近年中考数学压轴题大集合(一)
更新时间:2024-06-21 07:05:01 阅读量: 综合文库 文档下载
近年中考数学压轴题大集合(一)
一、函数与几何综合的压轴题
1.如图①,在平面直角坐标系中,AB、CD都垂直于x轴,垂足分别为B、D且AD与B相交于E点.已知:A(-2,-6),C(1,-3)
(1) 求证:E点在y轴上;
(2) 如果有一抛物线经过A,E,C三点,求此抛物线方程.
(3) 如果AB位置不变,再将DC水平向右移动k(k>0)个单位,此时AD与BC相交于E′点,
如图②,求△AE′C的面积S关于k的函数解析式.
A
(2,-6)
图①
A (2,-6) 图②
B O E C(1,-3) C(1+k,-3)
y y D x B O E′ D x [解] (1)(本小题介绍二种方法,供参考)
方法一:过E作EO′⊥x轴,垂足O′∴AB∥EO′∥DC ∴
EO?ABEO?AB?DO?EO?BO?,? DBCDDBEO?DC又∵DO′+BO′=DB ∴
??1
∵AB=6,DC=3,∴EO′=2 又∵
DO?DB?EO?AB,∴DO??EO?AB?DB?26?3?1
∴DO′=DO,即O′与O重合,E在y轴上
方法二:由D(1,0),A(-2,-6),得DA直线方程:y=2x-2①
再由B(-2,0),C(1,-3),得BC直线方程:y=-x-2 ②
?x?0联立①②得?
y??2?∴E点坐标(0,-2),即E点在y轴上
(2)设抛物线的方程y=ax2+bx+c(a≠0)过A(-2,-6),C(1,-3)
?4a?2b?c??6??E(0,-2)三点,得方程组?a?b?c??3?
?c??2??解得a=-1,b=0,c=-2
∴抛物线方程y=-x-2 (3)(本小题给出三种方法,供参考)
由(1)当DC水平向右平移k后,过AD与BC的交点E′作E′F⊥x轴垂足为F。 同(1)可得:
E?FAB?E?FDC?1 得:E′F=2 ?DFDB122
方法一:又∵E′F∥AB?S△AE′C= S△ADC- S△E′DC==
1312E?FAB,∴DF?13DB DC?23DB
DC?DB?DC?DF?12DC?DB=DB=3+k
S=3+k为所求函数解析式
方法二:∵ BA∥DC,∴S△BCA=S△BDA ∴S△AE′C= S△BDE′?12BD?E?F?12?3?k??2?3?k
∴S=3+k为所求函数解析式.
证法三:S△DE′C∶S△AE′C=DE′∶AE′=DC∶AB=1∶2
同理:S△DE′C∶S△DE′B=1∶2,又∵S△DE′C∶S△ABE′=DC2∶AB2=1∶4 ∴S?AE?C?29S梯形ABCD?29?12?AB?CD??BD?3?k
∴S=3+k为所求函数解析式.
2.已知:如图,在直线坐标系中,以点M(1,0)为圆心、直径AC为22的圆与y轴交于A、D两点.
(1)求点A的坐标;
(2)设过点A的直线y=x+b与x轴交于点B.探究:直线AB是否⊙M的切线?并对你的结论加以证明;
(3)连接BC,记△ABC的外接圆面积为S1、⊙M面积为S2,若
S1S2?h4,抛物线
y=ax2+bx+c经过B、M两点,且它的顶点到x轴的距离为h.求这条抛物线的解析式.
[解](1)解:由已知AM=
在Rt△AOM中,AO=
AM22,OM=1,
?OM2?1,
∴点A的坐标为A(0,1)
(2)证:∵直线y=x+b过点A(0,1)∴1=0+b即b=1 ∴y=x+1 令y=0则x=-1 ∴B(—1,0),
AB=
BO2?AO2?1?1?2,AM=
222 2,BM=2
2在△ABM中,AB=
AB2?AM2?(2)?(2)22?4?BM
∴△ABM是直角三角形,∠BAM=90°∴直线AB是⊙M的切线
(3)解法一:由⑵得∠BAC=90°,AB= ∴BC=
AB22,AC=2
22,
2?AC2?(2)?(22)?10
∵∠BAC=90° ∴△ABC的外接圆的直径为BC, ∴S1?(BC2AC2)???(2102)???252
?y A 而S2?(S1S2)???(522222)???2?2
B D M · C x ??h
h即 ?, ?h?5 4,2?4?设经过点B(—1,0)、M(1,0)的抛物线的解析式为: y=a(+1)(x-1),(a≠0)即y=ax2-a,∴-a=±5,∴a=±5 ∴抛物线的解析式为y=5x2-5或y=-5x2+5 解法二:(接上) 求得∴h=5
由已知所求抛物线经过点B(—1,0)、M(1、0),则抛物线的对称
轴是y轴,由题意得抛物线的顶点坐标为(0,±5)
∴抛物线的解析式为y=a(x-0)2±5 又B(-1,0)、M(1,0)在抛物线上,∴a±5=0, a=±5
∴抛物线的解析式为 y=5x2-5或y=-5x2+5 解法三:(接上)求得∴h=5
因为抛物线的方程为y=ax2+bx+c(a≠0) ??a?b?c?0??由已知得?a?b?c?0 解得?24ac?b???5 ?4a??a=-5?a?5???b?0 或 ?b?0 ?c?5?c??5??∴抛物线的解析式为 y=5x2-5或y=-5x2+5.
