专题3二次函数与等腰直角三角形问题-挑战中考数学压轴题之学霸秘笈大揭秘(解析版).docx
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1、下载来源:初中数学资料群:795399662,其他科资料群:729826090挑战2023年中考数学压轴题之学霸秘笈大揭秘 专题3二次函数与等腰直角三角形问题 二次函数与等腰直角三角形的相结合的综合问题,是中考数学压轴题中比较常见的一种,涉及到的知识点有:等腰直角三角形的性质、直角三角形的性质、斜边的中线、全等三角形与相似三角形、角平分线、方程与函数模型、函数的基本性质等。等腰直角三角形与二次函数综合问题常见的有三种类型:两定一动探索直角三角形问题;一定两动探索等腰直角三角形问题;三动探索等腰直角三角形问题;常见的思路中,不管是哪种类型的等腰直角三角形三角形问题,分类讨论的依据都是三个角分别为
2、直角,解决的思路是通过构造K型全等或相似图来列方程解决。【例1】(2022枣庄)如图,已知抛物线L:yx2+bx+c经过点A(0,3),B(1,0),过点A作ACx轴交抛物线于点C,AOB的平分线交线段AC于点E,点P是抛物线上的一个动点(1)求抛物线的关系式;(2)若动点P在直线OE下方的抛物线上,连结PE、PO,当OPE面积最大时,求出P点坐标;(3)将抛物线L向上平移h个单位长度,使平移后所得抛物线的顶点落在OAE内(包括OAE的边界),求h的取值范围;(4)如图,F是抛物线的对称轴l上的一点,在抛物线上是否存在点P,使POF成为以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,直接写出所有符合
3、条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由【分析】(1)利用待定系数法可得抛物线的解析式;(2)过P作PGy轴,交OE于点G,设P(m,m24m+3),根据OE的解析式表示点G的坐标,表示PG的长,根据面积和可得OPE的面积,利用二次函数的最值可得其最大值;(3)求出原抛物线的对称轴和顶点坐标以及对称轴与OE的交点坐标、与AE的交点坐标,用含h的代数式表示平移后的抛物线的顶点坐标,列出不等式组求出h的取值范围;(4)存在四种情况:作辅助线,构建全等三角形,证明OMPPNF,根据|OM|PN|,列方程可得点P的坐标;同理可得其他图形中点P的坐标【解析】(1)抛物线L:yx2+bx+c的图象经过点A(
4、0,3),B(1,0),解得,抛物线的解析式为:yx24x+3;(2)如图,过P作PGy轴,交OE于点G,设P(m,m24m+3),OE平分AOB,AOB90,AOE45,AOE是等腰直角三角形,AEOA3,E(3,3),直线OE的解析式为:yx,G(m,m),PGm(m24m+3)m2+5m3,SOPESOPG+SEPGPGAE3(m2+5m3)(m25m+3)(m)2+,0,当m时,OPE面积最大,此时,P点坐标为(,);(3)由yx24x+3(x2)21,得抛物线l的对称轴为直线x2,顶点为(2,1),抛物线L向上平移h个单位长度后顶点为F(2,1+h)设直线x2交OE于点DM,交AE于
5、点N,则E(2,3),直线OE的解析式为:yx,M(2,2),点F在OAE内(包括OAE的边界),21+h3,解得3h4;(4)设P(m,m24m+3),分四种情况:当P在对称轴的左边,且在x轴下方时,如图,过P作MNy轴,交y轴于M,交l于N,OMPPNF90,OPF是等腰直角三角形,OPPF,OPF90,OPM+NPFPFN+NPF90,OPMPFN,OMPPNF(AAS),OMPN,P(m,m24m+3),则m2+4m32m,解得:m(舍)或,P的坐标为(,);当P在对称轴的左边,且在x轴上方时,同理得:2mm24m+3,解得:m1(舍)或m2,P的坐标为(,);当P在对称轴的右边,且在
6、x轴下方时,如图,过P作MNx轴于N,过F作FMMN于M,同理得ONPPMF,PNFM,则m2+4m3m2,解得:m1或m2(舍);P的坐标为(,);当P在对称轴的右边,且在x轴上方时,如图,同理得m24m+3m2,解得:m或(舍),P的坐标为:(,);综上所述,点P的坐标是:(,)或(,)或(,)或(,)方法二:作直线DE:yx2,E(1,1)是D点(1,0)绕O点顺时针旋转45并且OD缩小2倍得到,易知直线DE即为对称轴上的点绕O点顺时针旋转45,且到O点距离缩小倍的轨迹,联立直线DE和抛物线解析式得x24x+3x2,解得x1,x2,同理可得x3或x4;综上所述,点P的坐标是:(,)或(,
