(一)压轴题解题方法——直角三角形的存在性
中考数学复习---二次函数中三角形存在性问题压轴题练习(含答案解析)
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中考数学复习---二次函数中三角形存在性问题压轴题练习(含答案解析)一.相似三角形的存在性1.(2022•陕西)已知抛物线y=ax2+bx﹣4经过点A(﹣2,0),B(4,0),与y 轴的交点为C.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)若点P是该抛物线上一点,且位于其对称轴l的右侧,过点P分别作l,x 轴的垂线,垂足分别为M,N,连接MN.若△PMN和△OBC相似,求点P的坐标.【解答】解:(1)把A(﹣2,0),B(4,0)代入y=ax2+bx﹣4得:,解得,∴抛物线的函数表达式为y=x2﹣x﹣4;(2)如图:∵y=x2﹣x﹣4=(x﹣1)2﹣,∴抛物线y=x2﹣x﹣4的对称轴是直线x=1,在y=x2﹣x﹣4中,令x=0得y=﹣4,∴C(0,﹣4),∴OB=OC=4,∴△BOC是等腰直角三角形,∵△PMN和△OBC相似,∴△PMN是等腰直角三角形,∵PM⊥直线x=1,PN⊥x轴,∴∠MPN=90°,PM=PN,设P(m,m2﹣m﹣4),∴|m﹣1|=|m2﹣m﹣4|,∴m﹣1=m2﹣m﹣4或m﹣1=﹣m2+m+4,解得m=+2或m=﹣+2或m=或m=﹣,∵点P是该抛物线上一点,且位于其对称轴直线x=1的右侧,∴P的坐标为(+2,+1)或(,1﹣).2.(2022•绵阳)如图,抛物线y=ax2+bx+c交x轴于A(﹣1,0),B两点,交y轴于点C(0,3),顶点D的横坐标为1.(1)求抛物线的解析式;(2)在y轴的负半轴上是否存在点P使∠APB+∠ACB=180°,若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;(3)过点C作直线l与y轴垂直,与抛物线的另一个交点为E,连接AD,AE,DE,在直线l下方的抛物线上是否存在一点M,过点M作MF⊥l,垂足为F,使以M,F,E三点为顶点的三角形与△ADE相似?若存在,请求出M点的坐标,若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵顶点D的横坐标为1,∴抛物线的对称轴为直线x=1,∵A(﹣1,0),∴B(3,0),∴设抛物线的解析式为:y=a(x+1)(x﹣3),将C(0,3)代入抛物线的解析式,则﹣3a=3,解得a=﹣1,∴抛物线的解析式为:y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣x2+2x+3.(2)存在,P(0,﹣1),理由如下:∵∠APB+∠ACB=180°,∴∠CAP+∠CBP=180°,∴点A,C,B,P四点共圆,如图所示,由(1)知,OB=OC=3,∴∠OCB=∠OBC=45°,∴∠APC=∠ABC=45°,∴△AOP是等腰直角三角形,∴OP=OA=1,∴P(0,﹣1).(3)存在,理由如下:由(1)知抛物线的解析式为:y=﹣x2+2x+3,∴D(1,4),由抛物线的对称性可知,E(2,3),∵A(﹣1,0),∴AD=2,DE=,AE=3.∴AD2=DE2+AE2,∴△ADE是直角三角形,且∠AED=90°,DE:AE=1:3.∵点M在直线l下方的抛物线上,∴设M(t,﹣t2+2t+3),则t>2或t<0.∴EF=|t﹣2|,MF=3﹣(﹣t2+2t+3)=t2﹣2t,若△MEF与△ADE相似,则EF:MF=1:3或MF:EF=1:3,∴|t﹣2|:(t2﹣2t)=1:3或(t2﹣2t):|t﹣2|=1:3,解得t=2(舍)或t=3或﹣3或(舍)或﹣,∴M的坐标为(3,0)或(﹣3,﹣12)或(﹣,).综上,存在点M,使以M,F,E三点为顶点的三角形与△ADE相似,此时点M的坐标为(3,0)或(﹣3,﹣12)或(﹣,).3.(2022•恩施州)在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线y=﹣x2+c与y 轴交于点P(0,4).(1)直接写出抛物线的解析式.(2)如图,将抛物线y=﹣x2+c向左平移1个单位长度,记平移后的抛物线顶点为Q,平移后的抛物线与x轴交于A、B两点(点A在点B的右侧),与y轴交于点C.判断以B、C、Q三点为顶点的三角形是否为直角三角形,并说明理由.(3)直线BC与抛物线y=﹣x2+c交于M、N两点(点N在点M的右侧),请探究在x轴上是否存在点T,使得以B、N、T三点为顶点的三角形与△ABC相似,若存在,请求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.(4)若将抛物线y=﹣x2+c进行适当的平移,当平移后的抛物线与直线BC最多只有一个公共点时,请直接写出抛物线y=﹣x2+c平移的最短距离并求出此时抛物线的顶点坐标.【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+c与y轴交于点P(0,4),∴c=4,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+4;(2)△BCQ是直角三角形.理由如下:将抛物线y=﹣x2+4向左平移1个单位长度,得新抛物线y=﹣(x+1)2+4,∴平移后的抛物线顶点为Q(﹣1,4),令x=0,得y=﹣1+4=3,∴C(0,3),令y=0,得﹣(x+1)2+4=0,解得:x1=1,x2=﹣3,∴B(﹣3,0),A(1,0),如图1,连接BQ,CQ,PQ,∵P(0,4),Q(﹣1,4),∴PQ⊥y轴,PQ=1,∵CP=4﹣3=1,∴PQ=CP,∠CPQ=90°,∴△CPQ是等腰直角三角形,∴∠PCQ=45°,∵OB=OC=3,∠BOC=90°,∴△BOC是等腰直角三角形,∴∠BCO=45°,∴∠BCQ=180°﹣45°﹣45°=90°,∴△BCQ是直角三角形.(3)在x轴上存在点T,使得以B、N、T三点为顶点的三角形与△ABC相似.∵△ABC是锐角三角形,∠ABC=45°,∴以B、N、T三点为顶点的三角形与△ABC相似,必须∠NBT=∠ABC=45°,即点T在y轴的右侧,设T(x,0),且x>0,则BT=x+3,∵B(﹣3,0),A(1,0),C(0,3),∴∠ABC=45°,AB=4,BC=3,设直线BC的解析式为y=kx+b,则,解得:,∴直线BC的解析式为y=x+3,由,解得:,,∴M(﹣,),N(,),∴BN=×=,①当△NBT∽△CBA时,则=,∴=,解得:x=,∴T(,0);②当△NBT∽△ABC时,则=,∴=,解得:x=,∴T(,0);综上所述,点T的坐标T(,0)或(,0).(4)抛物线y=﹣x2+4的顶点为P(0,4),∵直线BC的解析式为y=x+3,∴直线BC与y轴的夹角为45°,当抛物线沿着垂直直线BC的方向平移到只有1个公共点时,平移距离最小,此时向右和向下平移距离相等,设平移后的抛物线的顶点为P′(t,4﹣t),则平移后的抛物线为y=﹣(x﹣t)2+4﹣t,由﹣(x﹣t)2+4﹣t=x+3,整理得:x2+(1﹣2t)x+t2+t﹣1=0,∵平移后的抛物线与直线BC最多只有一个公共点,∴Δ=(1﹣2t)2﹣4(t2+t﹣1)=0,解得:t=,∴平移后的抛物线的顶点为P′(,),平移的最短距离为.二.直角三角形的存在性4.(2022•广安)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+x+m(a≠0)的图象与x轴交于A、C两点,与y轴交于点B,其中点B坐标为(0,﹣4),点C 坐标为(2,0).(1)求此抛物线的函数解析式.(2)点D是直线AB下方抛物线上一个动点,连接AD、BD,探究是否存在点D,使得△ABD的面积最大?若存在,请求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.(3)点P为该抛物线对称轴上的动点,使得△P AB为直角三角形,请求出点P 的坐标.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+x+m(a≠0)的图象经过点B(0,﹣4),点C(2,0),∴,解得,∴抛物线的解析式为y=x2+x﹣4;(2)存在.理由:如图1中,设D (t ,t 2+t ﹣4),连接OD .令y =0,则x 2+x ﹣4=0,解得x =﹣4或2,∴A (﹣4,0),C (2,0),∵B (0,﹣4),∴OA =OB =4,∵S △ABD =S △AOD +S △OBD ﹣S △AOB =×4×(﹣﹣t +4)+×4×(﹣t )﹣×4×4=﹣t 2﹣4t =﹣(t +2)2+4,∵﹣1<0,∴t =﹣2时,△ABD 的面积最大,最大值为4,此时D (﹣2,﹣4); (3)如图2中,设抛物线的对称轴交x 轴于点N ,过点B 作BM ⊥抛物线的对称轴于点M .则N (﹣1.0).M (﹣1,﹣4);∵OA=OB=4,∠AOB=90°,∴∠OAB=∠OBA=45°,当∠P1AB=90°时,△ANP1是等腰直角三角形,∴AN=NP1=3,∴P1(﹣1,3),当∠ABP2=90°时,△BMP2是等腰直角三角形,可得P2(﹣1,﹣5),当∠APB=90°时,设P(﹣1,n),设AB的中点为J,连接PJ,则J(﹣2,﹣2),∴PJ=AB=2,∴12+(n+2)2=(2)2,解得n=﹣2或﹣﹣2,∴P3(﹣1,﹣2),P4(﹣1,﹣﹣2),综上所述,满足条件的点P的坐标为(﹣1,3)或(﹣1,﹣5)或(﹣1,﹣2)或(﹣1,﹣﹣2).5.(2022•辽宁)如图,抛物线y=ax2﹣3x+c与x轴交于A(﹣4,0),B两点,与y轴交于点C(0,4),点D为x轴上方抛物线上的动点,射线OD交直线AC 于点E,将射线OD绕点O逆时针旋转45°得到射线OP,OP交直线AC于点F,连接DF.(1)求抛物线的解析式;(2)当点D在第二象限且=时,求点D的坐标;(3)当△ODF为直角三角形时,请直接写出点D的坐标.【解答】解:(1)将点A(﹣4,0),C(0,4)代入y=ax2﹣3x+c,∴,解得,∴y=﹣x2﹣3x+4;(2)过点D作DG⊥AB交于G,交AC于点H,设直线AC的解析式为y=kx+b,∴,解得,∴y=x+4,设D(n,﹣n2﹣3n+4),H(n,n+4),∴DH=﹣n2﹣4n,∵DH∥OC,∴==,∵OC=4,∴DH=3,∴﹣n2﹣4n=3,解得n=﹣1或n=﹣3,∴D(﹣1,6)或(﹣3,4);(3)设F(t,t+4),当∠FDO=90°时,过点D作MN⊥y轴交于点N,过点F作FM⊥MN交于点M,∵∠DOF=45°,∴DF=DO,∵∠MDF+∠NDO=90°,∠MDF+∠MFD=90°,∴∠NDO=∠MFD,∴△MDF≌△NOD(AAS),∴DM=ON,MF=DN,∴DN+ON=﹣t,DN=ON+(﹣t﹣4),∴DN=﹣t﹣2,ON=2,∴D点纵坐标为2,∴﹣x2﹣3x+4=2,解得x=或x=,∴D点坐标为(,2)或(,2);当∠DFO=90°时,过点F作KL⊥x轴交于L点,过点D作DK⊥KL交于点K,∵∠KFD+∠LFO=90°,∠KFD+∠KDF=90°,∴∠LFO=∠KDF,∵DF=FO,∴△KDF≌△LFO(AAS),∴KD=FL,KF=LO,∴KL=t+4﹣t=4,∴D点纵坐标为4,∴﹣x2﹣3x+4=4,解得x=0或x=﹣3,∴D(0,4)或(﹣3,4);综上所述:D点坐标为(,2)或(,2)或(0,4)或(﹣3,4).三.等腰三角形的存在性6.