3.如图,在直角坐标系中,以点P(1,-1)为圆心,2为半径作圆,交x轴于A、B两点,抛物线y?ax2?bx?c(a?0)过点A、B,且顶点C在⊙P上. (1)求⊙P上劣弧AB的长;
(2)求抛物线的解析式;
(3)在抛物线上是否存在一点D,使线段OC与PD互相平分?若存在,求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
y ⌒[解] (1)如图,连结PB,过P作PM⊥x轴,垂足为M.
在Rt△PMB中,PB=2,PM=1, ∴∠MPB=60°,∴∠APB=120°
120?4?⌒ AB的长= ???2?180?3A O B x · P(1,-1) C y (2)在Rt△PMB中,PB=2,PM=1,则MB=MA=3. 又OM=1,∴A(1-3,0),B(1+3,0), 由抛物线及圆的对称性得知点C在直线PM上,
则C(1,-3).
点A、B、C在抛物线上,则 ?0?a(1?3)2?b(1???2?0?a(1?3)?b(1???3?a?b?c??2A M O B x · P(1,-1) ?a?1?3)?c 解之得?b??2
?c??2?3)?cC ?抛物线解析式为y?x?2x?2
(3)假设存在点D,使OC与PD互相平分,则四边形OPCD为平行四边形,且PC∥OD. 又PC∥y轴,∴点D在y轴上,∴OD=2,即D(0,-2).
又点D(0,-2)在抛物线y?x?2x?2上,故存在点D(0,-2), 使线段OC与PD互相平分.
4.如图,在平面直角坐标系内,Rt△ABC的直角顶点C(0,3)在y轴的正半轴上,A、B是x轴上是两点,且OA∶OB=3∶1,以OA、OB为直径的圆分别交AC于点E,交BC于点F.直线EF交OC于点Q.
(1)求过A、B、C三点的抛物线的解析式; y (2)请猜想:直线EF与两圆有怎样的位置关系?
C E 并证明你的猜想.
(3)在△AOC中,设点M是AC边上的一个动点,Q F 过M作MN∥AB交OC于点N.试问:在x轴上是否
存在点P,使得△PMN是一个以MN为一直角边的
O O2 B O1 x A 等腰直角三角形?若存在,求出P点坐标;若不存
在,请说明理由.
2[解] (1)在Rt△ABC中,OC⊥AB,
∴△AOC≌△COB. ∴OC2=OA·OB. ∵OA∶OB=3∶1,C(0,3), ∴(3)2?3OB?OB. ∴OB=1.∴OA=3. ∴A(-3,0),B(1,0).
设抛物线的解析式为y?ax2?bx?c. ?3a??,?3?9a?3b?c?0,?2??3, 则?a?b?c?0,解之,得?b??3???c?3.?c?3.??y E M C N Q 2 4 3 1 F x A O1 P O O2 B ∴经过A、B、C三点的抛物线的解析式为y??33x?2233x?3.
(2)EF与⊙O1、⊙O2都相切. 证明:连结O1E、OE、OF.
∵∠ECF=∠AEO=∠BFO=90°, ∴四边形EOFC为矩形. ∴QE=QO. ∴∠1=∠2.
∵∠3=∠4,∠2+∠4=90°, ∴EF与⊙O1相切.
同理:EF理⊙O2相切.
(3)作MP⊥OA于P,设MN=a,由题意可得MP=MN=a. ∵MN∥OA,
∴△CMN∽△CAO. ∴∴
MNAO?CNCO.
a3?3?a3.
解之,得a?33?32.
此时,四边形OPMN是正方形. ∴MN?OP?∴P(?33?3233?32,0).
.
考虑到四边形PMNO此时为正方形,
∴点P在原点时仍可满足△PNN是以MN为一直角边的等腰直角三角形.
故x轴上存在点P使得△PMN是一个以MN为一直角边的等腰直角三角形且
P(?33?32,0)或P(0,0).
5.如图,已知点A(0,1)、C(4,3)、E(
154,
238),P是以AC为对角线的矩形ABCD内部(不
在各边上)的—个动点,点D在y轴,抛物线y=ax2+bx+1以P为顶点. (1)说明点A、C、E在一条条直线上;
(2)能否判断抛物线y=ax2+bx+1的开口方向?请说明理由;
(3)设抛物线y=ax2+bx+1与x轴有交点F、G(F在G的左侧),△GAO与△FAO的面积差为3,且这条抛物线与线段AE有两个不同的交点.这时能确定a、b的值吗?若能,请求出a、b的值;若不能,请确定a、b的取值范围. (本题图形仅供分析参考用)
Y D 12C P B O X [解] (1)由题意,A(0,1)、C(4,3)确定的解析式为:y=
将点E的坐标E(边=
12154x+1. A ,
238)代入y=
12x+1中,左边=
238,右
×154+1=
238,
12 x+1上,即点A、C、E在一条直线上.