7、)或(,)或(,)【例2】(2022东营)如图,抛物线yax2+bx3(a0)与x轴交于点A(1,0),点B(3,0),与y轴交于点C(1)求抛物线的表达式;(2)在对称轴上找一点Q,使ACQ的周长最小,求点Q的坐标;(3)点P是抛物线对称轴上的一点,点M是对称轴左侧抛物线上的一点,当PMB是以PB为腰的等腰直角三角形时,请直接写出所有点M的坐标【分析】(1)用待定系数法求函数的解析式即可;(2)连接CB交对称轴于点Q,当C、B、Q三点共线时,ACQ的周长最小,求出直线BC的解析式,再求Q点坐标即可;(3)分两种情况讨论:当BPM90时,PMPB,M点与A点重合,则M(1,0);当PBM90时
8、,PBBM,过点B作x轴的垂线GH,过点P作PHGH交于H,过点M作MGHG交于G,可证明BPHMBG(AAS),设P(1,t),则M(3t,2),求出M点坐标为(1,2)【解析】(1)将点A(1,0),点B(3,0)代入yax2+bx3,解得,yx22x3;(2)连接CB交对称轴于点Q,yx22x3(x1)24,抛物线的对称轴为直线x1,A、B关于对称轴x1对称,AQBQ,AC+AQ+CQAC+CQ+BQAC+BC,当C、B、Q三点共线时,ACQ的周长最小,C(0,3),B(3,0),设直线BC的解析式为ykx+b,解得,yx3,Q(1,2);(3)当BPM90时,PMPB,M点与A点重合,
9、M(1,0); 当PBM90时,PBBM,过点B作x轴的垂线GH,过点P作PHGH交于H,过点M作MGHG交于G,PBM90,PBH+MBG90,PBH+BPH90,MBGBPH,BPBM,BPHMBG(AAS),BHMG,PHBG2,设P(1,t),则M(3t,2),2(3t)22(3t)3,解得t2+或t2,M(1,2)或(5+,2),M点在对称轴的左侧,M点坐标为(1,2);综上所述:M点的坐标为(1,2)或(1,0)【例3】(2022吉林)如图,在平面直角坐标系中,抛物线yx2+bx+c(b,c是常数)经过点A(1,0),点B(0,3)点P在此抛物线上,其横坐标为m(1)求此抛物线的解
10、析式(2)当点P在x轴上方时,结合图象,直接写出m的取值范围(3)若此抛物线在点P左侧部分(包括点P)的最低点的纵坐标为2m求m的值以PA为边作等腰直角三角形PAQ,当点Q在此抛物线的对称轴上时,直接写出点Q的坐标【分析】(1)通过待定系数法求解(2)令y0,求出抛物线与x轴交点坐标,结合图象求解(3)分类讨论点P在抛物线对称轴右侧及左侧两种情况,分别求出顶点为最低点和点P为最低点时m的值根据m的值,作出等腰直角三角形求解【解析】(1)将(1,0),(0,3)代入yx2+bx+c得,解得,yx24x+3(2)令x24x+30,解得x11,x23,抛物线与x轴交点坐标为(1,0),(3,0),抛
11、物线开口向上,m1或m3时,点P在x轴上方(3)yx24x+3(x2)21,抛物线顶点坐标为(2,1),对称轴为直线x2,当m2时,抛物线顶点为最低点,12m,解得m3,当m2时,点P为最低点,将xm代入yx24x+3得ym24m+3,m24m+32m,解得m1(舍),m2m3或m当m3时,点P在x轴上,AP2,抛物线顶点坐标为(2,1),点Q坐标为(2,1)或(2,1)符合题意当m时,如图,QPA90过点P作y轴平行线,交x轴于点F,作QEPF于点E,QPE+APFAPF+PAF90,QPEPAF,又QEPPFA90,QPPA,QEPPFA(AAS),QEPF,即2mm24m+3,解得m1(
12、舍),m2PF2,AFPE1,EFPF+PE2+1,点Q坐标为(2,)综上所述,点Q坐标为(2,1)或(2,1)或(2,)1(2022石狮市模拟)已知抛物线yax22ax+a+2与x轴交于A,B两点(A在B的左侧),与y轴正半轴交于点C,点P为该抛物线在第一象限内的点当点P为该抛物线顶点时,ABP为等腰直角三角形(1)求该抛物线的解析式;(2)过点P作PDx轴于点E,交ABP的外接圆于点D,求点D的纵坐标;(3)直线AP,BP分别与y轴交于M,N两点,求的值【分析】(1)运用配方法将抛物线解析式化为顶点式,可得到顶点坐标,根据等腰直角三角形的性质可得A,B两点的坐标,利用待定系数法即可求解;(
13、2)根据等腰直角三角形ABP的外接圆可得AB为直径,点E为圆心,即可得点D的纵坐标;(3)利用待定系数法可得直线AP,BP的解析式,分别求出M,N两点的坐标,由yx2+x+得C(0,),求出CN、CM的值,即可求解【解析】(1)yax22ax+a+2a(x22x)+a+2a(x1)2+2,抛物线的顶点P的坐标为(1,2),如图:过点P作PEx轴于点E,则E(1,0),PE2,ABP为等腰直角三角形,AEBEPEAB2,A(1,0),B(3,0),将B(3,0)代入ya(x1)2+2得,a(31)2+20,解得a,该抛物线的解析式为y(x1)2+2x2+x+;(2)如图:ABP为等腰直角三角形,
