二次函数与几何综合题(解答题重难点题型)-2018年中考数学重难点题型讲练(解析版).pdf
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1、专 题 12解答题重难点题型.二次函数与几何综合题中 考 指 导:二次函数与几何知识的综合题历来是中考数学试题的压轴题热门之选,对于数学压轴题,同学们更多的是应该要去分析试题的构成及试题所属的专题去分析,在初中数学学习中,同学们接触的更多的题目应该是二次函数。面对二次函数,有的同学们直呼头痛,其实二次函数并不是想象中的那么难的,一般那些数学题目只不过都是以二次函数为数学模型来进行存在性问题,更值问题,懂点问题的考查。二次函数与几何知识的综合题中主要可分为存在性的问题、动点问题和面积最值问题,对于存在性的问题,一般更喜欢考查的就是等腰三角形、平行四边形等等知识。因此看到这类题目,同学们首先就应该
2、把自己的思维转向等腰三角形和特殊四边形的性质和定理上去分析;对于动点问题,同学们就应该要去关注事物在运动过程中,有哪些量是变量,而有哪些量是定量。要解决这类问题,同学们就要懂得分析定量和变量之间的关系,对于动点问题,常用的解决方法就是三角形相似,就是把变量和定理通过对比的关系结合起来,用定量来表示变量,那么这个动点问题就容易解决了。典型例题解析1 4【例 1】如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=io与 x 轴的交点为A,与 y 轴的交点为点B,过点 B 作 x 轴的平行线B C,交抛物线于点C,连接A C.现有两动点P,Q 分别从0,C 两点同时出发,点 P 以每秒4个单位的速度沿0 A
3、 向终点A 移动,点 Q 以每秒1 个单位的速度沿C B 向点B 移动,点 P 停止运动时,点 Q 也同时停止运动,线段0C,PQ相交于点D,过点D 作 DE OA,交 C A 于点E,射线QE 交 x 轴于点F.设动点P,Q 移动的时间为t(单位:秒).(1)求 A,B,C 三点的坐标和抛物线的顶点的坐标;(2)当 t 为何值时,四边形PQCA为平行四边形?请写出计算过程;(3)当0 /时,4 P Q F 的面积是否总为定值?若是,求出此定值,若不是,请说明理由;2(4)当 t 为何值时,PQF为等腰三角形?请写出解答过程.【解析】试题分析:(1)已知抛物线的解析式,当 x=0时,可求得B
4、的坐标:由于BCOA,把 B 的纵坐标代入抛物线的解析式,可求出C 的坐标;当 y=0时,可求出A 的坐标.求顶点坐标时用公式法或配方法都可以;(2)当四边形ACQP是平行四边形时,AP、CQ需满足平行且相等的条件.已知BCOA,只需求t 为何值时,AP=CQ,可先用t 表示AP,C Q,再列出方程即可求出t 的值;9(3)当 0 t -时,根据0 A=1 8,P点的速度为4 单位/秒,可得出P点总在0 A 上运动.Z k P Q F 中,Q到 P F 的距离2是定值即0 B 的长,因此只需看P F 的 值 是 否 有 变 化 即 可 得 出 是 否 为 定 值,已 知 Q C P F,根据平
5、行线分线段成比例定理可得出:耍=丝=丝=史,因此可得出/=行,那 么 P P=P A+A F=P A-H 3 P A,由于0 A 的长为定值OP DP EF AF即 P F 的长为定值,因此A P C I F 的面积是不会变化的.其面积的值可用:O A O B 求出;(4)可先用t 表示出P,F,Q的坐标,然后根据坐标系中两点间的距离公式得出P F,P Q:,即:,进而可分三种情况进行讨论:P F Q 以 P F 为 斜 边.则 P F=P Q:+F Q:,可 求 出 t的值;P F Q 以 P Q 为斜边,方法同;A P F Q以 F Q 为斜边,方法同.综合三种情况即可得出符合条件的t的值
6、.1 ,4试题解析:(1)y =x2一一x-10,18 9令 y=0,得 X2-8X-180=0,即(x 1 8)(x+1 0)=0,x=1 8 或 x=-1 0.;.A(1 8,0)1 4在丫=一X2 X-10 中,令 x=0 得 y=-1 0,18 9即 B(0,-1 0).由于B C 0 A,故点C的纵坐标为T O,1 ,4由-1 0=X x-10 f#,x=8 或 x=0,18 998即 C(8,T O)且易求出顶点坐标为(4,),998于是,A(1 8,0),B(0,-1 0),C(8,TO),顶点坐标为(4,);9(2)若四边形P Q C A 为平行四边形,由于Q C P A.故只
