2024内蒙古中考数学二轮专题复习 二次函数与几何综合题 类型三 特殊三角形存在性问题(课件)
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一阶 微技能
例1 如图,已知线段AB和直线l,请在直线l上找一点M,使△ABM是 等腰三角形,请在图中画出所有符合要求的点M.(保留作图痕迹,不写 作法) 解:画图如解图所示.
例1题图
例1题解图
例2 如图,已知点A(-3,0),B(4,0),C(0,4),点P是线段BC上一 动点,当以A、C、P为顶点的三角形是等腰三角形时,求点P的坐标.
∴点P的坐标为(1,3);
②当AC=PC时,AC2=PC2,
即32+42=p2+[4-(-p+4)]2,解得p= 5 2 (负值已舍去),
2
∴点P的坐标为( 5 2 ,8 5 2 ).
2
2
综上所述,点P的坐标为(1,3)或( 5 2 , 8 5 2 ).
2
2
例2题图
满分技法
问题:已知线段AB,在平面内找一点P,使得△ABP为等腰三角形. 确定点的位置: (1)以AB为腰:点P在分别以点A、B为圆心,AB长为半径的圆上,AB直 线上的点除外; (2)以AB为底:点P在AB的垂直平分线上,AB直线上的点除外. 求点P坐标的方法:分别表示出点A、B、P的坐标,再根据勾股定理表 示出线段AB、BP、AP的长度,由①AB=AP,②AB=BP,③BP=AP 列方程解出坐标.
∵OC=OB,
例5题图②
∴BC的垂直平分线l过原点.
又∵直线l过点( 3 , 3 ),
22
∴BC的垂直平分线l的解析式为y=x,
1 13
联立
y y
x
, x
2
2
x
3,
解得
x1
, 2
y1
1
2
13
,
1 13
或
x2
2
,
y2
1
2
13
,
例5题图②
∴点P的坐标为( 1 13 ,1 13 )或( 1 13 ,1 13 );
解得t=-4,
此时点Q的坐标为(1,-4).
综上所述,点Q的坐标为(1,3 17 )或(1,3 17 ),
2
2
或(1,2)或(1,-4).
例4题图
满分技法 问题:已知线段AB,在平面内找一点P,使△ABP为直角三角形. 确定点的位置: (1)以A为直角顶点,AB为直角边,点P在过点A与AB垂直的直线上; (2)以B为直角顶点,AB为直角边,点P在过点B与AB垂直的直线上; (3)以点P为直角顶点,AB为斜边,点P在以AB为直径的圆上. 求点P坐标的方法:分别表示出点A、B、P的坐标,再根据勾股定理表 示出线段AB、BP、AP的长度,由①AB2=BP2+AP2,②BP2=AB2+ AP2,③AP2=AB2+BP2列方程解出坐标.
例5题图①
解:(1)△CAF是等腰三角形,
理由如下: ∵抛物线的对称轴为直线x= 2 =1,
2 (1)
∴点 F的坐标为(1,0).
令-x2+2x+3=0,解得x1=-1,x2=3, ∴A(-1,0),B(3,0),∴AO=OF=1.
∵CO⊥AF,
∴CO是线段 AF的垂直平分线,∴CA=CF,
即△CAF是等腰三角形;
二阶 设问突破
例5
一题多设问 如图,在平面直角坐标系xOy中,
抛物线y=-x2+2x+3与x轴分别交于点A、B,与y轴交于点 C,顶点为
点D,连接BC,抛物线对称轴与直线BC交于点E,与x轴交于点F.
(1)连接AC、CF,判断△CAF的形状,并说明理由;
【思维教练】观察题图可知△CAF应该是以AC、 FC为腰的等腰三角形,已知CO⊥AF,只需再求得 AO=FO即可轻易得证.
例3 如图,线段AB在直线l上方,请在直线l上找一点P,使△PAB是直 角三角形,请在图中画出所有符合要求的点P.(保留作图痕迹,不写作 法) 解:画图如解图所示.
例3题图
例3题解图
例4 如图,点B的坐标为(3,0),点C的坐标为(0,-3).在直线x=1上
有一点Q,使△QBC为直角三角形,求点Q的坐标
解:∵点Q在直线x=1上,
∴可设点Q的坐标为(1,t).
∵B(3,0),C(0,-3),
∴BQ2=(1-3)2+t2=t2+4,
CQ2=12+(t+3)2=t2+6t+10,
BC2=18,
当△QBC为直角三角形时,分三种情况讨论:
例4题图
①当∠BQC=90°时,则有BQ2+CQ2=BC2, 即t2+4+t2+6t+10=18,
解:设直线BC的解析式为y=kx+b, 将B(4,0),C(0,4)代入,
得
4k b b 4,
0,
解得k 1, b 4, Nhomakorabea∴直线BC的解析式为y=-x+4.
