一、考點(diǎn)分析:二次函數(shù)與三角形的綜合解答題一般涉及到這樣幾個(gè)方面:1.三角形面積最值問題
2.特殊三角形的存在問題包括等腰等邊和直角三角形。這類題目一般出現(xiàn)在壓軸題最后兩道上,對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用要求比較高。
一解決此類題目的基本步驟與思路
1.抓住目標(biāo)三角形,根據(jù)動(dòng)點(diǎn)設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)
2.根據(jù)所設(shè)未知數(shù)去表示三角形的底和高,一般常用割補(bǔ)法去求解三角形的面積從而得出面積的關(guān)系式
3.根據(jù)二次函數(shù)性質(zhì)求出最大值.4.特殊三角形問題首先要畫出三角形的大概形狀,分類討論的去研究。例如等腰三角形要弄清楚以哪兩條邊為要,直角三角形需要搞清楚哪個(gè)角作為直角都需要我們?nèi)シ诸愑懻摗?/p>
注意事項(xiàng):1.簡(jiǎn)單的直角三角形可以直接利用底乘高進(jìn)行面積的表示2.復(fù)雜的利用“補(bǔ)”的方法構(gòu)造矩形或者大三角形,整體減去部分的思想3.利用“割”的方法時(shí),一般選用橫割或者豎割,也就是做坐標(biāo)軸的垂線。4.利用點(diǎn)坐標(biāo)表示線段長(zhǎng)度時(shí)注意要用大的減去小的。
5.圍繞不同的直角進(jìn)行分類討論,注意檢驗(yàn)答案是否符合要求。6.在勾股定理計(jì)算復(fù)雜的情況下,靈活的構(gòu)造K字形相似去處理。
二、二次函數(shù)問題中三角形面積最值問題
(一)例題演示
1.如圖,已知拋物線(a為常數(shù),且a>0)與x軸從左至右依次交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,經(jīng)過點(diǎn)B的直線與拋物線的另一交點(diǎn)為D,且點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為﹣5.
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)P為直線BD下方的拋物線上的一點(diǎn),連接PD、PB,求△PBD面積的最大值.
D
B
O
A
y
x
C
解答:(1)拋物線令y=0,解得x=-2或x=4,∴A(-2,0),B(4,0).
∵直線經(jīng)過點(diǎn)B(4,0),∴,解得,∴直線BD解析式為:
當(dāng)x=-5時(shí),y=3,∴D(-5,3)
∵點(diǎn)D(-5,)在拋物線上,∴,∴.
∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式為:.
(2)設(shè)P(m,)
∴
∴△BPD面積的最大值為.
【試題精煉】
2.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線()與x軸交于A、B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B左側(cè)),經(jīng)過點(diǎn)A的直線l:與y軸交于點(diǎn)C,與拋物線的另一個(gè)交點(diǎn)為D,且.
(1)直接寫出點(diǎn)A的坐標(biāo),并用含a的式子表示直線l的函數(shù)表達(dá)式(其中k、b用含a的式子表示).(2)點(diǎn)E為直線l下方拋物線上一點(diǎn),當(dāng)△ADE的面積的最大值為時(shí),求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
H
F
解答:1)A(-1,0)
∵CD=4AC,∴點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為4
∴,∴.∴直線l的函數(shù)表達(dá)式為y=ax+a
(2)過點(diǎn)E作EH∥y軸,交直線l于點(diǎn)H
設(shè)E(x,ax
2-2ax-3a),則H(x,ax+a).∴
∴.∴△ADE的面積的最大值為,∴,解得.∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式為.【中考鏈接】
3.如圖,直線l:y=﹣3x+3與x軸、y軸分別相交于A、B兩點(diǎn),拋物線y=ax2﹣2ax+a+4(a<0)經(jīng)過點(diǎn)B.
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)已知點(diǎn)M是拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),并且點(diǎn)M在第一象限內(nèi),連接AM、BM,設(shè)點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為m,△ABM的面積為S,求S與m的函數(shù)表達(dá)式,并求出S的最大值;
解答:(1)令x=0代入y=﹣3x+3,∴y=3,∴B(0,3),把B(0,3)代入y=ax2﹣2ax+a+4,∴3=a+4,∴a=﹣1,∴二次函數(shù)解析式為:y=﹣x2+2x+3;
(2)令y=0代入y=﹣x2+2x+3,∴0=﹣x2+2x+3,∴x=﹣1或3,∴拋物線與x軸的交點(diǎn)橫坐標(biāo)為﹣1和3,∴S=DM?BE+DM?OE=DM(BE+OE)=DM?OB=××3=
=(m﹣)2+
∵0<m<3,∴當(dāng)m=時(shí),S有最大值,最大值為;
二、二次函數(shù)問題中直角三角形問題
(一)例題演示
如圖,已知拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)的對(duì)稱軸為直線x=1,且拋物線經(jīng)過A(1,0),C(0,3)兩點(diǎn),與x軸交于點(diǎn)B.
