一、考點分析:二次函數與三角形的綜合解答題一般涉及到這樣幾個方面: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。這類題目一般出現在壓軸題最后兩道上,對知識的綜合運用要求比較高。
一解決此類題目的基本步驟與思路
1.抓住目標三角形,根據動點設點坐標
2.根據所設未知數去表示三角形的底和高,一般常用割補法去求解三角形的面積從而得出面積的關系式
3.根據二次函數性質求出最大值.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角作為直角都需要我們去分類討論。
注意事項:1.簡單的直角三角形可以直接利用底乘高進行面積的表示2.復雜的利用“補”的方法構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,一般選用橫割或者豎割,也就是做坐標軸的垂線。4.利用點坐標表示線段長度時注意要用大的減去小的。
5.圍繞不同的直角進行分類討論,注意檢驗答案是否符合要求。6.在勾股定理計算復雜的情況下,靈活的構造K字形相似去處理。
二、二次函數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,且a>0)與x軸從左至右依次交于A,B兩點,與y軸交于點C,經過點B的直線與拋物線的另一交點為D,且點D的橫坐標為﹣5.
(1)求拋物線的函數表達式;
(2)P為直線BD下方的拋物線上的一點,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).
∵直線經過點B(4,0),∴,解得,∴直線BD解析式為:
當x=-5時,y=3,∴D(-5,3)
∵點D(-5,)在拋物線上,∴,∴.
∴拋物線的函數表達式為:.
(2)設P(m,)
∴
∴△BPD面積的最大值為.
【試題精煉】
2.如圖,在平面直角坐標系中,拋物線()與x軸交于A、B兩點(點A在點B左側),經過點A的直線l:與y軸交于點C,與拋物線的另一個交點為D,且.
(1)直接寫出點A的坐標,并用含a的式子表示直線l的函數表達式(其中k、b用含a的式子表示).(2)點E為直線l下方拋物線上一點,當△ADE的面積的最大值為時,求拋物線的函數表達式;
H
F
解答:1)A(-1,0)
∵CD=4AC,∴點D的橫坐標為4
∴,∴.∴直線l的函數表達式為y=ax+a
(2)過點E作EH∥y軸,交直線l于點H
設E(x,ax
2-2ax-3a),則H(x,ax+a).∴
∴.∴△ADE的面積的最大值為,∴,解得.∴拋物線的函數表達式為.【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,拋物線y=ax2﹣2ax+a+4(a<0)經過點B.
(1)求該拋物線的函數表達式;
(2)已知點M是拋物線上的一個動點,并且點M在第一象限內,連接AM、BM,設點M的橫坐標為m,△ABM的面積為S,求S與m的函數表達式,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軸的交點橫坐標為﹣1和3,∴S=DM?BE+DM?OE=DM(BE+OE)=DM?OB=××3=
=(m﹣)2+
∵0<m<3,∴當m=時,S有最大值,最大值為;
二、二次函數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)的對稱軸為直線x=1,且拋物線經過A(1,0),C(0,3)兩點,與x軸交于點B.
(1)若直線y=mx+n經過B、C兩點,求直線BC和拋物線的解析式;
(2)設點P為拋物線的對稱軸x=1上的一個動點,求使△BPC為直角三角形的點P的坐標.
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B為直角頂點,則BC2+PB2=PC2即:18+4+t2=t2-6t+10解得:t=;
②若點C為直角頂點,則BC2+PC2=PB2即:18+t2-6t+10=4+t2解得:t=4,③若點P為直角頂點,則PB2+PC2=BC2即:4+t2+t2-6t+10=18解得:,.綜上所述P的坐標為(,)或(,4)或(,)或(,).
【試題精煉】
如圖,二次函數(其中a,m是常數,且a>0,m>0)的圖象與x軸分別交于點A,B(點A位于點B的左側),與y軸交于點C(0,-3),點D在二次函數的圖象上,CD∥AB,連接AD.過點A作射線AE交二次函數的圖象于點E,AB平分∠DAE.
(1)用含m的代數式表示a;
(2))求證:為定值;
(3)設該二次函數圖象的頂點為F.探索:在x軸的負半軸上是否存在點G,連接CF,以線段GF、AD、AE的長度為三邊長的三角形是直角三角形?如果存在,只要找出一個滿足要求的點G即可,并用含m的代數式表示該點的橫坐標;如果不存在,請說明理由.