14、PDx轴于点E,AB为直径,点E为圆心,点P的坐标为(1,2),PE2,DE2,D(1,2),点D的纵坐标为2;(3)设直线AP的解析式为ykx+b,点(1,2),A(1,0),解得,直线AP的解析式为yx+1,令x0,则y1,M(0,1),同理得直线BP的解析式为yx+3,令x0,则y3,N(0,3),yx2+x+与y轴正半轴交于点C,C(0,),CM1,CN3,32(2022福建模拟)如图,已知抛物线yax2+bx+c与x轴相交于A,B两点,点C(2,4)在抛物线上,且ABC是等腰直角三角形(1)求抛物线的解析式;(2)过点D(2,0)的直线与抛物线交于点M,N,试问:以线段MN为直径的圆
15、是否过定点?证明你的结论【分析】(1)等腰直角三角形斜边中线等于斜边一半,点的坐标,不难求出A、B两点坐标,把点A、B、C代入二次函数解析式,解三元一次方程组就可得到函数解析式(2)通过设过点D(2,0)的直线MN解析式为yk(x2)kx2k,得到关于x、关于y的方程,利用跟与系数的关系,再得到圆的解析式,待定系数法确定定点的x、y的值,确定定点的坐标【解析】连接AC、BC,过点C作CP垂直于x轴于点P在RtCAB中,ACBC,CPAB,点C(2,4),CPAPPB4,OP2,OAAPOP422,OBOP+PB4+26,点A(2,0),点B(6,0),把点A(2,0),点B(6,0),点C(2
16、,4)代入函数解析式得,解得,抛物线的解析式为:yx2x3故答案为:yx2x3(2)设过点D(2,0)的直线MN解析式为yk(x2)kx2k,联立直线与抛物线解析式得关于x的等式:kx2kx2x3,化简得0,xN+xM4(k+1),xNxM8k12.,联立直线与抛物线解析式得关于y的等式:y(+2)2(+2)3,化简得y2+(1)y40,yM+yN4k2,yMyN16k2.,线段MN的中点就是圆的圆心,xO(xN+xM)2(K+1),代入直线方程得yO2k2,圆心坐标为(2k+2,2k2),直径MN,把、代入上式化简整理得直径MN,设圆上某一点(x,y)到圆心的距离等于半径,化简整理得16k2
17、+128kx24kx4x+y24k2y4yk24kx+x24x+y2,圆过定点,所以与k值无关,看作是关于k的二次等式,k2、k的系数,常量对应相等,得84x,x2,164y,y4,由以上分析,所以以MN为直径的圆过定点(2,4)故答案为:以线段MN为直径的圆过定点(2,4)3(2022碑林区校级四模)在平面直角坐标系xOy中,抛物线yx2+mx+n与x轴交于点A,B(A在B的左侧)(1)若抛物线的对称轴为直线x3,AB4求抛物线的表达式;(2)平移(1)中的抛物线,使平移后的抛物线经过点O,且与x轴正半轴交于点C,记平移后的抛物线顶点为P,若OCP是等腰直角三角形,求点P的坐标【分析】(1)
18、先根据抛物线的对称性求出点A、点B的坐标,再将点A、点B的坐标代入yx2+mx+n,列方程组求出m、n的值即可;(2)设平移后的抛物线的表达式为yx2+bx,将点P的坐标用含b的式子表示,过该抛物线的顶点P作PDx轴于点D,根据等腰直角三角形的性质,可列方程求出b的值及点P的坐标【解析】(1)抛物线yx2+mx+n与x轴交于A、B两点,且抛物线的对称轴为直线x3,点A与点B关于直线x3对称,点A在点B的左侧,且AB4,A(5,0),B(1,0),把A(5,0)、B(1,0)代入yx2+mx+n,得,解得,抛物线的表达式为yx26x5(2)根据题意,平移后的抛物线经过原点,设平移后的抛物线的表达
19、式为yx2+bx,当y0时,由x2+bx0得x10,x2b,C(b,0),该抛物线的对称轴为直线xb,当xb时,y(b)2+b2b2,P(b,b2);如图,作PDx轴于点D,则ODCD,OCP是等腰直角三角形,OPC90,PDOCOD,b2b,解得b12,b20(不符合题意,舍去),P(1,1)4(2021秋福清市期末)已知抛物线yax2+bx2经过(2,2),且顶点在y轴上(1)求抛物线解析式;(2)直线ykx+c与抛物线交于A,B两点点P在抛物线上,当k0,且ABP为等腰直角三角形时,求c的值;设直线ykx+c交x轴于点M(m,0),线段AB的垂直平分线交y轴于点N,当c1,m6时,求点N
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