(1)若直線y=mx+n經(jīng)過B、C兩點(diǎn),求直線BC和拋物線的解析式;
(2)設(shè)點(diǎn)P為拋物線的對(duì)稱軸x=1上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),求使△BPC為直角三角形的點(diǎn)P的坐標(biāo).
解答:(1)依題意得:,解得,∴拋物線解析式為.把B(,0)、C(0,3)分別代入直線y=mx+n,得,解得,∴直線y=mx+n的解析式為y=x+3;
(2)設(shè)P(,t),又∵B(-3,0),C(0,3),∴BC2=18,PB2=(+3)2+t2=4+t2,PC2=()2+(t-3)2=t26t+10,①若點(diǎn)B為直角頂點(diǎn),則BC2+PB2=PC2即:18+4+t2=t2-6t+10解得:t=;
②若點(diǎn)C為直角頂點(diǎn),則BC2+PC2=PB2即:18+t2-6t+10=4+t2解得:t=4,③若點(diǎn)P為直角頂點(diǎn),則PB2+PC2=BC2即:4+t2+t2-6t+10=18解得:,.綜上所述P的坐標(biāo)為(,)或(,4)或(,)或(,).
【試題精煉】
如圖,二次函數(shù)(其中a,m是常數(shù),且a>0,m>0)的圖象與x軸分別交于點(diǎn)A,B(點(diǎn)A位于點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C(0,-3),點(diǎn)D在二次函數(shù)的圖象上,CD∥AB,連接AD.過點(diǎn)A作射線AE交二次函數(shù)的圖象于點(diǎn)E,AB平分∠DAE.
(1)用含m的代數(shù)式表示a;
(2))求證:為定值;
(3)設(shè)該二次函數(shù)圖象的頂點(diǎn)為F.探索:在x軸的負(fù)半軸上是否存在點(diǎn)G,連接CF,以線段GF、AD、AE的長(zhǎng)度為三邊長(zhǎng)的三角形是直角三角形?如果存在,只要找出一個(gè)滿足要求的點(diǎn)G即可,并用含m的代數(shù)式表示該點(diǎn)的橫坐標(biāo);如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1);(2)證明見解析;(3)以線段GF、AD、AE的長(zhǎng)度為三邊長(zhǎng)的三角形是直角三角形,此時(shí)點(diǎn)G的橫坐標(biāo)為-3m.【解析】
試題分析:(1)將C點(diǎn)代入函數(shù)解析式即可求得.(2)令y=0求A、B的坐標(biāo),再根據(jù),CD∥AB,求點(diǎn)D的坐標(biāo),由△ADM∽△AEN,對(duì)應(yīng)邊成比例,將求的比轉(zhuǎn)化成求比,結(jié)果不含m即為定值.(3)連接FC并延長(zhǎng),與x軸負(fù)半軸的交點(diǎn)即為所求點(diǎn)G..過點(diǎn)F作FH⊥x軸于點(diǎn)H,在Rt△CGO和Rt△FGH中根據(jù)同角的同一個(gè)三角函數(shù)相等,可求OG(用m表示),然后利用勾股定理求GF和AD(用m表示),并求其比值,由(2)是定值,所以可得AD∶GF∶AE=3∶4∶5,由此可根據(jù)勾股定理逆定理判斷以線段GF、AD、AE的長(zhǎng)度為三邊長(zhǎng)的三角形是直角三角形,直接得點(diǎn)G的橫坐標(biāo).試題解析:解:(1)將C(0,-3)代入函數(shù)表達(dá)式得,∴.(2)證明:如答圖1,過點(diǎn)D、E分別作x軸的垂線,垂足為M、N.由解得x1=-m,x2=3m.∴A(-m,0),B(3m,0).∵CD∥AB,∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為(2m,-3).
∵AB平分∠DAE.∴∠DAM=∠EAN.
∵∠DMA=∠ENA=900,∴△ADM∽△AEN,∴.設(shè)點(diǎn)E的坐標(biāo)為(x,),∴,∴x=4m.∴為定值.(3)存在,如答圖2,連接FC并延長(zhǎng),與x軸負(fù)半軸的交點(diǎn)即為所求點(diǎn)G.由題意得:二次函數(shù)圖像頂點(diǎn)F的坐標(biāo)為(m,-4),過點(diǎn)F作FH⊥x軸于點(diǎn)H,在Rt△CGO和Rt△FGH中,∵tan∠CGO=,tan∠FGH=,∴=.∴OG=“3m,“
由勾股定理得,GF=,AD=
∴.由(2)得,∴AD∶GF∶AE=3∶4∶5.