(2022•百色)已知抛物线经过A(﹣1,0)、B(0,3)、C(3,0)三点,O 为坐标原点,抛物线交正方形OBDC的边BD于点E,点M为射线BD上一动点,连接OM,交BC于点F.(1)求抛物线的表达式;(2)求证:∠BOF=∠BDF;(3)是否存在点M,使△MDF为等腰三角形?若不存在,请说明理由;若存在,求ME的长.【解答】(1)解:设抛物线的表达式为y=ax2+bx+c,把A(﹣1,0)、B(0,3)、C(3,0)代入得:,解得,∴抛物线的表达式为:y=﹣x2+2x+3;(2)证明:∵正方形OBDC,∴∠OBC=∠DBC,BD=OB,∵BF=BF,∴△BOF≌△BDF,∴∠BOF=∠BDF;(3)解:∵抛物线交正方形OBDC的边BD于点E,∴令y=3,则3=﹣x2+2x+3,解得:x1=0,x2=2,∴E(2,3),①如图,当M在线段BD的延长线上时,∠BDF为锐角,∴∠FDM为钝角,∵△MDF为等腰三角形,∴DF=DM,∴∠M=∠DFM,∴∠BDF=∠M+∠DFM=2∠M,∵BM∥OC,∴∠M=∠MOC,由(2)得∠BOF=∠BDF,∴∠BDF+∠MOC=3∠M=90°,∴∠M=30°,在Rt△BOM中,BM=,∴ME=BM﹣BE=3﹣2;②如图,当M在线段BD上时,∠DMF为钝角,∵△MDF为等腰三角形,∴MF=DM,∴∠BDF=∠MFD,∴∠BMO=∠BDF+∠MFD=2∠BDF,由(2)得∠BOF=∠BDF,∴∠BMO=2∠BOM,∴∠BOM+∠BMO=3∠BOM=90°,∴∠BOM=30°,在Rt△BOM中,BM=,∴ME=BE﹣BM=2﹣,综上所述,ME的值为:3﹣2或2﹣.7.(2022•山西)综合与探究如图,二次函数y=﹣x2+x+4的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.点P是第一象限内二次函数图象上的一个动点,设点P的横坐标为m.过点P作直线PD⊥x轴于点D,作直线BC交PD于点E.(1)求A,B,C三点的坐标,并直接写出直线BC的函数表达式;(2)当△CEP是以PE为底边的等腰三角形时,求点P的坐标;(3)连接AC,过点P作直线l∥AC,交y轴于点F,连接DF.试探究:在点P 运动的过程中,是否存在点P,使得CE=FD,若存在,请直接写出m的值;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)在y=﹣x2+x+4中,令x=0得y=4,令y=0得x=8或x=﹣2,∴A(﹣2,0),B(8,0),C(0,4),设直线BC解析式为y=kx+4,将B(8,0)代入得:8k+4=0,解得k=﹣,∴直线BC解析式为y=﹣x+4;(2)过C作CG⊥PD于G,如图:设P(m,﹣m2+m+4),∴PD=﹣m2+m+4,∵∠COD=∠PDO=∠CGD=90°,∴四边形CODG是矩形,∴DG=OC=4,CG=OD=m,∴PG=PD﹣DG=﹣m2+m+4﹣4=﹣m2+m,∵CP=CE,CG⊥PD,∴GE=PG=﹣m2+m,∵∠GCE=∠OBC,∠CGE=90°=∠BOC,∴△CGE∽△BOC,∴=,即=,解得m=0(舍去)或m=4,∴P(4,6);(3)存在点P,使得CE=FD,理由如下:过C作CH⊥PD于H,如图:设P(m,﹣m2+m+4),由A(﹣2,0),C(0,4)可得直线AC解析式为y=2x+4,根据PF∥AC,设直线PF解析式为y=2x+b,将P(m,﹣m2+m+4)代入得:﹣m2+m+4=2m+b,∴b=﹣m2﹣m+4,∴直线PF解析式为y=2x﹣m2﹣m+4,令x=0得y=﹣m2﹣m+4,∴F(0,﹣m2﹣m+4),∴OF=|﹣m2﹣m+4|,同(2)可得四边形CODH是矩形,∴CH=OD,∵CE=FD,∴Rt△CHE≌Rt△DOF(HL),∴∠HCE=∠FDO,∵∠HCE=∠CBO,∴∠FDO=∠CBO,∴tan∠FDO=tan∠CBO,∴=,即=,∴﹣m2﹣m+4=m或﹣m2﹣m+4=﹣m,解得m=2﹣2或m=﹣2﹣2或m=4或m=﹣4,∵P在第一象限,∴m=2﹣2或m=4.8.(2022•东营)如图,抛物线y=ax2+bx﹣3(a≠0)与x轴交于点A(﹣1,0),点B(3,0),与y轴交于点C.(1)求抛物线的表达式;(2)在对称轴上找一点Q,使△ACQ的周长最小,求点Q的坐标;(3)点P是抛物线对称轴上的一点,点M是对称轴左侧抛物线上的一点,当△PMB是以PB为腰的等腰直角三角形时,请直接写出所有点M的坐标.【解答】解:(1)将点A(﹣1,0),点B(3,0)代入y=ax2+bx﹣3,∴,解得,∴y=x2﹣2x﹣3;(2)连接CB交对称轴于点Q,∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,∴抛物线的对称轴为直线x=1,∵A、B关于对称轴x=1对称,∴AQ=BQ,∴AC+AQ+CQ=AC+CQ+BQ≥AC+BC,当C、B、Q三点共线时,△ACQ的周长最小,∵C(0,﹣3),B(3,0),设直线BC的解析式为y=kx+b,∴,解得,∴y=x﹣3,∴Q(1,﹣2);(3)当∠BPM=90°时,PM=PB,∴M点与A点重合,∴M(﹣1,0);当∠PBM=90°时,PB=BM,如图1,当P点在M点上方时,过点B作x轴的垂线GH,过点P作PH⊥GH 交于H,过点M作MG⊥HG交于G,∵∠PBM=90°,∴∠PBH+∠MBG=90°,∵∠PBH+∠BPH=90°,∴∠MBG=∠BPH,∵BP=BM,∴△BPH≌△MBG(AAS),∴BH=MG,PH=BG=2,设P(1,t),则M(3﹣t,﹣2),∴﹣2=(3﹣t)2﹣2(3﹣t)﹣3,解得t=2+或t=2﹣,∴M(1﹣,﹣2)或(1+,﹣2),∵M点在对称轴的左侧,∴M点坐标为(1﹣,﹣2);如图2,当P点在M点下方时,同理可得M(3+t,2),∴2=(3+t)2﹣2(3+t)﹣3,解得t=﹣2+(舍)或t=﹣2﹣,∴M(1﹣,2);综上所述:M点的坐标为(1﹣,﹣2)或(1﹣,2)或(﹣1,0).9.(2022•枣庄)如图①,已知抛物线L:y=x2+bx+c经过点A(0,3),B(1,0),过点A作AC∥x轴交抛物线于点C,∠AOB的平分线交线段AC于点E,点P是抛物线上的一个动点.(1)求抛物线的关系式;(2)若动点P在直线OE下方的抛物线上,连结PE、PO,当△OPE面积最大时,求出P点坐标;(3)将抛物线L向上平移h个单位长度,使平移后所得抛物线的顶点落在△OAE 内(包括△OAE的边界),求h的取值范围;(4)如图②,F是抛物线的对称轴l上的一点,在抛物线上是否存在点P,使△POF成为以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵抛物线L:y=x2+bx+c经过点A(0,3),B(1,0),∴,解得,∴抛物线的解析式为:y=x2﹣4x+3;(2)如图,过P作PG∥y轴,交OE于点G,设P(m,m2﹣4m+3),∵OE平分∠AOB,∠AOB=90°,∴∠AOE=45°,∴△AOE是等腰直角三角形,∴AE=OA=3,∴E(3,3),∴直线OE的解析式为:y=x,∴G(m,m),∴PG=m﹣(m2﹣4m+3)=﹣m2+5m﹣3,∴S△OPE =S△OPG+S△EPG=PG•AE=×3×(﹣m2+5m﹣3)=﹣(m2﹣5m+3)=﹣(m﹣)2+,∵﹣<0,∴当m=时,△OPE面积最大,此时,P点坐标为(,﹣);(3)由y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,得抛物线l的对称轴为直线x=2,顶点为(2,﹣1),抛物线L向上平移h个单位长度后顶点为F(2,﹣1+h).设直线x=2交OE于点M,交AE于点N,则E(3,3),∵直线OE的解析式为:y=x,∴M(2,2),∵点F在△OAE内(包括△OAE的边界),∴2≤﹣1+h≤3,解得3≤h≤4;(4)设P(m,m2﹣4m+3),分四种情况:①当P在对称轴的左边,且在x轴下方时,如图,过P作MN⊥y轴,交y轴于M,交l于N,∴∠OMP=∠PNF=90°,∵△OPF是等腰直角三角形,∴OP=PF,∠OPF=90°,∴∠OPM+∠NPF=∠PFN+∠NPF=90°,∴∠OPM=∠PFN,∴△OMP≌△PNF(AAS),∴OM=PN,∵P(m,m2﹣4m+3),则﹣m2+4m﹣3=2﹣m,解得:m=(舍)或,∴P的坐标为(,);②当P在对称轴的左边,且在x轴上方时,同理得:2﹣m=m2﹣4m+3,解得:m1=(舍)或m2=,∴P的坐标为(,);③当P在对称轴的右边,且在x轴下方时,如图,过P作MN⊥x轴于N,过F作FM⊥MN于M,同理得△ONP≌△PMF,∴PN=FM,则﹣m2+4m﹣3=m﹣2,解得:m1=或m2=(舍);P的坐标为(,);④当P在对称轴的右边,且在x轴上方时,如图,同理得m2﹣4m+3=m﹣2,解得:m=或(舍),P的坐标为:(,);综上所述,点P的坐标是:(,)或(,)或(,)或(,).方法二:作直线DE:y=x﹣2,E(1,﹣1)是D点(2,0)绕O点顺时针旋转45°并且OD缩小倍得到,易知直线DE即为对称轴上的点绕O点顺时针旋转45°,且到O点距离缩小倍的轨迹,联立直线DE和抛物线解析式得x2﹣4x+3=x﹣2,解得x1=,x2=,同理可得x3=或x4=;综上所述,点P的坐标是:(,)或(,)或(,)或(,).10.(2023•澄城县一模)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0)、B,与y轴交于点C(0,3),直线l是抛物线的对称轴.(1)求抛物线的函数解析式;(2)在对称轴l上是否存在点M,使△MAC为等腰三角形,若存在,求出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)把点A(﹣1,0)、点C(0,3)分别代入y=﹣x2+bx+c,得.解得.故该抛物线解析式为:y=﹣x2+2x+3;(2)由(1)知,该抛物线解析式为:y=﹣x2+2x+3.则该抛物线的对称轴为直线x=﹣=1.故设M(1,m).∵A(﹣1,0)、点C(0,3),∴AC2=10,AM2=4+m2,CM2=1+(m﹣3)2.①若AC=AM时,10=4+m2,解得m=±.∴点M的坐标为(1,)或(1,﹣);②若AC=CM时,10=1+(m﹣3)2,解得m=0或m=6,∴点M的坐标为(1,0)或(1,6).当点M的坐标为(1,6)时,点A、C、M共线,∴点M的坐标为(1,0);③当AM=CM时,4+m2=1+(m﹣3)2,解得m=1,∴点M的坐标为(1,1).综上所述,符合条件的点M的坐标为(1,)或(1,﹣)或(1,0)或(1,1).11.(2023•碑林区校级一模)二次函数y=ax2+bx+2的图象交x轴于A(﹣1,0),B(4,0)两点,交y轴于点C,动点M从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿AB方向运动,过点M作MN⊥x轴交直线BC于点N,交抛物线于点D,连接AC,设运动的时间为t秒.(1)求二次函数y=ax2+bx+2的表达式;(2)在直线MN上存在一点P,当△PBC是以∠BPC为直角的等腰直角三角形时,求此时点D的坐标.【解答】解:(1)将点(﹣1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx+2,∴a=﹣,b=,∴y=﹣x2+x+2;(2)∵BM=5﹣2t,∴M(2t﹣1,0),设P(2t﹣1,m),∵PC2=(2t﹣1)2+(m﹣2)2,PB2=(2t﹣5)2+m2,∵PB=PC,∴(2t﹣1)2+(m﹣2)2=(2t﹣5)2+m2,∴m=4t﹣5,∴P(2t﹣1,4t﹣5),∵PC⊥PB,∴×=﹣1,∴t=1或t=2,∴M(1,0)或M(3,0),∴D(1,3)或D(3,2).12.