∵左边=右边,∴点E在直线y=
(2)解法一:由于动点P在矩形ABCD内部,∴点P的纵坐标大于点A的纵坐标,而点A与点P都在抛物线上,且P为顶点,∴这条抛物线有最高点,抛物线的开口向下 解法二:∵抛物线y=ax+bx+c的顶点P的纵坐标为1<
4a—b4a22
4a—b4a2,且P在矩形ABCD内部,∴
<3,由1<1—
b24a得—
b24a>0,∴a<0,∴抛物线的开口向下.
12(3)连接GA、FA,∵S△GAO—S△FAO=3 ∴GO·AO—
12FO·AO=3 ∵OA=1,∴
GO—FO=6. 设F(x1,0)、G(x2,0),则x1、x2为方程ax2+bx+c=0的两个根,且x1<x2,又∵a<0,∴x1·x2=
1a<0,∴x1<0<x2,
Y baba∴GO= x2,FO= —x1,∴x2—(—x1)=6, 即x2+x1=6,∵x2+x1= —
∴—
=6,
D A C P E B ∴b= —6a,
∴抛物线解析式为:y=ax2—6ax+1, 其顶点P的坐标为(3,1—9a), ∵顶点P在矩形ABCD内部, ∴1<1—9a<3, ∴—
6a?1229F O G X <a<0.
y=ax2—6ax+1
12由方程组 y=
121x+1
得:ax2—(6a+
)x=0
∴x=0或x=
a=6+
2a.
当x=0时,即抛物线与线段AE交于点A,而这条抛物线与线段AE有两个不同的交点,则
有:0<6+
12a29≤
154,解得:—
11229≤a<—
11212 <b<
43综合得:—<a<— ∵b= —6a,∴
6.已知两点O(0,0)、B(0,2),⊙A过点B且与x轴分别相交于点O、C,⊙A被y轴分成段两圆弧,其弧长之比为3∶1,直线l与⊙A切于点O,抛物线的顶点在直线l上运动. (1)求⊙A的半径;
(2)若抛物线经过O、C两点,求抛物线的解析式;
(3)过l上一点P的直线与⊙A交于C、E两点,且PC=CE,求点E的坐标;
(4)若抛物线与x轴分别相交于C、F两点,其顶点P的横坐标为m,求△PEC的面积关于m的函数解析式.
[解] (1)由弧长之比为3∶1,可得∠BAO=90o
再由AB=AO=r,且OB=2,得r=2 (2)⊙A的切线l过原点,可设l为y=kx
任取l上一点(b,kb),由l与y轴夹角为45o可得: b=-kb或b=kb,得k=-1或k=1, ∴直线l的解析式为y=-x或y=x 又由r=2,易得C(2,0)或C(-2,0)
由此可设抛物线解析式为y=ax(x-2)或y=ax(x+2)
再把顶点坐标代入l的解析式中得a=1 ∴抛物线为y=x2-2x或y=x2+2x ……6分
(3)当l的解析式为y=-x时,由P在l上,可设P(m,-m)(m>0) 过P作PP′⊥x轴于P′,∴OP′=|m|,PP′=|-m|,∴OP=2m2,
又由切割线定理可得:OP2=PC·PE,且PC=CE,得PC=PE=m=PP′7分 ∴C与P′为同一点,即PE⊥x轴于C,∴m=-2,E(-2,2)…8分
y 0 x 同理,当l的解析式为y=x时,m=-2,E(-2,2)
(4)若C(2,0),此时l为y=-x,∵P与点O、点C不重合,∴m≠0且m≠2, 当m<0时,FC=2(2-m),高为|yp|即为-m, ∴S=
2(2?m)(?m)2?m?2m
2
同理当0<m<2时,S=-m2+2m;当m>2时,S=m2-2m; ?m2?2m(m?0或m?2)∴S=? 又若C(-2,0), 2?m?2m(0?m?2)??m2?2m(m??2或m?0)此时l为y=x,同理可得;S=? 2?m?2m(?2?m?0)?
y l
B l E P′ (-2,0)C O C(2,0) x
F C O y A A P F (2,0) C F x
7.如图,直线y?kx?4与函数y?交于C、D两点.
(1)若?COD的面积是?AOB的面积的2倍,求k与m之间的函数关系式;
(2)在(1)的条件下,是否存在k和m,使得以AB为直径的圆经过点P(2,0).若存在,求出k和m的值;若不存在,请说明理由.
y mx(x?0,m?0)的图像交于A、B两点,且与x、y轴分别
[解](1)设A(x1,y1),B(x2,y2)(其中x1?x2,y1?y2),
CA由S?COD?∴
122S?AOB,得S?COD?2(S?AOD?S?BOD)
OC··OD?2(
12OD··y1?212OD··y2),OC?22(y1?y2), BOPD又OC?4,∴(y1?y2)?8,即(y1?y2)?4y1y2?8, 由y?mx可得x?myx ,代入y?kx?4可得y?4y?km?0 ① 2y A ∴y1?y2?4,y1?y2??km, ∴16?4km?8,即k??2m又方程①的判别式??16?4km?8?0,
.
