC,DP=325;综上所述,DP=325,DP=945;当PQAB,DBDP时,DB35,DPDA=DNDC,DN=245,N(2
15、,215),有且只有一个DPQ与DAB相似时,95n215;故答案为95n215;点睛:本题考查二次函数的图象及性质,三角形的相似;熟练掌握二次函数的性质,三角形相似的判定与性质是解题的关键【专项突破】1(2020常州一模)如图1,已知抛物线yx2+bx+c交y轴于点A(0,4),交x轴于点B(4,0),点P是抛物线上一动点,过点P作x轴的垂线PQ,过点A作AQPQ于点Q,连接AP(AP不平行x轴)(1)求抛物线的解析式;(2)点P在抛物线上运动,若AQPAOC(点P与点C对应),求点P的坐标;(3)如图2,若点P位于抛物线的对称轴的右侧,将APQ沿AP对折,点Q的对应点为点Q,当点Q落在x轴
16、上时,求点P的坐标【分析】(1)利用待定系数法求抛物线解析式,然后利用抛物线解析式得到一元二次方程,通过解一元二次方程得到C点坐标;(2)利用AQPAOC得到AQ4PQ,设P(m,m2+3m+4),所以m4|4(m2+3m+4|,然后解方程4(m23m)m和方程4(m23m)m得P点坐标;(3)设P(m,m2+3m+4)(m32),当点Q落在x轴上,延长QP交x轴于H,如图2,则PQm23m,证明RtAOQRtQHP,利用相似比得到QH4m12,则OQ123m,在RtAOQ中,利用勾股定理得到方程42+(123m)2m2,然后解方程求出m得到此时P点坐标;当点Q落在y轴上,易得点A、Q、P、Q
17、所组成的四边形为正方形,利用PQPQ得到|m23m|m,然后解方程m23mm和方程m23mm得此时P点坐标【解析】(1)把A(0,4),B(4,0)分别代入yx2+bx+c得 c=4-16+4b+c=0,解得b=3c=4,抛物线解析式为yx2+3x+4(2)当y0时,x2+3x+40,解得x11,x24,C(1,0),OC1,A(0,4),OA4,AQPAOC,AQAO=PQCO,AQPQ=AOCO=4,即AQ4PQ,设P(m,m2+3m+4),m4|4(m2+3m+4|,即4|m23m|m,解方程4(m23m)m得m10(舍去),m2=134,此时P点坐标为(134,5116);解方程4(m
18、23m)m得m10(舍去),m2=114,此时P点坐标为(114,7516);综上所述,点P的坐标为(134,5116)或(114,7516)(3)设P(m,m2+3m+4)(m32),当点Q落在x轴上,延长QP交x轴于H,如图2,则PQ4(m2+3m+4)m23m,APQ沿AP对折,点Q的对应点为点Q,AQPAQP90,AQAQm,PQPQm23m,AQOQPH,RtAOQRtQHP,OA:QHAQ:QP,解得QH4m12,OQm(4m12)123m,在RtAOQ中,42+(123m)2m2,整理得m29m+200,解得m14,m25,此时P点坐标为(4,0)或(5,6);综上所述,点P的坐
19、标为(4,0)或(5,6)2(2020灌云县一模)如图,以D为顶点的抛物线y=-12x2+bx+c交x轴于A、B两点,交y轴于点C,直线BC的表达式为yx+6(1)求抛物线的表达式;(2)在直线BC上有一点P,使PO+PA的值最小,求点P的坐标;(3)在x轴上是否存在一点Q,使得以A、C、Q为顶点的三角形与BCD相似?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由【分析】(1)先求出点B,C坐标,再用待定系数法即可得出结论;(2)作点O关于BC的对称点O,则O(6,6),则OP+AP的最小值为AO的长,然后求得AP的解析式,联立直线AP和BC的解析式可求得点P的坐标;(3)先判断出BCD是直角
20、三角形,求出tanBDC=BCCD=3,tanCAO=OCOA=3,得出BDCCAO分两种情况由相似三角形的性质可得出比例线段,求出AQ的长,则可得出答案【解析】(1)把x0代入yx+6,得:y6,C(0,6),把y0代入yx+6得:x6,B(6,0),将C(0,6)、B(6,0)代入y=-12x2+bx+c得:-1236+6b+c=0c=6,解得b=2c=6抛物线的解析式为y=-12x2+2x+6;(2)如图1所示:作点O关于BC的对称点O,则O(6,6),O与O关于BC对称,POPOPO+APPO+AP当A、P、O在一条直线上时,OP+AP有最小值y=-12x2+2x+6,当y0时,-12
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