(2023•东洲区模拟)抛物线y=ax2+bx+3经过A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴正半轴交于点C.(1)求此抛物线解析式;(2)如图①,连接BC,点P为抛物线第一象限上一点,设点P的横坐标为m,△PBC的面积为S,求S与m的函数关系式,并求S最大时P点坐标;(3)如图②,连接AC,在抛物线的对称轴上是否存在点M,使△MAC为等腰三角形?若存在,请直接写出符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3经过A(﹣1,0),B(3,0)两点,∴,解得:,∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3;(2)点P作PF⊥x轴于点F,交BC于点E,设BC直线解析式为:y=kx+b,∵B(3,0),C(0,3),∴,解得,∴y=﹣x+3,由题意可知P(m,﹣m2+2m+3),E(m,﹣m+3),S=S△PBE+S△PCE,S=PE•OB=(﹣m2+2m+3+m﹣3)×3,,∵,∴当时,S有最大值,此时P点坐标为;(3)存在,M1(1,0),,,M4(1,1),①当AC=AM时,如图,设对称轴l与AB交于点E,则,∵AM2=AE2+EM2,∴,解得:,∴M点的坐标为或,②当AC=MC时,则OC为AM的垂直平分线.因此M与E重合,因此,M点的坐标为(1,0),③当AM=CM时,如图,设M点的坐标为(1,n),则AM2=22+n2=4+n2,CM2=12+(3﹣n)2,∴4+n2=12+(3﹣n)2,解得:n=1,∴M点的坐标为(1,1),综上可知,潢足条件的M点共四个,其坐标为M1(1,0),,,M4(1,1).13.(2023•三亚一模)如图,抛物线y=ax2+3x+c(a≠0)与x轴交于点A(﹣2,0)和点B,与y轴交于点C(0,8),顶点为D,连接AC,CD,DB,直线BC 与抛物线的对称轴l交于点E.(1)求抛物线的解析式和直线BC的解析式;(2)求四边形ABDC的面积;(3)P是第一象限内抛物线上的动点,连接PB,PC,当S△PBC =S△ABC时,求点P的坐标;(4)在抛物线的对称轴l上是否存在点M,使得△BEM为等腰三角形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+3x+c(a≠0)过点A(﹣2,0)和C(0,8),∴,解得,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+3x+8.令y=0,得.解得x1=﹣2,x2=8.∴点B的坐标为(8,0).设直线BC的解析式为y=kx+b.把点B(8,0),C(0,8)分别代入y=kx+b,得,解得,∴直线BC的解析式为y=﹣x+8.(2)如图1,设抛物线的对称轴l与x轴交于点H.∵抛物线的解析式为,∴顶点D的坐标为.∴S四边形ABDC =S△AOC+S梯形OCDH+S△BDH===70.(3)∵.∴.如图2,过点P作PG⊥x轴,交x轴于点G,交BC于点F.设点.∵点F在直线BC上,∴F(t,﹣t+8).∴.∴.∴.解得t1=2,t2=6.∴点P的坐标为(2,12)或P(6,8).(4)存在.∵△BEM为等腰三角形,∴BM=EM或BE=BM或BE=EM,设M(3,m),∵B(8,0),E(3,5),∴BE==5,EM=|m﹣5|,BM==,当BM=EM时,=|m﹣5|,∴m2+25=(m﹣5)2,解得:m=0,∴M(3,0);当BE=BM时,5=,∴m2+25=50,解得:m=﹣5或m=5(舍去),∴M(3,﹣5);当BE=EM时,5=|m﹣5|,解得:m=5+5或m=5﹣5,∴M(3,5+5)或(3,5﹣5),综上所述,点M的坐标为(3,0)或(3,﹣5)或(3,5+5)或(3,5﹣5).14.(2023•南海区一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3(a >0)与x轴交于A(﹣1,0)、B(3,0)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)点P为直线BC下方抛物线上的一动点,PM⊥BC于点M,PN∥y轴交BC 于点N.求线段PM的最大值和此时点P的坐标;(3)点E为x轴上一动点,点Q为抛物线上一动点,是否存在以CQ为斜边的等腰直角三角形CEQ?若存在,请直接写出点E的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)将A(﹣1,0),B(3,0)代入函数y=ax2+bx﹣3(a>0)中,得,解得,∴解析式为y=x2﹣2x﹣3,故抛物线解析式为y=x2﹣2x﹣3;(2)当x=0时,y=3,∴C(0,﹣3),∵B(3,0),∴∠OCB=∠OBC=45°,∵PN∥y轴,∴∠MNP=45°,∵PM⊥BC,∴PM=PN,则当PN最大时,PM也最大,设BC的解析式为y=mx+n,∴,解得,∴BC解析式为y=x﹣3,设P(x,x2﹣2x﹣3),N(x,x﹣3),∴PN=x﹣3﹣(x2﹣2x﹣3)=﹣(x﹣)2+,当x=时,PN最大,则PM=PN=×=,∴P(,),故PM最大值为,P点坐标为(,﹣);(3)存在,点E的坐标为(﹣5,0),(,0),(0,0),(,0).∵CEQ是以CQ为斜边的等腰直角三角形,∴设Q(x,x2﹣2x﹣3),①如图,过点E作x轴的垂线l,再分别过点C和点Q作垂线l的垂线,分别交于点M和点N,∵∠CEQ=90°,∴∠QEM+∠CEN=90°,∵∠QEM+∠MQE=90°,∴∠EQM=∠CEN,∵∠CNE=∠QME=90°,EC=EQ,∴△EMQ≌△CNE(AAS),∴CN=EM=x2﹣2x﹣3,MQ=EN=3,∴|x Q|+MQ=CN,﹣x+3=x2﹣2x﹣3,解得x=﹣2,x=3(舍去),∴OE=CM=2+3=5,E(﹣5,0),②如图,过点E作x轴的垂线l,再分别过点C和点Q作垂线l的垂线,分别交于点M和点N,同理:△EMC≌△QNE(AAS),CM=EN=x2﹣2x﹣3,NQ=EM=3,∴﹣x+x2﹣2x﹣3=3,解得x=,x=(舍去),∴OE=CM=,E(,0),③如图,点E和点O重合,点Q和点B重合,此时E(0,0),④如图,过点E作x轴的垂线l,再分别过点C和点Q作垂线l的垂线,分别交于点M和点N,同理:△EMC≌△QNE(AAS),CM=EN=x2﹣2x﹣3,NQ=EM=3,∴x+3=x2﹣2x﹣3,解得x=,x=(舍去),∴OE=CM=,E(,0),综上所述,点E的坐标为(﹣5,0),(,0),(0,0),(,0)41。
直角三角形的存在性问题解题策略-2011中考压轴题
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直角三角形的存在性问题解题策略1.(遵义市2011)27.(14分)已知抛物线)0(32≠++=a bx ax y 经过A(3,0), B(4,1)两点,且与y 轴交于点C 。
(1)求抛物线)0(32≠++=a bx ax y 的函数关系式及点C 的坐标;(2)如图(1),连接AB ,在题(1)中的抛物线上是否存在点P ,使△PAB 是以AB 为直角边的直角三角形?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)如图(2),连接AC ,E 为线段AC 上任意一点(不与A 、C 重合)经过A 、E 、O 三点的圆交直线AB 于点F ,当△OEF 的面积取得最小值时,求点E 的坐标。
考点:二次函数综合题。
分析:(1)根据A (3,0),B (4,1)两点利用待定系数法求二次函数解析式; (2)从当△PAB 是以AB 为直角边的直角三角形,且∠PAB=90°与当△PAB 是以AB 为直角边的直角三角形,且∠PBA=90°,分别求出符合要求的答案; (3)根据当OE ∥AB 时,△FEO 面积最小,得出OM=ME ,求出即可. 解答:解:(1)∵抛物线y=ax 2+bx+3(a≠0)经过A (3,0),B (4,1)两点, ∴错误!未找到引用源。
, 解得:错误!未找到引用源。
,∴y=错误!未找到引用源。
x 2﹣错误!未找到引用源。
x+3; ∴点C 的坐标为:(0,3);(2)当△PAB 是以AB 为直角边的直角三角形,且∠PAB=90°, ∵A (3,0),B (4,1),∴AM=BM=1,∴∠BAM=45°,∴∠DAO=45°,∴AO=DO,∵A点坐标为(3,0),∴D点的坐标为:(0,3),∴直线AD解析式为:y=kx+b,将A,D分别代入得:∴0=3k+b,b=3,∴k=﹣1,∴y=﹣x+3,∴y=错误!未找到引用源。
x2﹣错误!未找到引用源。
【中考数学压轴题专题突破12】二次函数中的直角三角形存在性问题

【中考压轴题专题突破】二次函数中的直角三角形存在性问题1.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C(0,3),且OB=OC.直线y=x+1与抛物线交于A、D两点,与y轴交于点E,点Q是抛物线的顶点,设直线AD上方的抛物线上的动点P的横坐标为m.(1)求该抛物线的解析式及顶点Q的坐标.(2)连接CQ,直接写出线段CQ与线段AE的数量关系和位置关系.(3)连接P A、PD,当m为何值时S△APD=S△DAB?(4)在直线AD上是否存在一点H,使△PQH为等腰直角三角形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.2.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=﹣1,抛物线经过A(1,0),C(0,3)两点,与x轴交于A、B两点.(1)若直线y=mx+n经过B、C两点,求直线BC和抛物线的解析式.(2)在该抛物线的对称轴x=﹣1上找一点M,使点M到点A的距离与到点C的距离之和最小,求出点M的坐标;(3)设点P为该抛物线的对称轴x=﹣1上的一个动点,直接写出使△BPC为直角三角形的点P的坐标.提示:若平面直角坐标系内有两点P(x1,y1)、Q(x2,y2),则线段PQ的长度PQ=).3.如图,已知抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣1,0)、B(3,0),顶点为M.(1)求抛物线的解析式和点M的坐标;(2)点E是抛物线段BC上的一个动点,设△BEC的面积为S,求出S的最大值,并求出此时点E的坐标;(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得以A、P、C为顶点的三角形是直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.4.综合与探究如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A(﹣3,0)、B两点,与y轴相交于点.当x=﹣4和x=2时,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的函数值y相等,连接AC,BC.