2020年全国中考数学分类解析汇编专题8:定值问题
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2 012年全国中考数学分类解析汇编 专题8:定值问题同学们:一分耕耘一分收获,只要我们能做到有永不言败+勤奋学习+有远大的理想+坚定的信念,坚强的意志,明确的目标,相信你在学习和生活也一定会收获成功(可删除)
解答题
1. (2012江西南昌8分)如图,已知二次函数L 1:y=x 2﹣4x+3与x 轴交于A .B 两点(点A 在点B 左边),与y 轴交于点C .
(1)写出二次函数L 1的开口方向、对称轴和顶点坐标;
(2)研究二次函数L 2:y=kx 2﹣4kx+3k (k≠0).
①写出二次函数L 2与二次函数L 1有关图象的两条相同的性质;
②若直线y=8k 与抛物线L 2交于E 、F 两点,问线段EF 的长度是否发生变化?如果不会,请求出EF 的长度;如果会,请说明理由.
【答案】解:(1)∵抛物线()2
2y x 4x 3x 21=-+=--,
∴二次函数L 1的开口向上,对称轴是直线x=2,顶点坐标(2,﹣1)
(2)①二次函数L 2与L 1有关图象的两条相同的性质:
对称轴为x=2;都经过A (1,0),B (3,0)两点
②线段EF 的长度不会发生变化
∵直线y=8k 与抛物线L 2交于E 、F 两点,
∴kx 2﹣4kx+3k=8k ,∵k≠0,∴x 2﹣4x+3=8解得:x 1=﹣1,x 2=5
∴EF=x 2﹣x 1=6∴线段EF 的长度不会发生变化
【考点】二次函数综合题,二次函数的性质
【分析】(1)抛物线y=ax 2+bx+c 中:a 的值决定了抛物线的开口方向,a >0时,抛物线的开口向上;a <0时,抛物线的开口向下抛物线的对称轴方程和顶点坐标,可化为顶点式或用公式求解
(2)①新函数是由原函数的各项系数同时乘以k 所得,因此从二次函数的图象与解析式的系数的关系入手进行分析
②联立直线和抛物线L 2的解析式,先求出点E 、F 的坐标,从而可表示出EF 的长,若该长度
为定值,则线段EF 的长不会发生变化
2. (2012江苏苏州9分)如图,正方形ABCD 的边AD 与矩形EFGH 的边FG 重合,将正方形ABCD 以1cm/s 的速度沿FG 方向移动,移动开始前点A 与点F 重合.在移动过程中,边AD 始终与边FG 重合, 连接CG ,过点A 作CG 的平行线交线段GH 于点P ,连接PD.已知正方形ABCD 的边长为1cm ,矩形EFGH 的边FG 、GH 的长分别为4cm 、3cm.设正方形移动时间为x (s ),线段GP 的长为y (cm ),其中 0≤x≤2.5.
⑴试求出y 关于x 的函数关系式,并求出y =3时相应x 的值;
⑵记△DGP 的面积为S 1,△CDG 的面积为S 2.试说明S 1-S 2是常数;
⑶当线段PD 所在直线与正方形ABCD 的对角线AC 垂直时,求线段PD 的长.
【答案】解:(1)∵CG ∥AP ,∴∠CGD=∠PAG ,则tan CGD=tan PAG ∠∠∴CD PG =GD AG
∵GF=4,CD=DA=1,AF=x ,∴GD=3-x ,AG=4-x ∴
1y =3x 4x --,即4x y=3x --∴y 关于x 的函数关系式为4x y=3x
-- 当y =3时,4x 3=3x
--,解得:x=2.5 (2)∵()()12114x 11113S =GP GD=3x x+2S =GD CD=3x 1x+223x 22222-⋅⋅⋅⋅-=-⋅⋅⋅-⋅=--,,
∴121131S S =x+2x+2222
⎛⎫⎛⎫----= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭为常数 (3)延长PD 交AC 于点Q.