C∴所求的函数关系式为k??2m(m?0).
OMPBND(2)假设存在k,m,使得以AB为直径的圆经过点P(2,0). 则AP?BP,过A、B分别作x轴的垂线,垂足分别为M、N. ∵?MAP与?BPN都与?APM互余,∴?MAP ??BPN. ∴Rt?MAP∽Rt?NPB,∴∴
y1x2?2?2?x1y2AMPN?MPNBx .
my1?2)(my2?2)?y1y2?0,
,∴(x1?2)(x2?2)?y1y2?0, ∴(即m2?2m(y1?y2)?4y1y2?(y1y2)2?0 ②
由(1)知y1?y2?4,y1?y2?2,代入②得m2?8m?12?0,
m?6??m?2?1, ∴m?2或6,又k??,∴?或?k??m??k??13?2m?6??m?2?1. ∴存在k,m,使得以AB为直径的圆经过点P(2,0),且?或?k??k??1??3?8.已知抛物线y?mx2?(m?5)x?5(m?0)与x轴交于两点A(x1,0)、B(x2,0)(x1?x2),与y轴交于点C,且AB=6.
(1)求抛物线和直线BC的解析式.
(2)在给定的直角坐标系中,画抛物线和直线BC. (3)若?P过A、B、C三点,求?P的半径.
(4)抛物线上是否存在点M,过点M作MN?x轴于点N,使?MBN被直线BC分成面
积比为1?3的两部分?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
[解](1)由题意得:x1?x2?m?5m2,x1?x2??5m,x2?x1?6. y 20?m?5?2(x1?x2)?4x1x2?36,???36, ?m?m?解得m1?1,m2??57.
O x 经检验m=1,∴抛物线的解析式为:y?x2?4x?5. 或:由mx2?(m?5)x?5?0得,x?1或x??m>0, ?1??5m?6,?m?1.
2?5m ?抛物线的解析式为y?x?4x?5.
由x2?4x?5?0得x1??5,x2?1. ∴A(-5,0),B(1,0),C(0,-5). 设直线BC的解析式为y?kx?b,
?b??5,?b??5,??
k?b?0.k?5.??则?∴直线BC的解析式为y?5x?5. (2)图象略.
(3)法一:在RtDAOC中,?OA?OC?5,??OAC?45?.
??BPC?90?.
又BC?OB?OC22?26,
22∴?P的半径PB?26??13.
法二:
由题意,圆心P在AB的中垂线上,即在抛物线y?x2?4x?5的对称轴直线x??2上,设
P(-2,-h)(h>0),
连结PB、PC,则PB2?(1?2)2?h2,PC2?(5?h)2?22, 由PB2?PC2,即(1?2)2?h2?(5?h)2?22,解得h=2.
?P(?2,?2),??P的半径PB?(1?2)?2?2213.
法三:
延长CP交?P于点F.
?CF为?P的直径,??CAF??COB?90?. 又?ABC??AFC,?DACF~DOCB.
?CFBC?ACOC2,?CF?2AC?BCOC.
又AC?5?5?52,CO?5,BC?52?5265?1?2226,?
?CF??213.
??P的半径为13.
(4)设MN交直线BC于点E,点M的坐标为(t,t2?4t?5),则点E的坐标为(t,5t?5).
若SDMEB:SDENB?1:3,则ME:EN?1:3.
?EN:MN?3:4,?t?4t?5?2435(5t?5).
解得t1?1(不合题意舍去),t2??540?,?M?,?. 3?39?若SDMEB:SDENB?3:1,则ME:EN?3:1.
?EN:MN?1:4,?t?4t?5?4(5t?5).
2解得t3?1(不合题意舍去),t4?15,?M?15,280?.
?540??存在点M,点M的坐标为?,?或(15,280).
39??
9. 如图,⊙M与x轴交于A、B两点,其坐标分别为A(?3,0),直径CD⊥x轴于0)、B(1,N,直线CE切⊙M于点C,直线FG切⊙M于点F,交CE于G,已知点G的横坐标为3.
(1) 若抛物线y??x2?2x?m经过A、B、D三点,求m的值及点D的坐标. (2) 求直线DF的解析式.
(3) 是否存在过点G的直线,使它与(1)中抛物线的两个交点的横坐标之和等于4?若
存在,请求出满足条件的直线的解析式;若不存在,请说明理由.
[解] (1) ∵抛物线过A、B两点,
∴(?3)?1?m?1,m=3.
y D F ∴抛物线为y??x2?2x?3.
又抛物线过点D,由圆的对称性知点D为抛物线的顶点.
∴D点坐标为(?1,4).
(2) 由题意知:AB=4.