(1)求抛物线的解析式;(2)判断△ABC的形状,并说明理由;(3)若点M、N同时从B点出发,均以每秒1个单位长度的速度分别沿BA、BC边运动,其中一个点到达终点时,另一点也随之停止运动,当运动时间为t秒时,连接MN,将△BMN沿MN翻折,B点恰好落在AC边上的P处,则t的值为,点P的坐标为;(4)抛物线对称轴上是否存在一点F,使得△ACF是以AC为直角边的直角三角形?若不存在,请说明理由;若存在,请直接写出点F的坐标.参考答案与试题解析1.【分析】(1)直线y=x+1与抛物线交于A 点,则点A(﹣1,0)、点E(0,1),可得出点B、C的坐标分别为:(3,0)、(0,3),用待定系数法求出二次函数解析即可求解;(2)求出CQ和AE的长,可得出CQ=AE,由两直线的解析式k相等可得出CQ 与AE平行;(3)联立直线y=x+1与抛物线的表达式,并解得x=﹣1或2.故点D(2,3),过点P作y轴的平行线交AD于点K,设点P(m,﹣m2+2m+3),则点K(m,m+1),根据面积关系可求出m的值;(4)分∠QOH=90°、∠PQH=90°、∠QHP=90°三种情况,分别求解即可.【解答】(1)直线y=x+1与抛物线交于A点,则点A(﹣1,0)、点E(0,1).∵OB=OC,C(0,3),∴点B的坐标为(3,0),故抛物线的表达式为y=a(x+1)(x﹣3)=a(x2﹣2x﹣3),将点C的坐标代入,得﹣3a=3,解得a=﹣1,∴抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+3,∴函数的对称轴为x=1,故点Q的坐标为(1,4).(2)CQ=AE,且CQ∥AE,理由:∵Q(1,4),C(0,3),∴CQ ==,CQ的解析式为y=x+3,又∵AE ==,直线AE的解析式为y=x+1,∴CQ=AE,CQ∥AE,(3)∵,∴,,∴点D的坐标为(2,3).如图1,过点P作y轴的平行线,交AD 于点K,设点P(m,﹣m2+2m+3),则点K(m,m+1)∴===.解得m=0或1.(4)存在,点P的坐标为(2,3)或(0,3)或.设点H(t,t+1),点P(m,n),n=﹣m2+2m+3,而点Q(1,4),①当∠QPH=90°时,如图2,过点P作y轴的平行线,过点H、点Q作x轴的平行线,交过点P且平行于y轴的直线于点M、G,∵∠GQP+∠QPG=90°,∠QPG+∠HPM=90°,∴∠HPM=∠GQP,∠PGQ=∠HMP=90°,PH=PQ,∴△PGQ≌△HMP(AAS),∴PG=MH,GQ=PM,即4﹣n|=|t﹣m|,|1﹣m|=|n﹣(t+1)|,解得m=2或n=3.当n=3时,3=﹣m2+2m+3,解得m1=0,m2=2,∴点P(2,3)或(0,3).②当∠PQH=90°时,如图3所示,同理可得m1=0,m2=3(舍去),故点P为(0,3).③当∠PHQ=90°时,同理可得n=2,解得(舍去),.故点P 为.综上可得,点P的坐标为(2,3)或(0,3)或.【点评】本题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法求函数解析式(包括二次函数解析式,一次函数解析式),三角形面积,全等三角形的判定与性质,等腰直角三角形的判定与性质,坐标与图形的性质,正确进行分类是解题的关键.2.【分析】(1)用待定系数法即可求出直线BC和抛物线的解析式;(2)设直线BC与对称轴x=﹣1的交点为M,则此时MA+MC的值最小.把x =﹣1代入直线y=x+3得y的值,即可求出点M坐标;(3)设P(﹣1,t),又因为B(﹣3,0),C(0,3),所以可得BC2=18,PB2=(﹣1+3)2+t2=4+t2,PC2=(﹣1)2+(t﹣3)2=t2﹣6t+10,再分三种情况分别讨论求出符合题意t值即可求出点P的坐标.【解答】(1)由题意得:,解得:,∴抛物线解析式为y=﹣x2﹣2x+3,∵对称轴为x=﹣1,且抛物线经过A(1,0),∴把B(﹣3,0)、C(0,3)分别代入直线y=mx+n,得,解得:,∴直线y=mx+n的解析式为y=x+3;(2)设直线BC与对称轴x=﹣1的交点为M,则此时MA+MC的值最小.把x=﹣1代入直线y=x+3得,y=﹣1+3=2,∴M(﹣1,2),即当点M到点A的距离与到点C的距离之和最小时M的坐标为(﹣1,2);(3)如图,设P(﹣1,t),又∵B(﹣3,0),C(0,3),∴BC2=18,PB2=(﹣1+3)2+t2=4+t2,PC2=(﹣1)2+(t﹣3)2=t2﹣6t+10,①若点B为直角顶点,则BC2+PB2=PC2即:18+4+t2=t2﹣6t+10解之得:t=﹣2;②若点C为直角顶点,则BC2+PC2=PB2即:18+t2﹣6t+10=4+t2解之得:t=4,③若点P为直角顶点,则PB2+PC2=BC2即:4+t2+t2﹣6t+10=18解之得:t1=,t2=;综上所述P的坐标为(﹣1,﹣2)或(﹣1,4)或(﹣1,)或(﹣1,).【点评】本题是二次函数的综合题,考查了二次函数的图象与性质,待定系数法求函数的解析式,利用轴对称性质确定线段的最小长度,两点间的距离公式的运用,直角三角形的性质等知识点,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.3.【分析】(1)将点A、B的坐标代入函数解析式,列出方程组,通过解方程组求得a、b的值即可;利用配方法将函数解析式转化为顶点式,即可得到点M的坐标;(2)利用待定系数法确定直线BC解析式,由函数图象上点的坐标特征求得点E、F的坐标,然后根据两点间的距离公式求得EF长度,结合三角形的面积公式列出函数式,根据二次函数最值的求法求得点E的横坐标,易得其纵坐标,则点E的坐标迎刃而解了;(3)需要分类讨论:点A、P、C分别为直角顶点,利用勾股定理求得答案.【解答】(1)∵抛物线y=ax2+bx+3与x 轴交于点A(﹣1,0)、B(3,0),∴.解得.∴y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,则M (1,4);(2)如图,作EF∥y轴交BC于点F∵B(3,0),C(0,3),∴直线BC解析式为:y=﹣x+3.设E(m,﹣m2+2m+3),则F(m,﹣m+3).∴EF=(﹣m2+2m+3)﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m.∴S =EF•OB =(﹣m2+3m)×3=﹣(m ﹣)2+.当m =时,S最大=.此时,点E 的坐标是(,);(3)设P(1,n),A(﹣1,0)、C(0,3),∴AC2=10,AP2=4+n2,CP2=1+(n﹣3)2=n2﹣6n+10.①当AC⊥AP时,AC2+AP2=CP2,即10+4+n2=n2﹣6n+10.解得n =﹣.②当AC⊥CP时,AC2+CP2=AP2,即10+n2﹣6n+10=4+n2.解得n =.③当AP⊥CP时,AP2+CP2=AC2,即4+n2+n2﹣6n+10=10.解得n=1或2.综上所述,存在,符合条件的点P的坐标是(1,﹣)或(1,)或(1,1)或(1,2),【点评】主要考查了二次函数的解析式的求法和与几何图形结合的综合能力的培养.要会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,利用点的坐标的意义表示线段的长度,从而求出线段之间的关系.4.【分析】(1)由对称性先求出点B的坐标,可设抛物线的解析式为y=a(x+3)(x﹣1),将C坐标代入y=a(x+3)(x﹣1)即可;(2)先判断△ABC为直角三角形,分别求出AB,AC,BC的长,由勾股定理的逆定理可证明结论;(3)因为点M、N同时从B点出发,均以每秒1个单位长度的速度分别沿BA、BC边运动,所以BM=BN=t,证四边形PMBN是菱形,设PM与y轴交于H,证△CPN∽△CAB,由相似三角形的性质可求出t的值,CH的长,可得出点P纵坐标,求出直线AC的解析式,将点P纵坐标代入即可;(4)求出直线BC的解析式,如图2,当∠ACF=90°时,点B,C,F在一条直线上,求出直线BC与对称轴的交点即可;当∠CAF=90°时,求出直线AF的解析式,再求其与对称轴的交点即可.【解答】(1)∵在抛物线y=ax2+bx+c中,当x=﹣4和x=2时,二次函数y=ax2+bx+c的函数值y相等,∴抛物线的对称轴为x ==﹣1,又∵抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A (﹣3,0)、B两点,由对称性可知B(1,0),∴可设抛物线的解析式为y=a(x+3)(x ﹣1),将C(0,)代入y=a(x+3)(x﹣1),得,﹣3a =,解得,a =﹣,∴此抛物线的解析式为y =﹣(x+3)(x﹣1)=﹣x2﹣x +;(2)△ABC为直角三角形,理由如下:∵A(﹣3,0),B(1,0),C(0,),∴OA=3,OB=1,OC =,∴AB=OA+OB=4,AC ==2,BC ==2,∵AC2+BC2=16,AB2=16,∴AC2+BC2=AB2,∴△ABC是直角三角形;(3)∵点M、N同时从B点出发,均以每秒1个单位长度的速度分别沿BA、BC 边运动,∴BM=BN=t,由翻折知,△BMN≌△PMN,∴BM=PM=BN=PN=t,∴四边形PMBN是菱形,∴PN∥AB,∴△CPN∽△CAB,设PM与y轴交于H,∴==,即==,解得,t =,CH =,∴OH=OC﹣CH =﹣=,∴y P =,设直线AC的解析式为y=kx +,将点A(﹣3,0)代入y=kx +,得,k =,∴直线AC的解析式为y =x +,将y P =代入y =x +,∴x=﹣1,∴P(﹣1,),故答案为:,(﹣1,);(4)设直线BC的解析式为y=kx +,将点B(1,0)代入y=kx +,得,k =﹣,∴直线BC的解析式为y =﹣x +,由(2)知△ABC为直角三角形,∠ACB =90°,如图2,当∠ACF=90°时,点B,C,F在一条直线上,在y =﹣x +中,当x=﹣1时,y=2,∴F1(﹣1,2);当∠CAF=90°时,AF∥BC,∴可设直线AF的解析式为y=﹣x+n,将点A(﹣3,0)代入y =﹣x+n,得,n=﹣3,∴直线AF的解析式为y =﹣x﹣3,在y =﹣x﹣3中,当x=﹣1时,y =﹣2,∴F2(﹣1,﹣2);∴点F的坐标为F1(﹣1,2),F2(﹣1,﹣2).【点评】本题考查了待定系数法求解析式,勾股定理,相似三角形的判定与性质,直角三角形的性质等,解题关键是注意分类讨论思想在解题过程中的运用.。
冲刺2022年上海中考数学压轴题第7讲 相似三角形的存在性 解法分析与经典变式(解析版)
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第7讲相似三角形的存在性在很多与相似三角形相关的压轴题中,其中常见的一种题型就是相似三角形的存在性讨论。
对于相似三角形的存在性问题,一般来说,会有一组等角,然后从边或从角的角度进行分类讨论:通常,我们还可以借助基本图形分析法,找到边与角的数量关系,从而完成上述问题的讨论。
例1.(2022金山一模25题).已知:如图 11,AD⊥直线MN,垂足为D,AD=8,点B 是射线DM 上的一个动点,∠BAC=90°,边AC 交射线DN 于点C,∠ABC 的平分线分别与AD、AC 相交于点E、F.(1)求证:△ABE∽△CBF;(2)如果AE=x,FC=y,求y 关于x 的函数关系式;(3)联结DF,如果以点D、E、F 为顶点的三角形与△BCF 相似,求AE 的长.2022金山一模25题的图形背景是母子型+角平分线,解题路径围绕着相似三角形的性质定理、判定定理以及射影定理展开。
题型主要围绕证明三角相似,函数关系的建立以及相似三角形的存在性讨论。