∵正方形ABCD 中,AC 为对角线,∴∠CAD=45°
∵PQ ⊥AC ,∴∠ADQ=45°
∴∠GDP=∠ADQ=45°
∴△DGP 是等腰直角三角形,则GD=GP
∴4x 3x=
3x
---,化简得:2x 5x+5=0-,解得:55x=2± ∵0≤x≤2.5,∴55x=2- 在Rt △DGP 中,()0GD
552+10PD==23x =23=22cos45⎛⎫--- ⎪ ⎪⎭ 【考点】正方形的性质,一元二次方程的应用,等腰直角三角形的性质,矩形的性质,解直角三角形,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值
【分析】(1)根据题意表示出AG 、GD 的长度,再由tan CGD=tan PAG ∠∠可解出x 的值
(2)利用(1)得出的y 与x 的关系式表示出S 1、S 2,然后作差即可
(3)延长PD 交AC 于点Q ,然后判断△DGP 是等腰直角三角形,从而结合x 的范围得出x 的值,在Rt △DGP 中,解直角三角形可得出PD 的长度
3. (2012山东潍坊11分)如图,已知抛物线与坐标轴分别交于A(-2,O)、B(2,0)、C(0,-l)三点,过坐标原点O 的直线y=kx 与抛物线交于M 、N 两点.分别过点C 、D(0,-2)作平行于x 轴的直线1l 、2l .
(1)求抛物线对应二次函数的解析式;
(2)求证以ON 为直径的圆与直线1l 相切;
(3)求线段MN 的长(用k 表示),并证明M 、N 两点到直线2l 的距离之和等于线段MN 的长.
【答案】解:(1)设抛物线对应二次函数的解析式为y=ax 2+bx +c ,
则4a 2b+c=04a+2b+c=0c=1-⎧⎪⎨⎪-⎩ 解得1a=4b=0c=1⎧⎪⎪⎨⎪-⎪⎩
∴抛物线对应二次函数的解析式 所以21y=x 14-
(2)设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2),因为点M 、N 在抛物线上,
∴22112211y =x 1y =x 144--,,∴x 22=4(y 2+1)
又∵()()2222222222ON x y 4y 1y y 2=+=++=+,∴2ON y 2=+
又∵y 2≥-l ,∴ON=2+y 2
设ON 的中点E ,分别过点N 、E 向直线1l 作垂线,垂足为P 、
F , 则 22y OC NP EF 22
++==, ∴ON=2EF ,
即ON 的中点到直线1l 的距离等于ON 长度的一半,
∴以ON 为直径的圆与1l 相切
(3)过点M 作MH ⊥NP 交NP 于点H ,则()()222222121MN MH NH x x y y =+=-+-,
又∵y 1=kx 1,y 2=kx 2,∴(y 2-y 1)2=k 2(x 2-x 1)2∴MN 2=(1+k 2)(x 2一x l )2
又∵点M 、N 既在y=kx 的图象上又在抛物线上,
∴21kx=x 14
-,即x 2-4kx -4=0,∴x 2+x 1=4k ,x 2·x 1=-4
∴MN 2=(1+k 2)(x 2一x l )2=(1+k 2)[ (x 2+x l )2-4x 2·x l ] =16(1+k 2)2∴MN=4(1+k 2)
延长NP 交2l 于点Q ,过点M 作MS ⊥2l 交2l 于点S ,
则MS +NQ=y 1+2+y 2+2=221211x 1+x 1+444
-- ()()()()
222222*********=x +x +2=x +x 2x x +2=16k +8+2=4k +4=41+k 444⎡⎤-⋅⎣⎦ ∴MS+NQ=MN ,即M 、N 两点到2l 距离之和等于线段MN 的长
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,中点坐标的求法,直线与圆相切的条件,一元二次方程根与系数的关系,勾股定理
【分析】(1)根据点在曲线上,点的坐标满足方程的关系,用待定系数法即可求出抛物线对应二次函数的解析式
(2)要证以ON 为直径的圆与直线1l 相切,只要证ON 的中点到直线1l 的距离等于ON 长的一半即可
(3)运用一元二次方程根与系数的关系,求出MN 和M 、N 两点到直线2l 的距离之和,相比较即可
4. (2012浙江义乌12分)如图1,已知直线y=kx 与抛物线2422y=x +x 273
-
交于点A (3,6). (1)求直线y=kx 的解析式和线段OA 的长度;
(2)点P 为抛物线第一象限内的动点,过点P 作直线PM ,交x 轴于点M (点M 、O 不重合),交直线OA 于点Q ,再过点Q 作直线PM 的垂线,交y 轴于点N .试探究:线段QM 与线段QN 的长度之比是否为定值?如果是,求出这个定值;如果不是,说明理由;
(3)如图2,若点B 为抛物线上对称轴右侧的点,点E 在线段OA 上(与点O 、A 不重合),点D (m ,0)是x 轴正半轴上的动点,且满足∠BAE=∠BED=∠AOD .继续探究:m 在什么范围时,符合条件的E 点的个数分别是1个、2个?