∵CD⊥x轴,∴NA=NB=2. ∴ON=1. 由相交弦定理得:NA·NB=ND·NC, ∴NC×4=2×2. ∴NC=1. ∴C点坐标为(?1,?1).
设直线DF交CE于P,连结CF,则∠CFP=90°. ∴∠2+∠3=∠1+∠4=90°. ∵GC、GF是切线, ∴GC=GF. ∴∠3=∠4. ∴∠1=∠2. ∴GF=GP.
∴GC=GP. 可得CP=8.
∴P点坐标为(7,?1)
设直线DF的解析式为y?kx?b
5?k?????k?b?4?8则? 解得?
277k?b??1??b???8M N A C (第27题图)
O B G E x y D M N A C 4 F 3 2 O B 1 x G P E ∴直线DF的解析式为:y??x?85278
(3) 假设存在过点G的直线为y?k1x?b1, 则3k1?b1??1,∴b1??3k1?1.
?y?k1x?3k1?1?y??x2由方程组??2x?3 得x2?(2?k1)x?4?3k1?0
由题意得?2?k1?4,∴k1??6. 当k1??6时,???40?0, ∴方程无实数根,方程组无实数解. ∴满足条件的直线不存在.
10.已知二次函数y?12(-3,6),并与x轴交于点B(-1,0)x?bx?c的图象经过点A
2和点C,顶点为P.
(1)求这个二次函数的解析式,并在下面的坐标系中画出该二次函数的图象; (2)设D为线段OC上的一点,满足∠DPC=∠BAC,求点D的坐标;
(3)在x轴上是否存在一点M,使以M为圆心的圆与AC、PC所在的直线及y轴都相切?如果存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
[解] (1)解:∵二次函数y?12,B(-1,0) x?bx?c的图象过点A(-3,6)
y 2?9?b??1?3b?c?6???2得? 解得?3
?c???1?b?c?0?2??2∴这个二次函数的解析式为:y?12x?x?232
O x 由解析式可求P(1,-2),C(3,0) 画出二次函数的图像
(2)解法一:易证:∠ACB=∠PCD=45°
又已知:∠DPC=∠BAC ∴△DPC∽△BAC ∴
DCBC?PCAC43 易求AC?62,PC?22,BC?4
4353∴DC? ∴OD?3?? ∴D??5?,0? ?3? 解法二:过A作AE⊥x轴,垂足为E.
设抛物线的对称轴交x轴于F. 亦可证△AEB∽△PFD、 ∴
PEPF?EBFD23. 易求:AE=6,EB=2,PF=2
2353∴FD? ∴OD??1? ∴D??5?,0? ?3?(3)存在. (1°)过M作MH⊥AC,MG⊥PC垂足分别为H、G,设AC交y轴于S,CP的延长线交y轴于T
∵△SCT是等腰直角三角形,M是△SCT的内切圆圆心, ∴MG=MH=OM
又∵MC?2OM且OM+MC=OC
∴2OM?OM?3,得OM?32?3 ∴M32?3,0
(2°)在x轴的负半轴上,存在一点M′ 同理OM′+OC=M′C,OM??OC?2OM?
??得OM??32?3 ∴M′?32?3,0 即在x轴上存在满足条件的两个点.
y A ??6 5 4 3 2 M′ 1 E B -3 -2 -1 0 -1 -2 T H C F M 1 D 2 3 G P x S 11.在平面直角坐标系中,A(-1,0),B(3,0).
(1)若抛物线过A,B两点,且与y轴交于点(0,-3),求此抛物线的顶点坐标;
(2)如图,小敏发现所有过A,B两点的抛物线如果与y轴负半轴交于点C,M为抛物线的顶点,那么△ACM与△ACB的面积比不变,请你求出这个比值;
(3)若对称轴是AB的中垂线l的抛物线与x轴交于点E,F,与y轴交于点C,过C作CP∥x轴交l于点P,M为此抛物线的顶点.若四边形PEMF是有一个内角为60°的菱形,求次抛物线的解析式.
y [解] (1)y?x?2x?3,顶点坐标为(1,-4).
2(2)由题意,设y=a(x+1)(x-3),即y=ax2-2ax-3a,
A ∴ A(-1,0),B(3,0),C(0,-3a),M(1,-4a), O B x C M ∴ S△ACB=
12×4×?3a=6a,
而a>0, ∴ S△ACB=6A、
作MD⊥x轴于D,
又S△ACM=S△ACO +SOCMD -S△AMD=∴ S△ACM:S△ACB=1:6.
(3)①当抛物线开口向上时,设y=a(x-1)+k,即y=ax-2ax+a+k, 有菱形可知a?k=k,a+k>0,k<0, ∴ k=?a22
2
12·1·3a+
12(3a+4a)-
12·2·4a=a,
,
a2∴ y=ax2-2ax+
, ∴ EF?2.
记l与x轴交点为D,
若∠PEM=60°,则∠FEM=30°,MD=DE·tan30°=
66,
∴ k=-
66,a=
63,
∴ 抛物线的解析式为y?136x?2236x?66.