本题的关键是根据三角形的相似或角平分线的性质标出图形中的等角,然后再根据角的等量关系确定线段间的数量关系。
解法分析:本题的第一问是相似三角形的判定。
利用角平分线和平行线得到等角,继而再射影定理模型中的等角关系,利用A.A判定相似即可。
解法分析:本题的第二问是函数关系的确立。
利用第一问中相似三角形对应线段成比例以及等角的三角比相等可以顺利地建立函数关系。
解法分析:本题的第三问是相似三角形的存在性讨论。
由第一问中角的数量关系可得∠BFC=∠DEF ,因此由角进行分类讨论。
在分类讨论的过程中,善于运用斜X 型和射影定理模型即可快速得到结论,对于不存在的情况要能够排除。
解:(1)∵AD ⊥直线MN ,∠BAC =90°,∴∠BAD +∠ABD = 90°, ∠BCF +∠ABD = 90°,∴∠BAD =∠BCF ……………………………………………………………………………(1分)∵BF 平分∠ABC ,∴∠ABE =∠CBF ………………………………………………………(1分) ∴△ABE ∽△CBF . …………………………………………………………………………(1分)(2)作FH ⊥BC 垂足为点H .∵△ABE ∽△CBF ,∴∠AEB =∠CFB ,∵∠AEB+∠AEF =180°,∠CFB+∠CFE =180°∴∠AEF =∠CFE ,∴AE =AF=x ;…………………………………………………………(1分) ∵BF 平分∠ABC ,FH ⊥BC ,∠BAC =90°,∴AF=FH=x .∵FH ⊥BC ,AD ⊥直线MN ,∴FH∥AD ,∴FH FC AD AC=,即8x y y x =+,…………(2分) 解得:28x y x=-(48x <<)……………………………………………………………(2分)(3)设AE=x ,由△ABE ∽△CBF ,如果以点D 、E 、F 为顶点的三角形与△BCF 相似,即以点D 、E 、F 为顶点的三角形与△ABE 相似.∵∠AEB =∠DEF ,如果∠BAE =∠FDE ,得DF∥AB ,∴∠ABE =∠DFE ,∵∠ABE =∠DBE , ∴∠DBE =∠DFE ,∴BD=DF , ………………………………………(1分) 由DF∥AB ,得∠DFC=∠BAC =90°,∴∠DFC=∠ABD =90°,又∠BAD =∠BCF ,∴△ABD ≌△CDF ,…………………………………………………(1分)CF=AD=8,即2=88x x-,解得:4x =-±(舍去负值),∴4AE x ==-+…………………………(1分)如果∠BAE =∠DFE ,得AE BE EF DE=,∵∠ABF =∠BED ,∴△AEF ∽△BED ,∴∠AFE =∠BDE , 因为∠AFE 是锐角,∠BDE 是直角,所以这种情况不成立。
专题24 直角三角形存在性问题(原卷版)-【搞定压轴题】2022年中考数学压轴题全揭秘(四川专用)
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专题24 直角三角形存在性问题【真题精选】1.(2021·成都)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=a(x﹣h)2+k与x 轴相交于O,A两点,顶点P的坐标为(2,﹣1).点B为抛物线上一动点,连接AP,AB,过点B的直线与抛物线交于另一点C.(1)求抛物线的函数表达式;(2)若点B的横坐标与纵坐标相等,∠ABC=∠OAP,且点C位于x轴上方,求点C的坐标;(3)若点B的横坐标为t,∠ABC=90°,请用含t的代数式表示点C的横坐标,并求出当t<0时,点C的横坐标的取值范围.2.(2020•泸州)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣2,0),B(4,0),C(0,4)三点.(1)求该抛物线的解析式;(2)经过点B的直线交y轴于点D,交线段AC于点E,若BD=5DE.∠求直线BD的解析式;∠已知点Q在该抛物线的对称轴l上,且纵坐标为1,点P是该抛物线上位于第一象限的动点,且在l右侧,点R是直线BD上的动点,若∠PQR是以点Q 为直角顶点的等腰直角三角形,求点P的坐标.3.(2018•成都)如图,在平面直角坐标系xOy中,以直线x=52对称轴的抛物线y=ax2+bx+c与直线l:y=kx+m(k>0)交于A(1,1),B两点,与y轴交于C(0,5),直线l与y轴交于点D.(1)求抛物线的函数表达式;(2)设直线l与抛物线的对称轴的交点为F,G是抛物线上位于对称轴右侧的一点,若AFFB=34,且∠BCG与∠BCD面积相等,求点G的坐标;(3)若在x轴上有且仅有一点P,使∠APB=90°,求k的值.【例题讲解】例1.(直角不固定)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点A、B,与y轴负半轴交于点C,且OC=OB,其中B点坐标为(3,0),对称轴l为直线x=1 2.(1)求抛物线的解析式;(2)在x轴上方有一点P,连接P A后满足∠P AB=∠CAB,记∠PBC的面积为S,求当S=10.5时点P的坐标;(3)在(2)的条件下,当点P 恰好落在抛物线上时,将直线BC 上下平移,平移后的直线y =x +t 与抛物线交于C ′、B ′两点(C ′在B ′的左侧),若以点C ′、B ′、P 为顶点的三角形是直角三角形,求出t 的值.例2. (直角顶点固定)抛物线y =x 2+(m +2)x +4的顶点C 在x 轴正半轴上,直 线y =x +2与抛物线交于A ,B 两点(点A 在点B 的左侧).(1)求抛物线的函数表达式;(2)点P 是抛物线上一点,若S △PAB =2S △ABC ,求点P 的坐标;(3)将直线AB 上下平移,平移后的直线y =x +t 与抛物线交于A ',B '两点(A '在B '的左侧),当以点A ',B '和(2)中第二象限的点P 为顶点的三角形是直角三角形时,求t 的值.【课后训练】1.已知抛物线1l :212y ax =-的项点为P ,交x 轴于A 、B 两点(A 点在B 点左侧),且sin 5ABP ∠=.(1)求抛物线1l 的函数解析式;(2)过点A 的直线交抛物线于点C ,交y 轴于点D ,若ABC ∆的面积被y 轴分为1: 4两个部分,求直线AC 的解析式;(3)在(2)的情况下,将抛物线1l 绕点P 逆时针旋转180°得到抛物线2l ,点M 为抛物线2l 上一点,当点M 的横坐标为何值时,BDM ∆为直角三角形?2.如图,抛物线y =﹣x 2+bx +c 与x 轴交于A (﹣7,0),B (1,0)两点,与y 轴交于点C ,抛物线的对称轴与x 轴交于点D ,顶点坐标为M .(1)求抛物线的表达式和顶点M 的坐标;(2)如图1,点E (x ,y )为抛物线上一点,点E 不与点M 重合,当﹣7<x <﹣2时,过点E 作EF ∥x 轴,交抛物线的对称轴于点F ,作EH ⊥x 轴与点H ,得到矩形EHDF ,求矩形EHDF 的周长的最大值;(3)如图2,点P 为抛物线对称轴上一点,是否存在点P ,使以点P 、A 、C 为顶点的三角形是直角三角形?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.3.已知,抛物线y =﹣x 2+bx +c 经过点A (﹣1,0)和C (0,3).(1)求抛物线的解析式;(2)在抛物线的对称轴上,是否存在点P ,使P A +PC 的值最小?如果存在,请求出点P 的坐标,如果不存在,请说明理由;(3)设点M 在抛物线的对称轴上,当∠MAC 是直角三角形时,求点M 的坐标.4.如图,抛物线y =ax 2+bx +c (a ≠0)与直线y =﹣x ﹣2相交于A (﹣2,0),B (m ,﹣6)两点,且抛物线经过点C (5,0).点P 是直线下方的抛物线上异于A 、B 的动点.过点P 作PD ∠x 轴于点D ,交直线于点E .(1)求抛物线的解析式;(2)连结P A 、PB 、BD ,当S ∠ADB ═23S ∠P AB 时,求S ∠P AB ; (3)是否存在点P ,使得∠PBE 为直角三角形?若存在,求出点P 的坐标,若不存在,请说明理由.5.如图,在矩形OABC 中,点O 为原点,点A 的坐标为(0,8),点C 的坐标为(6,0),抛物线249y x bx c =-++经过点A 、C ,与AB 交于点D . (1)求抛物线的函数解析式;(2)点P 为线段BC 上一个动点(不与点C 重合),点Q 为线段AC 上一个动点,AQ=CP ,连接PQ ,设CP=m ,∠CPQ 的面积为S .∠求S 关于m 的函数表达式;∠当S 最大时,在抛物线249y x bx c =-++的对称轴l 上,若存在点F ,使∠DFQ 为直角三角形,请直接写出所有符合条件的点F 的坐标;若不存在,请说明理由.6.如图,在平面直角坐标系中,抛物线2y ax bx c =++(a≠0)与y 轴交与点C (0,3),与x 轴交于A 、B 两点,点B 坐标为(4,0),抛物线的对称轴方程为x=1. (1)求抛物线的解析式;(2)点M 从A 点出发,在线段AB 上以每秒3个单位长度的速度向B 点运动,同时点N 从B 点出发,在线段BC 上以每秒1个单位长度的速度向C 点运动,其中一个点到达终点时,另一个点也停止运动,设∠MBN 的面积为S ,点M 运动时间为t ,试求S 与t 的函数关系,并求S 的最大值;(3)在点M 运动过程中,是否存在某一时刻t ,使∠MBN 为直角三角形?若存在,求出t 值;若不存在,请说明理由.7.在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+(k﹣1)x﹣k与直线y=kx+1交于A,B 两点,点A在点B的左侧.(1)如图1,当k=1时,直接写出A,B两点的坐标;(2)在(1)的条件下,点P为抛物线上的一个动点,且在直线AB下方,试求出∠ABP面积的最大值及此时点P的坐标;(3)如图2,抛物线y=x2+(k﹣1)x﹣k(k>0)与x轴交于点C、D两点(点C在点D的左侧),在直线y=kx+1上是否存在唯一一点Q,使得∠OQC=90°?若存在,请求出此时k的值;若不存在,请说明理由.8.如图,已知抛物线y=ax2+bx+5与x轴交于A(﹣1,0),B(5,0)两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)点D是第一象限内抛物线上的一个动点(与点C,B不重合),过点D作DF⊥x轴于点F,交直线BC于点E,连接BD,直线BC能否把△BDF分成面积之比为2:3的两部分?若能,请求出点D的坐标;若不能,请说明理由.(3)若M为抛物线对称轴上一动点,使得△MBC为直角三角形,请直接写出点M的坐标.9.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点A、B,与y轴负半轴交于点C,且OC=OB,其中B点坐标为(3,0),对称轴l为直线x=1 2.(1)求抛物线的解析式;(2)在x轴上方有一点P,连接PA后满足∠PAB=∠CAB,记△PBC的面积为S,求S=10.5时点P的坐标;(3)在(2)的条件下,当点P恰好落在抛物线上时,将直线BC上下平移,平移后的直线y=x+t与抛物线交于C′、B′两点(C′在B′的左侧),若以点C′、B′、P为顶点的三角形是直角三角形,求出t的值.。
直角三角形的存在性问题
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小结: 写出本题完整的解题过程:
注意:
轴交于点 C.