【答案】解:(1)把点A (3,6)代入y=kx 得;6=3k ,即k=2
∴y=2x ∴22OA 3+6=35= (2)线段QM 与线段QN 的长度之比是一个定值,理由如下: 如图1,过点Q 作QG ⊥y 轴于点G ,QH ⊥x 轴于点H . ①当QH 与QM 重合时,显然QG 与QN 重合,
此时QM QH QH tan AOM=2QN QG OH
===∠ ②当QH 与QM 不重合时, ∵QN ⊥QM ,QG ⊥QH 不妨设点H ,G 分别在x 、y
轴的正半轴上,
∴∠MQH=∠GQN
又∵∠QHM=∠QGN=90°,∴△QHM ∽△QGN ∴
QM QH QH tan AOM=2QN QG OH
===∠ 当点P 、Q 在抛物线和直线上不同位置时,同理可得QM =2QN ∴线段QM 与线段QN 的长度之比是一个定值
(3)如图2,延长AB 交x 轴于点F ,过点F 作
FC ⊥OA 于点C ,过点A 作AR ⊥x 轴于点R
∵∠AOD=∠BAE ,∴AF=OF
∴OC=AC=1
5OA=522
∵∠ARO=∠FCO=90°,∠AOR=∠FOC , ∴△AOR ∽△FOC ∴
OF AO 355OC OR 3===∴OF=5155522⨯= ∴点F (152
,0) 设点B (x ,2422x +x 273
-),过点B 作BK ⊥AR 于点K ,则△AKB ∽△ARF ∴BK AK FR AR
=,即24226x +x x 32737.536⎛⎫-- ⎪-⎝⎭=- 解得x 1=6,x 2=3(舍去)∴点B (6,2)
∴BK=6﹣3=3,AK=6﹣2=4∴AB=5
在△ABE 与△OED 中,∵∠BAE=∠BED ,∴∠ABE+∠AEB=∠DEO+∠AEB
∴∠ABE=∠DEO
∵∠BAE=∠EOD ,∴△ABE ∽△OED
设OE=x ,则AE=35﹣x (0x 35<<), 由△ABE ∽△OED 得AE OD AB OE =,即35x m 5x -= ∴()()
221135139m=x 35x =x +x=x 5+0x 35555524<<⎛⎫---- ⎪⎝⎭ ∴顶点为39x 524⎛⎫- ⎪⎝
⎭ , 如图3,当9m=4时,OE=x=
352,此时E 点有1个; 当90m 4<<
时,任取一个m 的值都对应着两个x 值,此时E 点有2个.