7、要Q C=P A 即可,而 P A=1 8-4 t,C Q=t,1 o故 1 8-4 t=t 得 t ;5(3)设点 P 运动 t 秒,则 0 P=4 t,C Q=t,0 t =224,由于 J 市-15,乂 0口51_口22.5,29 8418EZI5t_8EZI14.5 而 14.52=()=-=炉+&+与 轴交于儿 J 两点,8 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)点户在x 轴下方的抛物线上,过点尸的直线产产m与直线8 c 交于点,与 y 轴交于点尸,求用分的最大值;(3)点为抛物线对称轴上一点.当as切 是 以 比 为直角边的直角三角形时,求点
8、的坐标;若版是锐角三角形,求点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)易得比的解析式为尸-x+3,先 证 明 为 等 腰 直 角 三 角 形,作 Ly轴于“尸 G y 轴交比于G,如 图 1,V2则为等腰直角三角形,P E=2 PG,设一(,t2-4?+3)(l f 3),则 G(3 -t+3),接着利用t 表示,、P E,所以P E+E-P E+P Q-J 92+4 万,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尸2,设(2,y),利用两点间的距离公式得到初=1 8,=4+(y-3)2,9=1+4,讨论:当及力是以比1 为直角
9、边,放为斜边的直角三角形时,1 8+4+(y-3)2=1+/;当 腼 是 以 欧为宜角边,切为斜边的宜角三角形时,4+(y-3)2=l+y+1 8,分别解方程求出t 即可得到对应的点坐标;由于及力是以6 c 为斜边的直角三角形有4+(y-3)旺1+产=1 8,解出y的值,得到此时点的坐标,然后结合图形可确定)?(力是锐角三角形时点。的纵坐标的取值范围.9 +3 Z?+c =0 。=-4试题解析:解:(1)把 6(3,0),C(0,3)代入y =厂+-+C 得:c =3 ,解得:c =3 ,抛物线的解析式为丁 =”2-n+3;(2)易得小的解析式为片-广3,;直 线 片 厂 与 直 线 产 x平
10、行,直 线 片-广 3与直线尸x-m垂直,./位片9 0 ,;.皮尸为等腰直角三角形,作 M y 轴于,/;_/轴 交 叱 于 G,如 图 1,为等腰直角三角形,V2P E=2 P G,设 夕(t,t2-4r+3)(l f 3),则 G(t,-t+3),.上 夜 爪 垃 3 修-什 3 -(t2-4r+3)=-y/2 _ g 2+述/_i2+31,:.P E=2 P G=2 2 :.P E+E六P E+P E+P A 2P E+P 2 一回1+3 5 +而=-2+4 而 一 血(1-2)+4&,当 Q 2时,小 的最大值为4加;(3)如图2,抛 物线的对称轴为直线产2 =2,设D (2,y),
11、则 蔗=+3 2=18,加=4+(y-3)BD=(3-2)2+y=l+y,当无。是以充为直角边,物为斜边的直角三角形时,BC+DC=Bf f,即18+4+5-3)2=1+/,解得产5,此 时。点坐标为(2,5);当 以 是 以 充 为 直 角 边,口为斜边的直角三角形时,BC+DF=DC,即4+(尸-3)2=1+/+18,解 得 产-1,此时D点坐标为(2,-D,综上所述:D点坐标为(2,5)或(2,-1).3 +如 3-炳当制9是以比1为斜边的直角三角形时,小+而二川,即4+(y-3)2+1+/=18,解得2 ,姓=2 ,3 +7 17 3-后 3+后此时。点坐标为(2,2 )或(2,2 )
12、,所以颇是锐角三角形,点的纵坐标的取值范围为 23-后/5 或-l y V 2 .【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想和数形结合的思想解决数学问题.【例3】(2 0 17年湖北鄂州中考)已知,抛物线y =o?+0 x +3 (a 0)与x轴交于4(3,0)、6两点,与y轴交于 点C,抛物线的对称轴是直线下1,为抛物线的顶点,点 在 了 轴。点的上方,且 上2(1)求抛物线的解析式及顶点的坐标:(2)求证:直线如是力