(1)求点 A、 B 的坐标;
( 2)若直线 l 过点 E(4, 0) ,M为直线 l 上的动点,当以 A、B、M为顶点所作的直角三角形
有.且.只.有.三个时,求直线 l 的解析式.
点拨: 1.当直线 l 与以 AB为直径的圆相交时,符合∠ AMB=90°的点 M有 2 个;当直线 l 与圆相切时,符合∠ AMB= 90°的点 M只有 1 个. 2 .灵活应用相似比解题比较简便.
为线段 OC上一点,设过 B、P 两点的直线为 l 1,过 A、P 两点的直线为 l 2,若 l 1与 l 2 是点 P 的直 角线,求直线 l 1 与 l 2的解析式.
〖练 4〗 如图 1,直线 y
4 x
4 和 x 轴、y 轴的交点分别为
B、C,点 A 的坐标是(-2 ,0).
3
(1)试说明△ ABC是等腰三角形;
① __________为直角顶点的 Rt △QCP有 __________个 ② __________为直角顶点的 Rt △QCP有 __________个
第三步 计算 ——具体问题具体分析
②如图, Q为直角顶点,那么 __________________, 于是 MP ' OB ' 1 ,因此 MB 2MP ', MB OB 2
数形结合, xB xP ' 2 y P' , 设 P(_____, _________________) , 那么 _______ _________________ , 解得 x1 4, x2 5
2 x1 4的几何意义就是点 _____ , x2 5 的几何意义就是点 _______
高三数学压轴题训练——解三角形问题的两类题型

高三数学压轴题训练——解三角形问题的两类题型解三角形问题中,边角的求解是所有问题的基本,通常有以下两个解题策略: (1)边角统一化:运用正弦定理和余弦定理化角、化边,通过代数恒等变换求解; (2)几何问题代数化:通过向量法、坐标法将问题代数化,借用函数与方程来求解,对于某些问题来说此法也是极为重要的.[典例] 在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知∠A =2π3,a =3c ,则cb =______.[思路点拨]本题条件涉及三角形边、角的数量关系,结论是求边比问题,必然通过解三角形来处理.注意正弦定理和余弦定理的灵活应用.[方法演示]法一:角化边(余弦定理)由余弦定理及a =3c ,得cos A =b 2+c 2-a 22bc =b 2-2c 22bc =-12,化简得b 2+bc -2c 2=0,即2⎝⎛⎭⎫c b 2-c b -1=0,解得c b =1或c b =-12(舍去). 法二:边化角(正弦定理)由⎩⎪⎨⎪⎧a =3c ,∠A =2π3得sin A =3sin C =32,即sin C =12. 又角C 是三角形的内角,则∠C =π6.又∠A =2π3,所以∠B =π6,从而有c b =sin C sin B =1.法三:几何法过点C 作BA 的垂线CD ,交BA 的延长线于点D ,如图,由∠BAC =2π3,得∠DAC =π3,即在Rt △DAC 中,AD =12b ,CD =32b .由△BDC 是直角三角形,得CD 2+BD 2=BC 2, 即⎝⎛⎭⎫32b 2+⎝⎛⎭⎫c +12b 2=a 2. 由a =3c ,得b 2+bc -2c 2=0,即2⎝⎛⎭⎫c b 2-c b -1=0,解得c b =1或c b =-12(舍去). 法四:坐标法根据题意,以点A 为原点,AB 为x 轴的正方向,建立如图所示的平面直角坐标系,根据题意可知AB =c ,AC =b ,BC =a ,∠CAB =2π3,则A (0,0),B (c,0),C -b 2,32b .根据两点间距离公式,BC =⎝⎛⎭⎫32b 2+⎝⎛⎭⎫c +12b 2=a .由a =3c ,得b 2+bc -2c 2=0,即2⎝⎛⎭⎫c b 2-c b -1=0,解得c b =1或c b =-12(舍去). 法五:向量法由BC ―→=AC ―→-AB ―→,得|BC ―→|2=|AC ―→-AB ―→ |2=|AC ―→|2-2AC ―→·AB ―→+|AB ―→|2.又由|BC ―→|=a =3c ,得3c 2=b 2-2bc cos 2π3+c 2,化简得b 2+bc -2c 2=0,即2⎝⎛⎭⎫c b 2-c b -1=0,解得c b =1或c b =-12(舍去).法六:特殊值法因为a =3c ,不妨令c =1,所以a =3,结合条件∠A =2π3,由余弦定理得b =1,于是cb =1.答案:1 [解题师说]本题法一、法二分别运用了余弦定理和正弦定理,这两种方法(边化角、角化边)是最基本的方法,其本质就是将题中的边、角统一,方便求解;法三运用了三角形的几何性质,回归三角形的本质;法四和法五都是将题中的边和角坐标化、向量化,将几何问题代数化,从而求出结果.易知法五和法一的本质是相同的,因为我们知道余弦定理是可以用向量法证明的.法六是抓住了条件a =3c 的本质,这是两个边的比例关系,通过令c =1将比例变为了具体数值,便于计算,也体现了基本量的思想.[应用体验]1.在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若△ABC 的面积为S ,且2S =(a +b )2-c 2,则tan C 等于( )A.34 B.43 C .-43D .-34解析:选C 因为2S =(a +b )2-c 2=a 2+b 2-c 2+2ab , 则结合面积公式与余弦定理,得ab sin C =2ab cos C +2ab , 即sin C -2cos C =2, 所以(sin C -2cos C )2=4,即sin 2C -4sin C cos C +4cos 2C sin 2C +cos 2C =4,所以tan 2C -4tan C +4tan 2C +1=4,解得tan C =-43或tan C =0(舍去).2.在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 的对边,且满足(a +b )sin C2=12,(a -b )cos C2=5,则c =________.解析:因为(a +b )sin C 2=12,(a -b )cos C2=5,所以(a +b )2(1-cos C )2=144,①(a -b )2(1+cos C )2=25,②由①②得2a 2+2b 2-4ab cos C2=169,即a 2+b 2-2ab cos C =169, 由余弦定理得c 2=169,所以c =13. 答案:13三角形中的最值、范围的求法(1)目标函数法:根据已知和所求最值、范围,选取恰当的变量,利用正弦定理与余弦定理建立所求的目标函数,然后根据目标函数解析式的结构特征求解最值、范围.(2)数形结合法:借助图形的直观性,利用所学平面图形中的相关结论直接判断最值、范围.[典例] 已知a ,b ,c 分别为△ABC 的三个内角A ,B ,C 的对边,a =2,且(2+b )(sin A -sin B )=(c -b )sin C ,则△ABC 的面积的最大值为________.[思路点拨]本题条件为三角形的边角关系式,而问题是求三角形面积的最值,势必要利用三角形的正、余弦定理、三角形的面积公式,以及三角恒等变换,再利用三角形的几何性质和均值不等式来解决最值问题.[方法演示]法一:综合运用正、余弦定理由正弦定理知(2+b )(sin A -sin B )=(c -b )sin C 可化为(2+b )(a -b )=c (c -b ), 将a =2代入整理,得b 2+c 2-a 2=bc , 所以cos A =b 2+c 2-a 22bc =12,故A =π3,则△ABC 的面积S =12bc sin A =34bc .而b 2+c 2-a 2=bc ≥2bc -a 2⇒bc ≤4, 所以S =34bc ≤3,当且仅当b =c =2时取到等号, 故△ABC 的面积的最大值为 3. 法二:正、余弦定理与数形结合由法一得A =π3,可知△ABC 的边a =2为定长,△ABC 的角A =π3为定值,作出示意图如图所示,满足条件的点A 在圆周上的运动轨迹为优弧BC (包括两个端点B ,C ),易知当点A 位于优弧中点时,此时△ABC 的面积最大,由于A =π3,则此时的△ABC 是等边三角形,面积为 3.法三:正、余弦函数的有界性由法一知A =π3,则由正弦定理得,b =a sin A ·sin B =433sin B ,c =433sin C ,则S △ABC=12bc sin A =34bc =433sin B ·sin C =433·12[cos(B -C )-cos(B +C )]=233cos(B -C )+12≤233·⎝⎛⎭⎫1+12=3,当且仅当cos(B -C )=1,即B =C 时,△ABC 的面积取得最大值 3.法四:函数思想 由法三得S =433sin B ·sin C =433sin B ·sin 2π3-B ,令g (B )=sin B ·sin ⎝⎛⎭⎫2π3-B =sin B32cos B +12sin B =12sin ⎝⎛⎭⎫2B -π6+14. 由0<B <2π3,易得g (B )max =34,当且仅当B =π3时取等号,所以△ABC 的面积的最大值为 3.答案: 3 [解题师说]上述四种解法,可归为两类:法一、三、四是借助正、余弦定理,把三角形面积这个目标函数转化为边或角的形式,然后借助基本不等式或函数性质来解决;法二是结合问题特征,构造几何图形来求得最值,直观迅速.不难发现,法三与法四的区别仅是对式子sin B ·sin C 的变形方法不同,两者本质相同. [应用体验]1.在平面四边形ABCD 中,∠A =∠B =∠C =75°,BC =2,则AB 的取值范围是________.解析:如图所示,延长BA 与CD 相交于点E ,过点C 作CF ∥AD 交AB 于点F , 则BF <AB <BE .在等腰三角形CFB 中,∠FCB =30°,CF =BC =2, ∴BF =22+22-2×2×2cos 30°=6- 2.在等腰三角形ECB 中,∠CEB =30°,∠ECB =75°, BE =CE ,BC =2,BE sin 75°=2sin 30°,∴BE =212×6+24=6+ 2.∴6-2<AB <6+ 2. 答案:(6-2,6+2)2.若△ABC 的内角满足sin A +2sin B =2sin C ,则cos C 的最小值是________. 解析:由sin A +2sin B =2sin C 及正弦定理, 得a +2b =2c . 由余弦定理得,cos C =a 2+b 2-c 22ab=a 2+b 2-14(a +2b )22ab=34a 2+12b 2-22ab 2ab =3a 8b +b 4a -24≥6-24,当且仅当3a 2=2b 2时取等号. 故cos C 的最小值为6-24.答案:6-24一、选择题1.在锐角△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且满足(a -b )(sin A +sin B )=(c -b )sin C .若a =3,则b 2+c 2的取值范围是( )A .(5,6]B .(3,5)C .(3,6]D .[5,6]解析:选A 由正弦定理可得,(a -b )(a +b )=(c -b )c ,即b 2+c 2-a 2=bc ,所以cos A =b 2+c 2-a 22bc =12,则A =π3.又b sin B =c sin C =a sin π3=2,所以b 2+c 2=4(sin 2B +sin 2C )=4[sin 2B +sin 2(A +B )]=41-cos 2B 2+1-cos[2(A +B )]2=3sin 2B -cos 2B +4=2sin2B -π6+4.又△ABC 是锐角三角形,所以B ∈⎝⎛⎭⎫π6,π2,所以2B -π6∈⎝⎛⎭⎫π6,5π6.所以b 2+c 2的取值范围是(5,6].2.已知锐角三角形ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c,23cos 2A +cos 2A =0,a =7,c =6,则b =( )A .10B .9C .8D .5解析:选D ∵23cos 2A +cos 2A =0,∴23cos 2A +2cos 2A -1=0,解得cos 2A =125,∵△ABC 为锐角三角形,∴cos A =15.