∴当9m=4
时,E 点只有1个,当90m 4<<时,E 点有2个 【考点】二次函数综合题,曲线上点的坐标与方程的关系,锐角三角函数定义,相似三角形的判定和性质,二次函数的性质
【分析】(1)利用待定系数法求出直线y=kx 的解析式,根据A 点坐标用勾股定理求出线段OA 的长度
(2)如图1,过点Q 作QG ⊥y 轴于点G ,QH ⊥x 轴于点H ,构造相似三角形△QHM 与△QGN ,将线段QM 与线段QN 的长度之比转化为相似三角形的相似比,即
QM QH QH tan AOM=2QN QG OH
===∠为定值.需要注意讨论点的位置不同时,这个结论依然成立
(3)由已知条件角的相等关系∠BAE=∠BED=∠AOD ,可以得到△ABE ∽△OED 在相似三角形△ABE 与△OED 中,运用线段比例关系之前需要首先求出AB 的长度,如图2,可以通过构造相似三角形,或者利用一次函数(直线)的性质求得AB 的长度设OE=x ,则由相似边的比例关系可以得到m 关于x 的表达式2139m=x 5+524
⎛⎫-- ⎪⎝⎭,这是一个二次函数.借助此二次函数图象(如图3),可见m 在不同取值范围时,x 的取值(即OE 的长度,或E 点的位置)有1个或2个这样就将所求解的问题转化为分析二次函数的图象与性质问题
5. (2012广西玉林、防城港12分)如图,在平面直角坐标系x O y 中,矩形AOCD 的顶点A 的坐标是(0,4),现有两动点P 、Q ,点P 从点O 出发沿线段OC (不包括端点O ,C )以每秒2个单位长度的速度,匀速向点C 运动,点Q 从点C 出发沿线段CD (不包括端点C ,D )以每秒1个单位长度的速度匀速向点D 运动.
点P ,Q 同时出发,同时停止,设运动时间为t 秒,当t=2秒时PQ=52. (1)求点D 的坐标,并直接写出t 的取值范围; (2)连接AQ 并延长交x 轴于点E,把AE 沿AD 翻折交CD 延长线于点F,连接EF ,则△AEF 的面积S 是否随t 的变化而变化?若变化,求出S 与t 的函数关系式;若不变化,求出S 的值.
(3)在(2)的条件下,t 为何值时,四边形APQF 是梯形?
【答案】解:(1)由题意可知,当t=2(秒)时,OP=4,CQ=2,
在Rt △PCQ 中,由勾股定理得:PC=()2222PQ CQ 252-=
-=4, ∴OC=OP+PC=4+4=8
又∵矩形AOCD ,A (0,4),∴D (8,4)
t 的取值范围为:0<t <4
(2)结论:△AEF 的面积S 不变化
∵AOCD 是矩形,∴AD ∥OE ,∴△AQD ∽△EQC
∴CE CQ AD DQ =,即CE t 84t =-,解得CE=8t 4t
- 由翻折变换的性质可知:DF=DQ=4-t ,则CF=CD+DF=8-t
S=S 梯形AOCF +S △FCE -S △AOE =12(OA+CF )•OC+12CF•CE -12
OA•OE =12 [4+(8-t )]×8+12(8-t )•8t 4t --12×4×(8+8t 4t
-) 化简得:S=32为定值
所以△AEF 的面积S 不变化,S=32
(3)若四边形APQF 是梯形,因为AP 与CF 不平行,所以只有PQ ∥AF
由PQ ∥AF 可得:△CPQ ∽△DAF
∴CP :AD=CQ :DF ,即8-2t :8= t :4-t ,化简得t 2-12t +16=0,
解得:t 1=6+25,t 2=625-
由(1)可知,0<t<4,∴t1=6+25不符合题意,舍去
-秒时,四边形APQF是梯形
∴当t=625
【考点】动点和翻折问题,矩形的性质,勾股定理,翻折对称的性质,相似三角形的判定和性质,梯形的性质,解一元二次方程
【分析】(1)由勾股定理可求PC而得点C的坐标,根据矩形的性质可得点D的坐标点P到达终点所需时间为8÷2=4秒,点Q到达终点所需时间为4÷1=4秒,由题意可知,t的取值范围为:0<t<4(2)根据相似三角形和翻折对称的性质,求出S关于t的函数关系式,由于关系式为常数,所以△AEF的面积S不变化,S=32
(3)根据梯形的性质,应用相似三角形即可求解
6. (2012湖北咸宁10分)如图1,矩形MNPQ中,点E,F,G,H分别在NP,PQ,QM,MN上,若
∠
=
∠,则称四边形EFGH为矩形MNPQ的反射四边形.图2,图3,图4中,四边形ABCD =
∠
=
1∠
3
4
2
为矩形,且AB=4,BC=8.
理解与作图:
(1)在图2,图3中,点E,F分别在BC,CD边上,试利用正方形网格在图上作出矩形ABCD的反射四边形EFGH.