设点P的坐标为(p,-p+4),
∵以A,C,P为顶点的三角形是等腰三角形,
例2题图
∴分两种情况讨论:
①当AC=AP时,AC2=AP2,
即32+42=[p-(-3)]2+(-p+4)2,解得p=1(p=0不合题意,舍去),
2
2
2
2
(3)若点P是抛物线对称轴上一点,是否存在这样点P,使得△BCP是等
腰三角形,若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由; 【思维教练】要使△BCP是等腰三角形,需分BC=BP,BC=CP,BP
=CP三种情况讨论,通常利用勾股定理表示出三边的平方,分三种情
况利用三边的平方相等列方程求解. (3)存在.
例5题图①
(2)若点P是抛物线上一点,当△BCP是以BC为底的等腰三角形时,求点
P的坐标;
【思维教练】要使△BCP是以BC为底的等腰三角形,可作BC的垂直平
分线,其与抛物线的交点即为所求点P.
(2)由抛物线的解析式得C(0,3),
由(1)可知B(3,0),
∴BC的中点坐标为( 3 ,3 ),
22
直线BC的解析式为y=-x+3.
解得t=
3
2
17
或t=
3 17 2
,
此时点Q的坐标为(1,3
2
17
)或(1,
3
2
17
);
②当∠CBQ=90°时,则有BC2+BQ2=CQ2,
即18+t2+4=t2+6t+10,
解得t=2,
此时点Q的坐标为(1,2);
例4题图
③当∠BCQ=90°时,则有BC2+CQ2=BQ2,
即18+t2+6t+10=t2+4,
设P(1,m),
BC2=OB2+OC2=18,
BP2=(3-1)2+m2=4+m2,
CP2=12+(m-3)2=m2-6m+10.
例5题图③
分三种情况讨论: ①当BC=BP时,BC2=BP2, 即18=4+m2,解得m=± 14 , ∴P1(1, 14 ),P2(1,- 14 ); ②当BC=CP时,BC2=CP2, 即18=m2-6m+10,解得m=3± 17 , ∴P3(1,3+ 17 ),P4(1,3- 17 ); ③当BP=CP时,BP2=CP2, 即4+m2=m2-6m+10,解得m=1,
例1 如图,已知线段AB和直线l,请在直线l上找一点M,使△ABM是 等腰三角形,请在图中画出所有符合要求的点M.(保留作图痕迹,不写 作法) 解:画图如解图所示.
例1题图
例1题解图
例2 如图,已知点A(-3,0),B(4,0),C(0,4),点P是线段BC上一 动点,当以A、C、P为顶点的三角形是等腰三角形时,求点P的坐标.
∴点P的坐标为(1,3);
②当AC=PC时,AC2=PC2,
即32+42=p2+[4-(-p+4)]2,解得p= 5 2 (负值已舍去),
2
∴点P的坐标为( 5 2 ,8 5 2 ).
2
2
综上所述,点P的坐标为(1,3)或( 5 2 , 8 5 2 ).
2
2
例2题图
满分技法
问题:已知线段AB,在平面内找一点P,使得△ABP为等腰三角形. 确定点的位置: (1)以AB为腰:点P在分别以点A、B为圆心,AB长为半径的圆上,AB直 线上的点除外; (2)以AB为底:点P在AB的垂直平分线上,AB直线上的点除外. 求点P坐标的方法:分别表示出点A、B、P的坐标,再根据勾股定理表 示出线段AB、BP、AP的长度,由①AB=AP,②AB=BP,③BP=AP 列方程解出坐标.
∵OC=OB,
例5题图②
∴BC的垂直平分线l过原点.
又∵直线l过点( 3 , 3 ),
22
∴BC的垂直平分线l的解析式为y=x,
1 13
联立
y y
x
, x
2
2
x
3,
解得
x1
, 2
y1
1
2
13
,
1 13
或
x2
2
,
y2
1
2
13
,
例5题图②
∴点P的坐标为( 1 13 ,1 13 )或( 1 13 ,1 13 );
解得t=-4,
此时点Q的坐标为(1,-4).
综上所述,点Q的坐标为(1,3 17 )或(1,3 17 ),
2
2
或(1,2)或(1,-4).