由余弦定理知a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,即49=b 2+36-125b ,解得b =5或b =-135(舍去). 3.在△ABC 中,A =60°,BC =10,D 是AB 边上不同于A ,B 的任意一点,CD =2,△BCD 的面积为1,则AC 的长为( ) A .2 3 B. 3 C.33D.233解析:选D 由S △BCD =1,可得12×CD ×BC ×sin ∠DCB =1,即sin ∠DCB =55,所以cos ∠DCB =255或cos ∠DCB =-255.又∠DCB <∠ACB =180°-A -B =120°-B <120°,所以cos ∠DCB >-12,所以舍去cos ∠DCB =-255.在△BCD 中,cos ∠DCB =CD 2+BC 2-BD 22CD ·BC =255,解得BD =2,又sin ∠DCB =55,由正弦定理得sin ∠DBC =CD sin ∠DCB 2=1010,在△ABC 中,由正弦定理可得AC =BC sin B sin A =233.4.如图,在△ABC 中,C =π3,BC =4,点D 在边AC 上,AD =DB ,DE ⊥AB ,E 为垂足,若DE =22,则cos A =( )A.223B.24C.64D.63解析:选C 因为DE ⊥AB ,DE =22,所以AD =22sin A ,所以BD =AD =22sin A .因为AD =DB ,所以∠A =∠ABD ,所以∠BDC =∠A +∠ABD =2∠A .在△BCD 中,由正弦定理BD sin C =BC sin BDC ,得22sin A 32=4sin 2A,整理得cos A =64. 5.为测出所住小区的面积,某人进行了一些测量工作,所得数据如图所示,则小区的面积是( )A.3+64 km 2B.3-64 km 2C.6+34km 2D.6-34km 2解析:选D 如图,连接AC ,根据余弦定理可得AC =22+12-2×2×1×12==3,故△ABC 为直角三角形,且∠ACB =90°,∠BAC =30°,故△ADC 为等腰三角形,设AD =DC =x ,根据余弦定理得x 2+x 2+3x 2=3,即x 2=32+3=3(2-3).所以所求小区的面积为12×1×3+12×3(2-3)×12=23+6-334=6-34(km 2).6.若钝角三角形ABC 的面积是12,AB =1,BC =2,则AC =( )A.22B .1 C. 2D. 5解析:选D 由题意可得12AB ·BC ·sin B =12,又AB =1,BC=2,所以sin B =22,所以B =45°或B =135°.当B =45°时,由余弦定理可得AC =AB 2+BC 2-2AB ·BC ·cos B=1,此时AC =AB =1,BC =2,易得A =90°,与“钝角三角形”条件矛盾,舍去.所以B =135°.由余弦定理可得AC =AB 2+BC 2-2AB ·BC ·cos B = 5.7.在非等边三角形ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,其中a 为最大边,如果sin 2(B +C )<sin 2B +sin 2C ,则角A 的取值范围为( )A.⎝⎛⎭⎫0,π2 B.⎝⎛⎭⎫π4,π2 C.⎝⎛⎭⎫π6,π3D.⎝⎛⎭⎫π3,π2解析:选D 由题意得sin 2A <sin 2B +sin 2C ,由正弦定理得a 2<b 2+c 2,即b 2+c 2-a 2>0,则cos A =b 2+c 2-a 22bc >0.因为0<A <π,所以0<A <π2,又a 为最大边,所以A >π3,即角A 的取值范围为⎝⎛⎭⎫π3,π2.8.已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若a =b cos C +c sin B ,且△ABC 的面积为1+2,则b 的最小值为( )A .2B .3 C. 2D. 3解析:选A 由a =b cos C +c sin B 及正弦定理,得sin A =sin B cos C +sin C sin B ,即sin(B +C )=sin B cos C +sin C sin B ,得sin C cos B =sin C sin B ,又sin C ≠0,所以tan B =1.因为B ∈(0,π),所以B =π4.由S △ABC =12ac sin B =1+2,得ac =22+4.又b 2=a 2+c 2-2ac cos B ≥2ac -2ac =(2-2)(4+22)=4,当且仅当a =c 时等号成立,所以b ≥2,b 的最小值为2,故选A.9.已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且sin A -sin B =c (sin A -sin C )a +b,b =3,则△ABC 的面积的最大值为( )A.334B.34C.332D.32解析:选A 根据正弦定理由sin A -sin B =c (sin A -sin C )a +b ,可得a -b =c (a -c )a +b,得a 2-b 2=c (a -c ),即a 2+c 2-b 2=ac ,故a 2+c 2-b 22ac =12=cos B ,∵B ∈(0,π),∴B =π3.又由b=3,可得a 2+c 2=ac +3,故a 2+c 2=ac +3≥2ac ,即ac ≤3,当且仅当a =c =3时取等号,故ac 的最大值为3,这时△ABC 的面积取得最大值,为12×3×sin π3=334.10.为了竖一块广告牌,要制造一个三角形支架,如图,要求∠ACB =60°,BC 的长度大于1 m ,且AC 比AB 长0.5 m ,为了稳固广告牌,要求AC 越短越好,则AC 最短为( )A.⎝⎛⎭⎫1+32m B .2 m C .(1+3)mD .(2+3)m解析:选D 设BC 的长度为x m ,AC 的长度为y m ,则AB 的长度为(y -0.5)m ,在△ABC 中,由余弦定理AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC cos ∠ACB ,得(y -0.5)2=y 2+x 2-2xy ×12,化简得y (x -1)=x 2-14.因为x >1,所以x -1>0,因此y =x 2-14x -1=(x -1)+34(x -1)+2≥3+2,当且仅当x -1=34(x -1)时取等号,即x =1+32时,y 取得最小值2+3,因此AC最短为(2+3)m.11.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,已知sin(B +A )+sin(B -A )=3sin 2A ,且c =7,C =π3,则△ABC 的面积是( )A.334B.736 C.334或213D.334或736解析:选D 由sin(B +A )+sin(B -A )=3sin 2A ,可得2sin B cos A =6sin A cos A .当cos A =0时,得A =π2,因为C =π3,则B =π6,又c =7,由正弦定理,得b =c sin B sin C =213,由三角形的面积公式知△ABC 的面积S =12bc sin A =736;当cos A ≠0时,由2sin B cos A =6sin A cos A ,得sin B =3sin A ,根据正弦定理可知b =3a ,由余弦定理可知cos C =a 2+b 2-c 22ab =a 2+9a 2-76a 2=12,可得a =1,b =3,此时△ABC 的面积S =12ab sin C =334.综上可知,△ABC 的面积为736或334. 12.如图所示,在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且满足b =c ,b a =1-cos B cos A.若点O 是△ABC 外一点,∠AOB =θ(0<θ<π),OA =2,OB =1,则四边形OACB 面积的最大值是( )A.4+534B.8+534 C .3 D.4+52 解析:选B 由b a =1-cos B cos A及正弦定理得sin B cos A =sin A -sin A cos B ,所以sin(A +B )=sin A ,所以sin C =sin A .又b =c ,所以a =b =c ,△ABC 为等边三角形.设△ABC的边长为k ,则k 2=12+22-2×1×2×cos θ=5-4cos θ,则S 四边形OACB =12×1×2sin θ+34k 2=sin θ+34(5-4cos θ)=2sin θ-π3+534≤2+534=8+534,所以当θ-π3=π2,即θ=5π6时,四边形OACB 的面积取得最大值,且最大值为8+534. 二、填空题13.设△ABC 三个内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若a 2sin C =4sin A ,(ca +cb )(sin A -sin B )=sin C (27-c 2),则△ABC 的面积为________.解析:由a 2sin C =4sin A ,得ac =4.由(ca +cb )(sin A -sin B )=sin C (27-c 2),得(a +b )(a -b )=27-c 2,即a 2+c 2-b 2=27,∴cos B =a 2+c 2-b 22ac =74,则sin B =34, ∴S △ABC =12ac sin B =32. 答案:3214.在△ABC 中,B =π4,BC 边上的高等于13BC ,则sin A =__________.解析:如图,AD 为△ABC ,BC 边上的高.设BC =a ,由题意知AD =13BC =13a .又B =π4,所以BD =AD =13a ,DC =23a . 在Rt △ABD 中,由勾股定理得,AB = ⎝⎛⎭⎫13a 2+⎝⎛⎭⎫13a 2=23a . 同理,在Rt △ACD 中,AC =⎝⎛⎭⎫13a 2+⎝⎛⎭⎫23a 2=53a . ∵S △ABC =12AB ·AC ·sin ∠BAC =12BC ·AD , ∴12×23a ×53a ·sin ∠BAC =12a ·13a , ∴sin ∠BAC =310=31010. 答案:31010 15.已知△ABC 的三个内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,面积为S ,且满足4S =a 2-(b -c )2,b +c =8,则S 的最大值为__________.解析:由题意得,4×12bc sin A =a 2-b 2-c 2+2bc ,又a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,代入上式得,2bc sin A =-2bc cos A +2bc ,即sin A +cos A =1,2sin ⎝⎛⎭⎫A +π4=1.∵0<A <π,∴π4<A +π4<5π4,∴A +π4=3π4,∴A =π2,S =12bc sin A =12bc .又b +c =8≥2bc ,当且仅当b =c 时取“=”,∴bc ≤16,∴S 的最大值为8.答案:816.在△ABC 中,B =30°,AC =25,D 是AB 边上的一点,CD =2,若∠ACD 为锐角,△ACD 的面积为4,则BC =________.解析:依题意得S △ACD =12CD ·AC ·sin ∠ACD =25·sin ∠ACD =4,sin ∠ACD =25.又∠ACD 是锐角,因此cos ∠ACD =1-sin 2∠ACD =15.在△ACD 中,AD =CD 2+AC 2-2CD ·AC ·cos ∠ACD =4.又ADsin ∠ACD =CD sin A ,所以sin A =CD ·sin ∠ACD AD =15.在△ABC 中,AC sin B =BC sin A ,所以BC =AC ·sin A sin B=4. 答案:4。
九下第一轮复习等腰三角形与直角三角形的存在性问题

探索等腰三角形及直角三角形的存在性问题考点分析:中考中对于等腰三角形及直角三角形的存在性问题的考查多以压轴题形式出现,题目的设计多与几何图形中的动点问题、坐标系中的抛物线相结合,综合性很强,对学生分析问题、解决问题的能力提出较高的要求。