计算与猜想:
(2)求图2,图3中反射四边形EFGH的周长,并猜想矩形ABCD的反射四边形的周长是否为定值?启发与证明:
(3)如图4,为了证明上述猜想,小华同学尝试延长GF交BC的延长线于M,试利用小华同学给我们的启发证明(2)中的猜想.
【答案】解:(1)作图如下:
(2)在图2中, 22EF FG GH HE 242025====+==,
∴四边形EFGH 的周长为85
在图3中,22EF GH 215==+=,22FG HE 364535==+==,
∴四边形EFGH 的周长为2523585⨯+⨯=
猜想:矩形ABCD 的反射四边形的周长为定值
(3)延长GH 交CB 的延长线于点N ,
∵12∠=∠,15∠=∠,
∴25∠=∠
又∵FC=FC ,
∴Rt △FCE ≌Rt △FCM (ASA )
∴EF=MF ,EC=MC
同理:NH=EH ,NB=EB ∴MN=2BC=16
∵M 905901∠=︒-∠=︒-∠,N 903∠=︒-∠,13∠=∠,∴M N ∠=∠
∴GM=GN
过点G 作GK ⊥BC 于K ,则1KM MN 82==
∴2222GM GK KM 4845=+=+=
∴四边形EFGH 的周长为2GM 85=∴矩形ABCD 的反射四边形的周长为定值
【考点】新定义,网格问题,作图(应用与设计作图),勾股定理,全等三角形的判定和性质,矩形的性质,等腰三角形的判定和性质
【分析】(1)根据网格结构,作出相等的角即可得到反射四边形
(2)图2中,利用勾股定理求出EF=FG=GH=HE 的长度,然后即可得到周长,图3中利用勾股
定理求出EF=GH ,FG=HE 的长度,然后求出周长,从而得到四边形EFGH 的周长是定值
(3)延长GH 交CB 的延长线于点N ,再利用“ASA”证明Rt △FCE 和Rt △FCM 全等,根据全等
三角形对应边相等可得EF=MF ,EC=MC ,同理求出NH=EH ,NB=EB ,从而得到MN=2BC ,再证明GM=GN ,过点G 作GK ⊥BC 于K ,根据等腰三角形三线合一的性质求出1
KM MN 82
==,再利用勾股定理求出GM
的长度,然后即可求出四边形EFGH的周长
7. (2012福建泉州12分)已知:A、B、C不在同一直线上. (1)若点A、B、C均在半径为R的⊙O上,
i)如图一,当∠A=45°时,R=1,求∠BOC的度数和BC的长度;
ii)如图二,当∠A为锐角时,求证sin∠A= BC
2R
;
(2).若定长线段
....BC的两个端点分别在∠MAN的两边AM、AN(B、C均与点A不重合)滑动,如图三,当∠MAN=60°,BC=2时,分别作BP⊥AM,CP⊥AN,交点为点P ,试探索:在整个滑动过程中,P、A 两点的距离是否保持不变?请说明理由.
【答案】解:(1)i)∵∠A=45°,
∴∠BOC=90°(同弧所对的圆周角等于其所对的圆心角的一半)
又∵R=1,∴由勾股定理可知BC=11=2
+
ii)证明:连接BO并延长,交圆于点E,连接EC
可知EC⊥BC(直径所对的圆周角为90°),
且∠E=∠A(同弧所对的圆周角相等)
故sin∠A=sin∠A=BC BC BE2R
=
(2)保持不变理由如下:
如图,连接AP,取AP的中点K,连接BK、CK,
在Rt△APC中,CK=1
2
AP=AK=PK
同理得:BK=AK=PK
∴CK=BK=AK=PK∴点A、B、P、C都在⊙K上
∴由(1)ii)sin∠A=BC
2R
可知sin60°=
BC
AP
∴AP=
BC43
sin603
=
︒
(为定值)
【考点】三角形的外接圆与外心,圆周角定理,勾股定理,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,直角三角形中线性质
【分析】(1)i)根据圆周角定理得出∠BOC=2∠A=90°,再利用勾股定理得出BC的长;
ii)作直径CE,则∠E=∠A,CE=2R,利用sin∠A=sin∠E=BC BC
BE2R
=,得出即可
(2)首先证明点A、B、P、C都在⊙K上,再利用sin∠A=BC
2R
,得出AP=
BC43
sin60
=
︒
(定
值)即可
8. (2012四川自贡12分)如图所示,在菱形ABCD中,AB=4,∠BAD=120°,△AEF为正三角形,点E、F分别在菱形的边BC.CD上滑动,且E、F不与B.C.D重合.