【答案】(1);(2)證明見解析;(3)以線段GF、AD、AE的長度為三邊長的三角形是直角三角形,此時點G的橫坐標為-3m.【解析】
試題分析:(1)將C點代入函數解析式即可求得.(2)令y=0求A、B的坐標,再根據,CD∥AB,求點D的坐標,由△ADM∽△AEN,對應邊成比例,將求的比轉化成求比,結果不含m即為定值.(3)連接FC并延長,與x軸負半軸的交點即為所求點G..過點F作FH⊥x軸于點H,在Rt△CGO和Rt△FGH中根據同角的同一個三角函數相等,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,由此可根據勾股定理逆定理判斷以線段GF、AD、AE的長度為三邊長的三角形是直角三角形,直接得點G的橫坐標.試題解析:解:(1)將C(0,-3)代入函數表達式得,∴.(2)證明:如答圖1,過點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D的坐標為(2m,-3).
∵AB平分∠DAE.∴∠DAM=∠EAN.
∵∠DMA=∠ENA=900,∴△ADM∽△AEN,∴.設點E的坐標為(x,),∴,∴x=4m.∴為定值.(3)存在,如答圖2,連接FC并延長,與x軸負半軸的交點即為所求點G.由題意得:二次函數圖像頂點F的坐標為(m,-4),過點F作FH⊥x軸于點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的長度為三邊長的三角形是直角三角形,此時點G的橫坐標為-3m.考點:1.二次函數綜合題;2.定值和直角三角形存在性問題;3.曲線上點的坐標與方程的關系;4.二次函數的性質;5.勾股定理和逆定理;6相似三角形的判定和性質;7.銳角三角函數定義.【中考鏈接】
如圖所示,在平面直角坐標系中,將一塊等腰直角三角板ABC斜靠在兩坐標軸上放在第二象限,點C的坐標為(-1,0).B點在拋物線y=x2+x-2的圖像上,過點B作BD⊥x軸,垂足為D,且B點的橫坐標為-3.
(1)求BC所在直線的函數關系式.
(2)拋物線的對稱軸上是否存在點P,使△ACP是以AC
為直角邊的直角三角形?若存在,求出點P的坐標;
若不存在,請說明理由.
解答:(1)∵C點坐標為(-1,0),∴BD=CO=1.
∵B點的橫坐標為-3,∴B點坐標為(-3,1)
設BC所在直線的函數關系式為y=kx+b,則有,解得
∴BC所在直線的函數關系式為y=x.
(2)①若以為AC直角邊,點C為直角頂點,如圖所示,作CP1⊥AC,因為BC⊥AC,所以點P1為直線BC與對稱軸直線的交點,即點P1的橫坐標為-。又因為直線BC的解析式為y=x,所以將代入可得點P1的坐標為(-,-)。
②若以為AC直角邊,點A為直角頂點,對稱軸上有一點P2,使AP2⊥AC,如圖所示,過點A作AP2∥BC,因為BC的解析式為y=x,設直線AP2的解析式為y=x+d。直線交對稱軸直線于點P2,即點P2的橫坐標為-。因為OD=3,OC=1,所以OA=CD=2,所以A點的坐標為(0,2)。將點A的坐標代入直線AP2,所以直線的解析式為2y=x+2,所以點P2的坐標為(-,)。
綜上所述,點的坐標為P1
(-,-)、P2(-,)。
三、二次函數問題中等腰等邊三角形問題
1.如圖,在平面直角坐標系xOy中,已知二次函數y=-x2+bx的圖像過點A(4,0),頂點為B,連接AB、BO.(1)求二次函數的表達式;
(2)若C是BO的中點,點Q在線段AB上,設點B關于直線CP的對稱點為B′,當△OCB′為等邊三角形時,求BQ的長度;
(3)若點D在線段BO上,OD=2BD,點E、F在△OAB的邊上,且滿足△DOF與△DEF全等,求點E的坐標.解答:(1)將A(4,0)代入y=-x2+bx得,-×42+b×4=0,解得b=2,所以二次函數的表達式為y=-x2+2x;
(3)
①當點F在OB上時,如圖,當且僅當DE∥OA,即點E與點A重合時△DOF≌△FED,此時點E的坐標為E(4,0);
②點F在OA時,如圖DF⊥OA,當OF=EF時△DOF≌△DEF,由于OD=2BD,所以點D坐標為(,),點F坐標為(,0),點E坐標為(,0);
綜上滿足條件的點E的坐標為(4,0)、(,0)、(2+,2-).
2.如圖1,已知的三頂點坐標分別為,,二次函數y
=
ax2
+
bx+c恰好經過A、B、C三點.
(1)求二次函數的解析式;
(2)如圖1,若點P是邊AB上的一個動點,過點P作PQ∥,交于點Q,連接CP,當的面積最大時,求點P的坐標;
(3)如圖2,點是直線上的一個動點,點N是二次函數圖像上的一動點,若
構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N的橫坐標.
解答:
(1).
3分
(2)設點(),則AP=t+1,BP=3?t,三角形的面積為6.
∵,∴.
∴,∴
5分
又∵.
∴.
8分
∴t=1時,最大,此時點.
9分
(3)
所有滿足條件的點N的橫坐標為.
12分