若∠PEM=120°,则∠FEM=60°,MD=DE·tan60°=
62,
∴ k=-
62,a=6,
∴ 抛物线的解析式为y?6x?26x?262.
②当抛物线开口向下时,同理可得
y??136x?2236x?66,y??6x?26x?262.
12.已知:在平面直角坐标系xOy中,一次函数y?kx?4k的图象与x轴交于点A,抛物线y?ax?bx?c经过O、A两点。
(1)试用含a的代数式表示b;
(2)设抛物线的顶点为D,以D为圆心,DA为半径的圆被x轴分为劣弧和优弧两部分。若将劣弧沿x轴翻折,翻折后的劣弧落在⊙D内,它所在的圆恰与OD相切,求⊙D半径的
2长及抛物线的解析式;
(3)设点B是满足(2)中条件的优弧上的一个动点,抛物线在x轴上方的部分上是否存在这样的点P,使得∠POA?理由。
43∠OBA?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明
[解] (1)解法一:∵一次函数y? ∴点A的坐标为(4,0)
kx?4k的图象与x轴交于点A
∵抛物线y?ax2?bx?c经过O、A两点 ?c?0,16a?4b?0 ?b??4a
解法二:∵一次函数y?kx?4k的图象与x轴交于点A ∴点A的坐标为(4,0)
∵抛物线y?ax2?bx?c经过O、A两点 ∴抛物线的对称轴为直线x?2 ?x??b2a?2
?b??4a
(2)由抛物线的对称性可知,DO=DA ∴点O在⊙D上,且∠DOA=∠DAO 又由(1)知抛物线的解析式为y?ax2?4ax ∴点D的坐标为(2,?4a) ①当a?0时,
如图1,设⊙D被x轴分得的劣弧为OmA,它沿x轴翻折后所得劣弧为OnA,显然OnA所在的圆与⊙D关于x轴对称,设它的圆心为D' ∴点D'与点D也关于x轴对称
∵点O在⊙D'上,且⊙D与⊙D'相切 ∴点O为切点
∴D'O⊥OD
∴∠DOA=∠D'OA=45° ∴△ADO为等腰直角三角形 ?OD?22 ∴点D的纵坐标为?2
⌒⌒⌒
??4a??2
?a?12,b??4a??2
∴抛物线的解析式为y? ②当a?0时, 同理可得:OD?22 抛物线的解析式为y??12x2?2x
12x2?2x
12x?2x或y??43∠OBA
2 综上,⊙D半径的长为22,抛物线的解析式为y?12x?2x
2 (3)抛物线在x轴上方的部分上存在点P,使得∠POA? 设点P的坐标为(x,y),且y>0 ①当点P在抛物线y?12x?2x上时(如图2)
2
∵点B是⊙D的优弧上的一点 ?∠OBA? ?∠POA?1243∠ADO?45? ∠OBA?60?
过点P作PE⊥x轴于点E
?tan∠POE?EPOE ?yx?tan60?3x
?y??y?3x??x1?4?23?x2?0?,? 由?解得:(舍去) ?12y?0??y?x?2x?y1?6?43?22? ∴点P的坐标为4?23,6?43 ②当点P在抛物线y??12x?2x上时(如图3)
2??
同理可得,y?3x
?y?3x??x2?0?x1?4?23? 由?解得:(舍去) ,??12y?0??y??x?2x?y1??6?43?22? ∴点P的坐标为4?23,?6?43 综上,存在满足条件的点P,点P的坐标为 4?23,6?43或4?23,?6?43
??????
13.在直角坐标系中,⊙O1经过坐标原点O,分别与x轴正半轴、y轴正半轴交于点A、B。 (1)如图,过点A作⊙O1的切线与y轴交 y 于点C,点O到直线AB的距离为
123,sin?ABC?,求直线AC的解析式; 55 B O1 O A x C (2)若⊙O1经过点M(2,2),设?BOA的内切圆的直径为d,试判断d+AB的值是否会发生变化,如果不变,求出其值,如果变化,求其变化的范围。
[解] (1)如图1,过O作OG??B于G,
则OG?125
35 设OA?3k(k?0),??AOB?90?,sin?ABC? ?AB?5k,OB?4k
?OA?OB?AB?OG?2S?AOB,?3k?4k?5? ?OA?3,OB?4,AB?5 ?A(3,0)
??AOB?90?,?AB是⊙O1的直径
?AC切⊙O1于A,?BA?AC,??BAC?90? 在Rt?ABC中
125,?k?1
?cos?ABC?ABBC?9445,?BC?254
?OC?BC?OB?94 ?C(0,?)