(1)证明不论E、F在BC.CD上如何滑动,总有BE=CF;
(2)当点E、F在BC.CD上滑动时,分别探讨四边形AECF和△CEF的面积是否发生变化?如果不变,求出这个定值;如果变化,求出最大(或最小)值.
【答案】解:(1)证明:如图,连接AC
∵四边形ABCD为菱形,∠BAD=120°,
∠BAE+∠EAC=60°,∠FAC+∠EAC=60°,
∴∠BAE=∠FAC
∵∠BAD=120°,∴∠ABF=60°
∴△ABC和△ACD为等边三角形
∴∠ACF=60°,AC=AB∴∠ABE=∠AFC
∴在△ABE和△ACF中,∵∠BAE=∠FAC,AB=AC,∠ABE=∠AFC,
∴△ABE≌△ACF(ASA)∴BE=CF
(2)四边形AECF的面积不变,△CEF的面积发生变化理由如下:
由(1)得△ABE≌△ACF,则S△ABE=S△ACF
∴S 四边形AECF =S △AEC +S △ACF =S △AEC +S △ABE =S △ABC ,是定值 作AH ⊥BC 于H 点,则BH=2,
22AECF ABC 11
S S BC AH BC AB BH 4322
∆==⋅⋅=⋅-=四形边
由“垂线段最短”可知:当正三角形AEF 的边AE 与BC 垂直时,
边AE 最短.
故△AEF 的面积会随着AE 的变化而变化,且当AE 最短时,正三角形AEF 的面积会最小,
又S △CEF =S 四边形AECF ﹣S △AEF ,则此时△CEF 的面积就会最大.
∴S △CEF =S 四边形AECF ﹣S △AEF (
)()
22
1
432323
3
32
=-⋅⋅-
=
∴△CEF 的面积的最大值是3
【考点】菱形的性质,等边三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,垂直线段的性质
【分析】(1)先求证AB=AC ,进而求证△ABC 、△ACD 为等边三角形,得∠ACF =60°,AC=AB ,从而求证△ABE ≌△ACF ,即可求得BE=CF
(2)由△ABE ≌△ACF 可得S △ABE =S △ACF ,故根据S 四边形AEC F=S △AEC +S △ACF =S △AEC +S △AB E=S △ABC
即可得四边形AECF 的面积是定值当正三角形AEF 的边AE 与BC 垂直时,边AE 最短.△AEF 的面积会随着AE 的变化而变化,且当AE 最短时,正三角形AEF 的面积会最小,根据S △CEF =S 四边形AECF -S △AEF ,则△CEF 的面积就会最大
9. (2012四川成都12分) 如图,在平面直角坐标系xOy 中,一次函数5y=x+m 4
(m 为常数)的图象与x 轴交于点A(3-,0),与y 轴交于点C .以直线x=1为对称轴的抛物线2y=ax +bx+c (a ,b ,c 为常数,且a≠0)经过A ,C 两点,并与x 轴的正半轴交于点B . (1)求m 的值及抛物线的函数表达式;
(2)设E 是y 轴右侧抛物线上一点,过点E 作直线AC 的平行线交x 轴于点F .是否存在这样的点E ,使得以A ,C ,E ,F 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点E 的坐标及相应的平行四边形的面积;若不存在,请说明理由;
(3)若P 是抛物线对称轴上使△ACP 的周长取得最小值的点,过点P 任意作一条与y 轴不平行的直线交抛物线于()()111222M x y M x y ,,,两点,试探究
1212
M P M P
M M ⋅是否为定值,并写出探究过程.