∴以線段GF、AD、AE的長(zhǎng)度為三邊長(zhǎng)的三角形是直角三角形,此時(shí)點(diǎn)G的橫坐標(biāo)為-3m.考點(diǎn):1.二次函數(shù)綜合題;2.定值和直角三角形存在性問題;3.曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系;4.二次函數(shù)的性質(zhì);5.勾股定理和逆定理;6相似三角形的判定和性質(zhì);7.銳角三角函數(shù)定義.【中考鏈接】
如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中,將一塊等腰直角三角板ABC斜靠在兩坐標(biāo)軸上放在第二象限,點(diǎn)C的坐標(biāo)為(-1,0).B點(diǎn)在拋物線y=x2+x-2的圖像上,過點(diǎn)B作BD⊥x軸,垂足為D,且B點(diǎn)的橫坐標(biāo)為-3.
(1)求BC所在直線的函數(shù)關(guān)系式.
(2)拋物線的對(duì)稱軸上是否存在點(diǎn)P,使△ACP是以AC
為直角邊的直角三角形?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);
若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
解答:(1)∵C點(diǎn)坐標(biāo)為(-1,0),∴BD=CO=1.
∵B點(diǎn)的橫坐標(biāo)為-3,∴B點(diǎn)坐標(biāo)為(-3,1)
設(shè)BC所在直線的函數(shù)關(guān)系式為y=kx+b,則有,解得
∴BC所在直線的函數(shù)關(guān)系式為y=x.
(2)①若以為AC直角邊,點(diǎn)C為直角頂點(diǎn),如圖所示,作CP1⊥AC,因?yàn)锽C⊥AC,所以點(diǎn)P1為直線BC與對(duì)稱軸直線的交點(diǎn),即點(diǎn)P1的橫坐標(biāo)為-。又因?yàn)橹本€BC的解析式為y=x,所以將代入可得點(diǎn)P1的坐標(biāo)為(-,-)。
②若以為AC直角邊,點(diǎn)A為直角頂點(diǎn),對(duì)稱軸上有一點(diǎn)P2,使AP2⊥AC,如圖所示,過點(diǎn)A作AP2∥BC,因?yàn)锽C的解析式為y=x,設(shè)直線AP2的解析式為y=x+d。直線交對(duì)稱軸直線于點(diǎn)P2,即點(diǎn)P2的橫坐標(biāo)為-。因?yàn)镺D=3,OC=1,所以O(shè)A=CD=2,所以A點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,2)。將點(diǎn)A的坐標(biāo)代入直線AP2,所以直線的解析式為2y=x+2,所以點(diǎn)P2的坐標(biāo)為(-,)。
綜上所述,點(diǎn)的坐標(biāo)為P1
(-,-)、P2(-,)。
三、二次函數(shù)問題中等腰等邊三角形問題
1.如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知二次函數(shù)y=-x2+bx的圖像過點(diǎn)A(4,0),頂點(diǎn)為B,連接AB、BO.(1)求二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)若C是BO的中點(diǎn),點(diǎn)Q在線段AB上,設(shè)點(diǎn)B關(guān)于直線CP的對(duì)稱點(diǎn)為B′,當(dāng)△OCB′為等邊三角形時(shí),求BQ的長(zhǎng)度;
(3)若點(diǎn)D在線段BO上,OD=2BD,點(diǎn)E、F在△OAB的邊上,且滿足△DOF與△DEF全等,求點(diǎn)E的坐標(biāo).解答:(1)將A(4,0)代入y=-x2+bx得,-×42+b×4=0,解得b=2,所以二次函數(shù)的表達(dá)式為y=-x2+2x;
(3)
①當(dāng)點(diǎn)F在OB上時(shí),如圖,當(dāng)且僅當(dāng)DE∥OA,即點(diǎn)E與點(diǎn)A重合時(shí)△DOF≌△FED,此時(shí)點(diǎn)E的坐標(biāo)為E(4,0);
②點(diǎn)F在OA時(shí),如圖DF⊥OA,當(dāng)OF=EF時(shí)△DOF≌△DEF,由于OD=2BD,所以點(diǎn)D坐標(biāo)為(,),點(diǎn)F坐標(biāo)為(,0),點(diǎn)E坐標(biāo)為(,0);
綜上滿足條件的點(diǎn)E的坐標(biāo)為(4,0)、(,0)、(2+,2-).
2.如圖1,已知的三頂點(diǎn)坐標(biāo)分別為,,二次函數(shù)y
=
ax2
+
bx+c恰好經(jīng)過A、B、C三點(diǎn).
(1)求二次函數(shù)的解析式;
(2)如圖1,若點(diǎn)P是邊AB上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作PQ∥,交于點(diǎn)Q,連接CP,當(dāng)?shù)拿娣e最大時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖2,點(diǎn)是直線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)N是二次函數(shù)圖像上的一動(dòng)點(diǎn),若
構(gòu)成以為斜邊的等腰直角三角形,直接寫出所有滿足條件的點(diǎn)N的橫坐標(biāo).
解答:
(1).
3分
(2)設(shè)點(diǎn)(),則AP=t+1,BP=3?t,三角形的面積為6.
∵,∴.
∴,∴
5分
又∵.
∴.
8分
∴t=1時(shí),最大,此時(shí)點(diǎn).
9分
(3)
所有滿足條件的點(diǎn)N的橫坐標(biāo)為.
12分