设直线AC的解析式为y?kx?b,则
?3k?b?0? ? 9?b??4??k?34,b??94
?直线AC的解析式为y?34x?94
(2)结论:d?AB的值不会发生变化
设?AOB的内切圆分别切OA、OB、AB于点P、Q、T,如图2所示
y B M O1 Q T P O A N x
图2
?BQ?BT,AP?AT,OQ?OP?d2d2 ?BQ?BT?OB?d2,AP?AT?OA?d2?OA?d2
?AB?BT?AT?OB??OA?OB?d 则d?AB?d?OA?OB?d?OA?OB
在x轴上取一点N,使AN=OB,连接OM、BM、AM、MN ?M(2,2),?OM平分?AOB,?OM?22
??BOM??MON?45?,?AM?BM又??MAN??OBM,OB?AN
,??BOM??ANM?45?,?ANM??MON ??BOM??ANM ?OM?NM,?OMN?90?
?OA?OB?OA?AN?ON?OM2?MN2?2?OM?2?22?4
?d?AB的值不会发生变化,其值为4。
k
14.已知:O是坐标原点,P(m,n)(m>0)是函数y = (k>0)上的点,过点P作直线PA⊥OP
x
于P,直线PA与x轴的正半轴交于点A(a,0)(a>m). 设△OPA的面积为s,且s=n41+. 4
(1)当n=1时,求点A的坐标; (2)若OP=AP,求k的值;
n
(3 ) 设n是小于20的整数,且k≠,求OP2的最小值.
2
4
[解] 过点P作PQ⊥x轴于Q,则PQ=n,OQ=m
5
(1) 当n=1时, s=
42s5
∴ a==
n2
(2) 解1: ∵ OP=AP PA⊥OP ∴△OPA是等腰直角三角形 a
∴ m=n=
2n41
∴ 1+=·an
42即n4-4n2+4=0 ∴ k2-4k+4=0 ∴ k=2
解2:∵ OP=AP PA⊥OP
∴△OPA是等腰直角三角形 ∴ m=n
设△OPQ的面积为s1 s
则:s1=
2
11n4∴ ·mn=(1+) 224即:n4-4n2+4=0 ∴ k2-4k+4=0 ∴ k=2
(3) 解1:∵ PA⊥OP, PQ⊥OA
∴ △OPQ∽△OAP 设:△OPQ的面积为s1,则 s1PO=2 sAO
2
1kkn2+22n
即: 4 =
nn421+4 (1+)
44
2 n化简得:2n+2k-k n-4k=0
(k-2)(2k-n4)=0 n
∴k=2或k=(舍去)
2
∴当n是小于20的整数时,k=2. k
∵ OP=n+m=n+2n
2
2
2
2
2
44
2
4
2
又m>0,k=2,
∴ n是大于0且小于20的整数 当n=1时,OP2=5 当n=2时,OP2=5
4485
当n=3时,OP2=32+2=9+=
399当n是大于3且小于20的整数时,
即当n=4、5、6、…、19时,OP得值分别是: 44442222
4+2、5+2、6+2、…、19+2 4561944422
2>18+2>…>3+2>5 19183
∴ OP2的最小值是5. ∵19+
2
2
k2
解2: ∵ OP=n+m=n+2 n
2
2
2
2
2
=n+2
n
2
2
2
=(n-)2 +4
n2
当n= 时,即当n=2时,OP2最小;
n
又∵n是整数,而当n=1时,OP2=5;n=2时,OP2=5 ∴ OP2的最小值是5. 解3:∵ PA⊥OP, PQ⊥OA ∴ △OPQ∽△P AQ
PQOQ
= QAPQ
nm
= a-mn
化简得:2n4+2k2-k n4-4k=0
(k-2)(2k-n4)=0
n
∴k=2或k=(舍去)
2解4:∵ PA⊥OP, PQ⊥OA ∴ △OPQ∽△P AQ s1OQ2
= s-s1PQ2化简得:2n4+2k2-k n4-4k=0
(k-2)(2k-n)=0 n
∴k=2或k=(舍去)
2解5:∵ PA⊥OP, PQ⊥OA ∴ △OPQ∽△OAP ∴
OPOQ= OAOP
4
4
4
∴ OP2=OQ·OA
化简得:2n4+2k2-k n4-4k=0
(k-2)(2k-n)=0 n4
∴k=2或k=(舍去)
2
15.如图,在直角坐标系中,O是原点,A、B、C三点的坐标分别为A(18,0),B(18,6),C(8,6),四边形OABC是梯形,点P、Q同时从原点出发,分别坐匀速运动,其中点P沿OA向终点A运动,速度为每秒1个单位,点Q沿OC、CB向终点B运动,当这两点有一点到达自己的终点时,另一点也停止运动。
(1)求出直线OC的解析式及经过O、A、C三点的抛物线的解析式。 (2)试在⑴中的抛物线上找一点D,使得以O、A、D为顶点的三角形与△AOC全等,请直接写出点D的坐标。
(3)设从出发起,运动了t秒。如果点Q的速度为每秒2个单位,试写出点Q的坐标,并写出此时t的取值范围。
(4)设从出发起,运动了t秒。当P、Q两点运动的路程之和恰好等于梯形OABC的周长的一半,这时,直线PQ能否把梯形的面积也
y 分成相等的两部分,如有可能,请求出t的值;如不可能,请说明理由。
4
[解] (1)∵O、C两点的坐标分别为O?0,0?,
C?8,6?