【答案】解:(1)∵5
y=x+m 4经过点(﹣3,0),∴15x+m=04-
,解得15
m=
4
∴直线解析式为5
15
y=x+
4
4
令x=0,得15y=4∴C (0,15
4
)
∵抛物线y=ax 2+bx+c 对称轴为x=1,且与x 轴交于A (﹣3,0), ∴另一交点为B (5,0)
设抛物线解析式为y=a (x+3)(x ﹣5),
∵抛物线经过C (0,
154),∴154=a•3(﹣5),解得1a=4- ∴抛物线解析式为y= 14-(x+3)(x ﹣5),即21115
y=x +x+424
-
(2)假设存在点E 使得以A 、C 、E 、F 为顶点的四边形是平行四边形,
则AC ∥EF 且AC=EF ,如答图1
(i )当点E 在点E 位置时,过点E 作EG ⊥x 轴于点G , ∵AC ∥EF ,∴∠CAO=∠EFG
又∵∠COA=∠EOF=900,AC=EF ,∴△CAO ≌△EFG
(AAS )
∴EG=CO=
154,即y E =15
4
∴2E E 151115
=x +x +4424
-,解得x E =2(x E =0与C 点重合,舍去) ∴E (2,154),S ▱ACEF =15
2
(ii )当点E 在点E′位置时,过点E′作E′G′⊥x 轴于点G′, 同理可求得E′(15
31+14
-
,),S ▱ACE′F′=1531+1054
(3)要使△ACP 的周长最小,只需AP+CP 最小即可
如答图2,连接BC 交x=1于P 点,因为点A 、B 关于x=1对称,根据轴对称性质以及
两点之间线段最短,可知此时AP+CP 最小(AP+CP 最小值为线段BC 的长度)
∵B (5,0),C (0,
154
), ∴直线BC 解析式为315
y=x+44
-
∵x P =1,∴y P =3,即P (1,3)
令经过点P (1,3)的直线为y=kx+3﹣k ,
联立2y kx 3k
1115y=x +x+424=+-⎧⎪⎨-⎪⎩
得
x 2+(4k ﹣2)x ﹣4k ﹣3=0, ∴x 1+x 2=2﹣4k ,x 1x 2=﹣4k ﹣3
∵y 1=kx 1+3﹣k ,y 2=kx 2+3﹣k ,∴y 1﹣y 2=k (x 1﹣x 2) 根据勾股定理得: M 1M 2=
()()()()()22222
221212121212x x +y y =x x +k x x =
1+k x x ----⋅
-
()()()()222221212=1+k x +x 4x x =
1+k 24k 44k 3=41+k ⋅
-⋅
----,
M 1P=()()()()()22222
211111x 1+y 3=x 1+kx +3k 3=1+k x 1-----⋅-, M 2P=
()()()()()22222
222222x 1+y 3=x 1+kx +3k 3=
1+k x 1-----⋅
-
∴M 1P•M 2P=()()()()()2
22221212121+k x 1x 1=1+k x x x +x +1⋅
--⋅
⎡-⎤⎣⎦
()()()
2
22
=1+k 4k 324k +1=41+k ⋅⎡----⎤⎣⎦
∴M 1P•M 2P=M 1M 2∴
1212
M P M P
M M ⋅=1为定值
【考点】二次函数综合题,二次函数的性质,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,平行四边形的判定和性质,轴对称的性质,两点之间线段最短的性质,一元二次方程根与系数的关系,勾股定理 【分析】(1)把点A 的坐标代入5
y=x+m 4
即可求出m 的值由抛物线的对称轴和点A 的坐标可得抛物线与x 轴另一交点B 的坐标,从而设抛物线的交点式,由点C 在抛物线求出待定系数得到抛物线解析式
(2)分点E 在x 轴上方和下方两种情况讨论即可
(3)设出M1M2的解析式,与抛物线联立,根据一元二次方程根与系数的关系得M1、M2两点坐标的关系:x1+x2=2﹣4k,x1x2=﹣4k﹣3,y1=kx1+3﹣k,y2=kx2+3﹣k,y1﹣y2=k(x1﹣x2)由勾股定理表示出M1M2、M1P和M2P,化简即可求证。