例4题图
满分技法 问题:已知线段AB,在平面内找一点P,使△ABP为直角三角形. 确定点的位置: (1)以A为直角顶点,AB为直角边,点P在过点A与AB垂直的直线上; (2)以B为直角顶点,AB为直角边,点P在过点B与AB垂直的直线上; (3)以点P为直角顶点,AB为斜边,点P在以AB为直径的圆上. 求点P坐标的方法:分别表示出点A、B、P的坐标,再根据勾股定理表 示出线段AB、BP、AP的长度,由①AB2=BP2+AP2,②BP2=AB2+ AP2,③AP2=AB2+BP2列方程解出坐标.
例5题图①
解:(1)△CAF是等腰三角形,
理由如下: ∵抛物线的对称轴为直线x= 2 =1,
2 (1)
∴点 F的坐标为(1,0).
令-x2+2x+3=0,解得x1=-1,x2=3, ∴A(-1,0),B(3,0),∴AO=OF=1.
∵CO⊥AF,
∴CO是线段 AF的垂直平分线,∴CA=CF,
即△CAF是等腰三角形;
二阶 设问突破
例5
一题多设问 如图,在平面直角坐标系xOy中,
抛物线y=-x2+2x+3与x轴分别交于点A、B,与y轴交于点 C,顶点为
点D,连接BC,抛物线对称轴与直线BC交于点E,与x轴交于点F.
(1)连接AC、CF,判断△CAF的形状,并说明理由;
【思维教练】观察题图可知△CAF应该是以AC、 FC为腰的等腰三角形,已知CO⊥AF,只需再求得 AO=FO即可轻易得证.
例3 如图,线段AB在直线l上方,请在直线l上找一点P,使△PAB是直 角三角形,请在图中画出所有符合要求的点P.(保留作图痕迹,不写作 法) 解:画图如解图所示.
例3题图
例3题解图
例4 如图,点B的坐标为(3,0),点C的坐标为(0,-3).在直线x=1上
有一点Q,使△QBC为直角三角形,求点Q的坐标
解:∵点Q在直线x=1上,
∴可设点Q的坐标为(1,t).
∵B(3,0),C(0,-3),
∴BQ2=(1-3)2+t2=t2+4,
CQ2=12+(t+3)2=t2+6t+10,
BC2=18,
当△QBC为直角三角形时,分三种情况讨论:
例4题图
①当∠BQC=90°时,则有BQ2+CQ2=BC2, 即t2+4+t2+6t+10=18,
解:设直线BC的解析式为y=kx+b, 将B(4,0),C(0,4)代入,
得
4k b b 4,
0,
解得k 1, b 4, Nhomakorabea∴直线BC的解析式为y=-x+4.
设点P的坐标为(p,-p+4),
∵以A,C,P为顶点的三角形是等腰三角形,
例2题图
∴分两种情况讨论:
①当AC=AP时,AC2=AP2,
即32+42=[p-(-3)]2+(-p+4)2,解得p=1(p=0不合题意,舍去),
2
2
2
2
(3)若点P是抛物线对称轴上一点,是否存在这样点P,使得△BCP是等
腰三角形,若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由; 【思维教练】要使△BCP是等腰三角形,需分BC=BP,BC=CP,BP
=CP三种情况讨论,通常利用勾股定理表示出三边的平方,分三种情
况利用三边的平方相等列方程求解. (3)存在.
例5题图①
(2)若点P是抛物线上一点,当△BCP是以BC为底的等腰三角形时,求点
P的坐标;
【思维教练】要使△BCP是以BC为底的等腰三角形,可作BC的垂直平
分线,其与抛物线的交点即为所求点P.
(2)由抛物线的解析式得C(0,3),
由(1)可知B(3,0),
∴BC的中点坐标为( 3 ,3 ),
22
直线BC的解析式为y=-x+3.
解得t=
3
2
17
或t=
3 17 2
,
此时点Q的坐标为(1,3
2
17
)或(1,
3
2
17
);
②当∠CBQ=90°时,则有BC2+BQ2=CQ2,
即18+t2+4=t2+6t+10,
解得t=2,
此时点Q的坐标为(1,2);
例4题图
③当∠BCQ=90°时,则有BC2+CQ2=BQ2,
即18+t2+6t+10=t2+4,
设P(1,m),
BC2=OB2+OC2=18,
BP2=(3-1)2+m2=4+m2,
CP2=12+(m-3)2=m2-6m+10.
例5题图③
分三种情况讨论: ①当BC=BP时,BC2=BP2, 即18=4+m2,解得m=± 14 , ∴P1(1, 14 ),P2(1,- 14 ); ②当BC=CP时,BC2=CP2, 即18=m2-6m+10,解得m=3± 17 , ∴P3(1,3+ 17 ),P4(1,3- 17 ); ③当BP=CP时,BP2=CP2, 即4+m2=m2-6m+10,解得m=1,