Q 设OC的解析式为y?kx?b,将两点坐标代入得: k?34C(8,6) B(18,6) O P 34x
A(18,0) x ,b?0,∴y? ∵A,O是x轴上两点,故可设抛物线的解析式为y?a?x?0??x?18?
再将C?8,6?代入得:a??∴y??340x?2340
2720x
(2)D?10,6?
3??3??2(3)当Q在OC上运动时,可设Q?m,m?,依题意有:m2??m???2t?
4??4??2∴m?8?86t,∴Q?t,5?55?t?,?0?t?5? ?当Q在CB上时,Q点所走过的路程为2t,∵OC=10,∴CQ=2t?10 ∴Q点的横坐标为2t?10?8?2t?2,∴Q?2t?2,6?,?5?t?10?
(4)∵梯形OABC的周长为44,当Q点OC上时,P运动的路程为t,则Q运动的路程为
?22?t?
35,S?OPQ?12t?22?t??1235△OPQ中,OP边上的高为:?22?t??梯形OABC的面积=
12
35?84?12?18?10??6?84,依题意有:t?22?t??
整理得:t2?22t?140?0 ∵△=222?4?140?0,∴这样的t不存在 当Q在BC上时,Q走过的路程为22?t,∴CQ的长为:22?t?10?12?t ∴梯形OCQP的面积=
12?6?22?t?10?t?=36≠84×
12
∴这样的t值不存在
综上所述,不存在这样的t值,使得P,Q两点同时平分梯形的周长和面积 16.已知:如图,抛物线y?13x?2233x?m与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,
∠ACB=90°,
(1)求m的值及抛物线顶点坐标;
(2)过A、B、C的三点的⊙M交y轴于另一点D,连结DM并延长交⊙M于点E,过E点的⊙M的切线分别交x轴、y轴于点F、G,求直线FG的解析式;
?(3)在(2)条件下,设P为CBD上的动点(P不与C、D重合),连结PA交y轴于点H,
问是否存在一个常数k,始终满足AH·AP=k,如果存在,请写出求解过程;如果不存在,请说明理由.
[解] (1)由抛物线可知,点C的坐标为(0,m),
且m<0.
设A(x1,0),B(x2,0).则有x1·x2=3m A y D M · F B E G x O C 又OC是Rt△ABC的斜边上的高,∴△AOC∽△COB ∴?x1?m2
OAOC?OCOB
∴??mx2,即x1·x2=-m
2
∴-m=3m,解得 m=0 或m=-3
而m<0,故只能取m=-3 这时,y?13x?2233x?3?13(x?3)?4
2故抛物线的顶点坐标为(3,-4)
(2)解法一:由已知可得:M(3,0),A(-3,0),B(33,0), C(0,-3),D(0, 3)
∵抛物线的对称轴是x=3,也是⊙M的对称轴,连结CE ∵DE是⊙M的直径,
∴∠DCE=90°,∴直线x=3,垂直平分CE, ∴E点的坐标为(23,-3)
OAOCOMOD33∵??,∠AOC=∠DOM=90°,
∴∠ACO=∠MDO=30°,∴AC∥DE ∵AC⊥CB,∴CB⊥DE 又FG⊥DE, ∴FG∥CB
由B(33,0)、C(0,-3)两点的坐标易求直线CB的解析式为:
33y=x-3
可设直线FG的解析式为y=
33x+n,把(23,-3)代入求得n=-5
故直线FG的解析式为y=
33x-5
解法二:令y=0,解
13x?2233x-3=0得
x1=-3,x2=33
即A(-3,0),B(33,0)
根据圆的对称性,易知::⊙M半径为23, M(3,0) 在Rt△BOC中,∠BOC=90°,OB=33,,OC=3 ∴∠CBO=30°,同理,∠ODM=30°。 而∠BME=∠DMO,∠DOM=90°,∴DE⊥BC ∵DE⊥FG, ∴BC∥FG ∴∠EFM=∠CBO=30°
在Rt△EFM中,∠MEF=90°,ME=23,∠FEM=30°, ∴MF=43,∴OF=OM+MF=53, ∴F点的坐标为(53,0)
33在Rt△OFG中,OG=OF·tan30°=53×∴G点的坐标为(0,-5) ∴直线 FG的解析式为y=
33x-5
=5
(3)解法一:
存在常数k=12,满足AH·AP=12 连结CP
??由垂径定理可知AD?AC, ∴∠P=∠ACH (或利用∠P=∠ABC=∠ACO) 又∵∠CAH=∠PAC, ∴△ACH∽△APC ∴
ACAH?APAC 即AC2=AH·AP
在Rt△AOC中,AC2=AO2+OC2=(3)2+32=12 (或利用AC2=AO·AB=3×43=12 ∴AH·AP=12
解法二:
存在常数k=12,满足AH·AP=12 设AH=x,AP=y 由相交弦定理得HD·HC=AH·HP 即(3?x?3)(3?2y D H A O C G M · P F B E x x?3)?x(y?x)
化简得:xy=12 即 AH·AP=12
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