13、切外接圆的切线;(3)在直线4c上方的抛物线上找一点尸,使SA P A C=,S06,求点2的坐标;(4)在坐标轴上找一点机使以点从G0为顶点的三角形与力切相似,直接写出点”的坐标.【解析】试题分析:(1)由对称轴求出6的坐标,由待定系数法求出抛物线解析式,即可得出顶点。的坐标;(2)由勾股定理和勾股定理的逆定理证出切为直角三角形,乙4必=9 0 .得 出4?为/龙外接圆的直径,再证 明 仍 为 直 角 三 角 形,/A D斤9 0;得出应,即可得出结论;(3)求出直线的解析式,再求出线段成的中点/V的坐标,过点“作/俨 交 抛 物 线 于 点P,求出直线,仍的解析式,与抛物线联立,即可得出答
14、案;(4)由相似三角形的性质和直角三角形的性质即可得出答案.试题解析:(1)抛物线的对称轴是直线广1,点1(3,0),.根据抛物线的对称性知点8的坐标为(-1,0),9 a+3+3 =0 c i =-1以=3,将 力(3,0),Z?(-l,0)代入抛物线解析式中得:,解得:,抛物线解析。一。+3=0 b=2式为y =-幺+2工+3 ;当产1时,产4,顶点(1,4).(2)当=0 时,点。的坐标为(0,3),.J =7 32+32=3 7 2 ,CD=df +f =6,A D=yj22+42=2后,/+5=/4,.力切为直角三角形,/力。9 0 ,./!为口外接圆的直彳仝,:点 在 轴,点的上方
15、,且 华L2:.E(0,g),二 心 +(g),小 =与,我 公,二 4 为直角三角形,Z力叱9 0 ,:.A DVl)E,又 为 外 接 圆 的 直 径,.6是 外 接 圆 的 切 线;3k+b=0 k=(3)设直线4 C的解析式为产 户6,根据题意得:一 ,解得:一 ,直线/的解析式为产-b=3 b=3户3,-:A(3,0),(1,4),.,.线段4的中点工的坐标为(2,2),过点八,作便/G交抛物线于点尸,设直线刖0的解析式为片-广。,则-2+c=2,解得:c=4,.直线序的解析式为尸-状4,由 尸-A 4,*-V+2/3联立,r.3+yjs 3 一 yf s 5 yf i 5 +.3+
16、得:-f+2 x+3=-x+4,解得:-或 产-,.y=-,或 片-,./(-,2 2 2 2 2)或,3-旧 5+亚、2 2(4)分三种情况:M恰好为原点,满足监M(0,0);在x轴正半轴上,XVCBsXA CD,此时(9,0);在y轴负半轴上,4CB吐 A A C D,此时M (0,-);3综上所述,点”的坐标为(0,0)或(9,0)或(0,-).3【点睛】本题是二次函数综合题目,考查了待定系数法求二次函数和一次函数的解析式、勾股定理、勾股定理的逆定理、切线的判定、相似三角形的性质等知识;本题综合性强,有一定难度.学科 网【例 4】如图,在平面直角坐标系中,点 是抛物线y =-g/+4x与
17、 x 轴正半轴的交点,点 6 在抛物线上,其横坐标为2,直 线 四 与 y轴交于点C 点 M、P 在线段上(不含端点),点 0 在抛物线上,且 阳 平 行 于 x 轴,匐平行于y轴.设点横坐标为必.(1)求直线4 6 所对应的函数表达式.(2)用含0的代数式表示线段图的长.(3)以 P Q、QV 为邻边作矩形尸Q切;求矩形产。历 V 的周长为9时 的 值.【解析】试题分析:(1)先利用二次函数解析式求出A点和B点坐标,然后利用待定系数法求直线A B 的解析式;(2)设 P(m,-i n+8),则 Q(m,-m+4 m),讨论:当 0 m W 2 时,PQ=-m -5 m+8;当 2 m V 8
18、 时,PQ-m +5 m 8;2 2 2(3)先 表 示 出 M (m2-4 m+8,-m2+4 m),讨论:当 0 m W 2,QM=m2-5 m+8,利用矩形周长列方程得到22 2 2(m2-5 m+8+m2-5 m+8)=9,然后解方程求出满足条件m的值;当 2 c m 8,QM=-m2+5 m-8,利用矩形周长列方2 2 2程得到2 (-lm2+5 m-8-m2+5 m-8)=9,然后解方程求出满足条件m的值.2 2试题解析:(1)当 y=0 时,-!x:+4 x=0,解得 X i=0,X 2=8,则 A (8,0);2当 x=2 时,y=-x +4 x=6,则 B (2,6),2设直
19、线A B 所对应的函数表达式为y=k x+b,8&+b=0将 A (8,0),B (2,6)代入可得 2k+b=6解得k=-lb=8所以直线A B 的解析式为y=-x+8;(2)设 P(m,-m+8),贝 U Q(m,m-+4 m),当 0 m W 2 时,PQ=-m+8-(n T+4 m)=m;5 m+8;2 2当 2 m 8 时,PQ=j n*+4 m(-m+8)=m +5 m-8;2 2(3).M Q x 轴,.M 点、的纵坐标为-1j r T+4 m,2.M 点的横坐标为一i n*4 m+8 f 即 M (m*4 m+8,j r f+4 m),2 2 2当 0 Q M=J TT-4 m
20、+8f =一m -5 m+8)2 2:2(PQ+QM)=9,2 (J TT 5 m+8+n f 5 m+8)R,2 2整理得2 1 n 2-2 0 m+2 3=0,解得叫二 生 国 5,(舍去);2 2当 2 V m V 8,QM=m-(m 1-4 m+8)=-m +5 m-8,2 2V 2 (PQ+QM)=9,A 2 (m2+5 m_8_ m2+5 m-8)=9,2 2整理得2 m 2-2 0 m+4 1=0,解得皿=型 匚 也,n 20+3 (舍去);2 2g 二 次 的/古小10 3/67 20 32综上所述,m的值为-或-2 2 例 5 (2 0 1 7 年天津市东丽区立德中学模拟)如
21、图,已知一次函数y F-x+b 的图象1 与二次函数y z=-x2+m x+b 的2图象C都经过点B(0,1)和点C,且图象C过点A (2-、污,0).(1)求二次函数的最大值;(2)设使y?y i 成立的x 取值的所有整数和为s,若 s 是关于x的方程(1+一 x +二 一=0 的根,求 a的值;(ci )x 3(3)若点F、G在图象C上,长度为遥的线段D E 在线段BC 上移动,E F 与 D G 始终平行于y轴,当四边形D E F G的面积最大时,在 X轴上求点P,使 PD+PE最小,求出点P 的坐标.【解析】试题分析:(1)首先利用待定系数法求出二次函数解析式,然后求出其最大值:7 1
22、1 7(2)联立门与y z,求出点C 的坐标为C(,),因此使打八成立的x 的取值范围为0 x 一,得 s=l+2+3=6;2 4 2将 s 的值代入分式方程,求出a 的值;(3)如图,四边形DEFG是一个梯形,将其面积用含有未知数的代数式表示出来,这个代数式是个二次函数,根据其最值求出未知数的值,进而得到面积最大时点D、E 的坐标.试题解析:解:(1).,二次函数 y2=-x2+mx+b 经过点 B(0,1)与 A (2-逐,0),b=-l-(2-V5)2+(2-V5)m+b=0m 4解得,b=1.1:yi=x+1;2C:y2二-x+4x+l.y2=-x+4x+l=-(x-2)+5,ymax
23、-5;i 7(2)联立 yi 与 y?得:x+l=-X2+4X+1,解得 x=0 或 x=一,2 2当 丫_7 时 1*7 1 12 2 2 4.c d,H,2 47使力 力成立的x 的取值范围为0 V x p 0.2 2如答图 1,过点 E 作 E H _ LD G 于点 H,则 E H=q -p,D H=,(q -p).2在 R l z D E H 中,由勾股定理得:E H2+D H=D E2,即(q -p)2+-(q -p)=(石)2,2解得 q -p=2,即 q=p+2.E H=2,E (p+2,-p+2).2当 x=p 时,y2=-p2+4 p+l,.G (p,-p +4 p+l),
24、1 7,D G=(-p +4 p+l)-(p+1)=-p +p;2 2当 x=p+2 时,y2=-(p+2)2+4 (p+2)+1=-p2+5,F (p+2,-p2+5),E F=(-p2+5)-(p+2)=-p2-p+3.2 21 J 7 iS 四 边 形 川 二 一(D G+E F)*E H=(-p +p)+(-p-p+3)X2=-2 P+3 p+32 2 2 23.当p 二 一时,四边形D E F G 的面积取得最大值,4r3 11 b,11 19、4 8 4 83 11如答图2所示,过点D关于x 轴的对称点D,,则 D,-);4 8+P E=D E,由两点之间线段最短可知,此时P D+
25、P E 最小.设直线V E的解析式为:y=k x+b,3一 11k+b=加1/k+b=48,1 5k=解得 R 89b=32.直线D,E的解析式为:15 89y=x 8 32O Q令也得X=而,/.P (,0).60【点睛】本题是二次函数压轴题,综合考查了二次函数与一次函数的图象与性质、待定系数法、函数最值、分式方程的解、勾股定理、轴对称-最短路线等知识点,涉及考点众多,难度较大.本题难点在于第(3)问,涉及两个最值问题,第 1 个最值问题利用二次函数解决,第 2个最值问题利用几何性质解决.【例 6】如图,在平面直角坐标系中,直线y=-x+3 与抛物线交于A、B 两点,点 A在 x 轴上,点
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