思想:等腰三角形直角三角形存在性问题都是对分类讨论、数形结合、方程思想的考察方法:等腰三角形与直角三角形存在性问题第一步学会做图。
第二步根据图形特征进行计算题型:等腰三角形已知点的情况主要分为“两定一动型”和“一定两动型”,直角三角形已知一边求另一顶点。
教学目标:1.探索并总结等腰三角形和直角三角形的存在性问题的解决方法与步骤;2.在研究等腰三角形和直角三角形存在性问题中,进一步发展空间观念,经历等腰三角形和直角三角形思考问题的过程,建立几何直观;3.在多种形式的数学活动中,发展合情推理和演绎推理的能力;能独立思考,体会数学的分类思想、数形结合思想、方程思想等。
4.经历从不同角度寻求分析问题和解决问题的方法的过程,体验解决问题方法的多样性,掌握分析问题和解决问题的一些基本方法。
重点、难点分析:重点:等腰三角形和直角三角形存在性问题的解决方法与步骤。
难点:1.问题中条件或结论的不确定性、答案的多样性;2.针对问题正确分类画图后寻找等量关系。
教学过程:一.主要知识回顾:(课前完成)1.若ABC∆是等腰三角形,则可能有下列线段相等:①②③2.等腰三角形的性质:3直角三角形ABC中,可能是直角的有①②③4直径所对的圆周角。
二.中考中的题目分类:等腰三角形(一)两定一动型1.只找点不计算(以选择题或填空题的形式出现,只需按照“两圆一线”的方法作出图形即可求解)例1.如图,在平面直角坐标系中,点A(1,3)在第一象限,点P在x轴上,若以P,O,A为顶点的三角形是等腰三角形,则满足条件的点P共有()A.2个B.3个C.4个D.5个针对性练习1. 如图所示,在梯形ABCD中,AD∥BC, ∠ABC=90°,AD=AB=6,BC=14,点M是线段BC上一定点,且MC=8,动点P从C点出发沿C D A B→→→的路线运动,运动到点B停止.在点P的运动过程中,使△PMC为等腰三角形的点P有个.2.计算题目(解这类题目的方法可以分为几何法与代数法)。
中考数学压轴题专题1《直角三角形的存在性问题》
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中考数学压轴题专题一《直角三角形的存在性问题》【考题研究】这类问题主要是已知直角三角形的一边(即直角三角形的两个点确定),求解第三点。
这类问题主要是和动点问题结合在一起,主要在于考查学生的探寻能力和分类研究的推理能力,也是近几年来各市地对学生能力提高方面的一个考查。
【解题攻略】解直角三角形的存在性问题,一般分三步走,第一步寻找分类标准,第二步列方程,第三步解方程并验根.一般情况下,按照直角顶点或者斜边分类,然后按照三角比或勾股定理列方程.有时根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半列方程更简便.解直角三角形的问题,常常和相似三角形、三角比的问题联系在一起.如果直角边与坐标轴不平行,那么过三个顶点作与坐标轴平行的直线,可以构造两个新的相似直角三角形,这样列比例方程比较简便.在平面直角坐标系中,两点间的距离公式常常用到.怎样画直角三角形的示意图呢?如果已知直角边,那么过直角边的两个端点画垂线,第三个顶点在垂线上;如果已知斜边,那么以斜边为直径画圆,直角顶点在圆上(不含直径的两个端点).【解题类型及其思路】当直角三角形存在时可从三个角度进行分析研究:(1)当动点在直线上运动时,常用的方法是①121k k⋅=-,②三角形相似,③勾股定理;(2)当动点在曲线上运动时,情况分类如下,第一当已知点处作直角的方法①121k k⋅=-,②三角形相似,③勾股定理;第二是当动点处作直角的方法:寻找特殊角【典例指引】类型一【确定三角形的形状】典例指引1.(2019·辽宁中考模拟)已知,m,n是一元二次方程x2+4x+3=0的两个实数根,且|m|<|n|,抛物线y=x2+bx+c的图象经过点A(m,0),B(0,n),如图所示.(1)求这个抛物线的解析式;(2)设(1)中的抛物线与x轴的另一个交点为抛物线的顶点为D,求出点C,D的坐标,并判断△BCD的形状;(3)点P是直线BC上的一个动点(点P不与点B和点C重合),过点P作x轴的垂线,交抛物线于点M,点Q在直线BC上,距离点P为2个单位长度,设点P的横坐标为t,△PMQ的面积为S,求出S与t之间的函数关系式.【举一反三】(2019·淮滨县王店乡教育管理站中考模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+2x+c 与x轴交于A(﹣1,0)B(3,0)两点,与y轴交于点C,点D是该抛物线的顶点.(1)求抛物线的解析式和直线AC的解析式;(2)请在y轴上找一点M,使△BDM的周长最小,求出点M的坐标;(3)试探究:在拋物线上是否存在点P,使以点A,P,C为顶点,AC为直角边的三角形是直角三角形?若存在,请求出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.类型二【确定点的坐标】典例指引2.19.(2019·江西中考模拟)已知抛物线l:y=ax2+bx+c(a,b,c均不为0)的顶点为M,与y轴的交点为N,我们称以N为顶点,对称轴是y轴且过点M的抛物线为抛物线l的衍生抛物线,直线MN为抛物线l的衍生直线.(1)如图,抛物线y=x2﹣2x﹣3的衍生抛物线的解析式是,衍生直线的解析式是;(2)若一条抛物线的衍生抛物线和衍生直线分别是y=﹣2x2+1和y=﹣2x+1,求这条抛物线的解析式;(3)如图,设(1)中的抛物线y=x2﹣2x﹣3的顶点为M,与y轴交点为N,将它的衍生直线MN先绕点N旋转到与x轴平行,再沿y轴向上平移1个单位得直线n,P是直线n上的动点,是否存在点P,使△POM为直角三角形?若存在,求出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.【举一反三】如图,抛物线y=﹣x2+bx+c的图象与x轴交于A(﹣5,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴与x轴交于点D.(1)求抛物线的函数表达式;(2)如图1,点E(x,y)为抛物线上一点,且﹣5<x<﹣2,过点E作EF∥x轴,交抛物线的对称轴于点F,作EH⊥x轴于点H,得到矩形EHDF,求矩形EHDF周长的最大值;(3)如图2,点P为抛物线对称轴上一点,是否存在点P,使以点P,A,C为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.类型三【确定动点运动的时间】典例指引3.已知二次函数y=ax2+bx-2的图象与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点A的坐标为(4,0),且当x=-2和x=5时二次函数的函数值y相等.(1)求实数a,b的值;(2)如图①,动点E,F同时从A点出发,其中点E以每秒2个单位长度的速度沿AB边向终点B运动,点F5AC方向运动.当点E停止运动时,点F 随之停止运动.设运动时间为t秒.连接EF,将△AEF沿EF翻折,使点A落在点D处,得到△DEF.①是否存在某一时刻t,使得△DCF为直角三角形?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由;②设△DEF与△ABC重叠部分的面积为S,求S关于t的函数关系式.【举一反三】(2018·河北中考模拟)如图,在平面直角坐标系xOy中,A、B为x轴上两点,C、D为y 轴上的两点,经过点A、C、B的抛物线的一部分C1与经过点A、D、B的抛物线的一部分C 2组合成一条封闭曲线,我们把这条封闭曲线称为“蛋线”.已知点C 的坐标为(0,),点M 是抛物线C 2:2y mx 2mx 3m =--(m <0)的顶点.(1)求A 、B 两点的坐标;(2)“蛋线”在第四象限上是否存在一点P ,使得△PBC 的面积最大?若存在,求出△PBC 面积的最大值;若不存在,请说明理由;(3)当△BDM 为直角三角形时,求m 的值.【新题训练】1.如图1,已知抛物线y =﹣23384x +x +3与x 轴交于A 和B 两点,(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C .(1)求出直线BC 的解析式.(2)M 为线段BC 上方抛物线上一动点,过M 作x 轴的垂线交BC 于H ,过M 作MQ ⊥BC 于Q ,求出△MHQ 周长最大值并求出此时M 的坐标;当△MHQ 的周长最大时在对称轴上找一点R ,使|AR ﹣MR |最大,求出此时R 的坐标.(3)T 为线段BC 上一动点,将△OCT 沿边OT 翻折得到△OC ′T ,是否存在点T 使△OC ′T 与△OBC 的重叠部分为直角三角形,若存在请求出BT 的长,若不存在,请说明理由.2.如图,抛物线y =mx 2+nx ﹣3(m≠0)与x 轴交于A(﹣3,0),B(1,0)两点,与y 轴交于点C ,直线y =﹣x 与该抛物线交于E ,F 两点.(1)求点C 坐标及抛物线的解析式.(2)P 是直线EF 下方抛物线上的一个动点,作PH ⊥EF 于点H ,求PH 的最大值.(3)以点C 为圆心,1为半径作圆,⊙C 上是否存在点D ,使得△BCD 是以CD 为直角边的直角三角形?若存在,直接写出D 点坐标;若不存在,请说明理由.3.(2019·四川)如图,顶点为(3,3)P 的二次函数图象与x 轴交于点(6,0)A ,点B 在该图象上,OB 交其对称轴l 于点M ,点M 、N 关于点P 对称,连接BN 、ON .(1)求该二次函数的关系式.(2)若点B 在对称轴l 右侧的二次函数图象上运动,请解答下列问题:①连接OP ,当12OP MN =时,请判断NOB ∆的形状,并求出此时点B 的坐标. ②求证:BNM ONM ∠=∠.4.(2018·贵州中考)如图,已知抛物线2(0)y ax bx c a =++≠的对称轴为直线1x =-,且抛物线与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于C 点,其中(1,0)A ,(0,3)C .(1)若直线y mx n =+经过B 、C 两点,求直线BC 和抛物线的解析式;(2)在抛物线的对称轴1x =-上找一点M ,使点M 到点A 的距离与到点C 的距离之和最小,求出点M 的坐标;(3)设点P 为抛物线的对称轴1x =-上的一个动点,求使BPC ∆为直角三角形的点P 的坐标.5.(2018·四川中考)如图①,已知抛物线y=ax 2+bx+c 的图像经过点A (0,3)、B (1,0),其对称轴为直线l :x=2,过点A 作AC ∥x 轴交抛物线于点C ,∠AOB 的平分线交线段AC 于点E ,点P 是抛物线上的一个动点,设其横坐标为m.(1)求抛物线的解析式;(2)若动点P 在直线OE 下方的抛物线上,连结PE 、PO ,当m 为何值时,四边形AOPE 面积最大,并求出其最大值;(3)如图②,F 是抛物线的对称轴l 上的一点,在抛物线上是否存在点P 使△POF 成为以点P 为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点P 的坐标;若不存在,请说明理由.6.(2019·云南中考模拟)已知,抛物线y =﹣x 2+bx +c 经过点A (﹣1,0)和C (0,3). (1)求抛物线的解析式;(2)在抛物线的对称轴上,是否存在点P,使P A+PC的值最小?如果存在,请求出点P的坐标,如果不存在,请说明理由;(3)设点M在抛物线的对称轴上,当△MAC是直角三角形时,求点M的坐标.7.(2019·黑龙江中考模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+2x+c与x轴交于A (﹣1,0)B(3,0)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线y=ax2+2x+c的解析式:;(2)点D为抛物线上对称轴右侧、x轴上方一点,DE⊥x轴于点E,DF∥AC交抛物线对称轴于点F,求DE+DF的最大值;(3)①在拋物线上是否存在点P,使以点A,P,C为顶点,AC为直角边的三角形是直角三角形?若存在,请求出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由;②点Q在抛物线对称轴上,其纵坐标为t,请直接写出△ACQ为锐角三角形时t的取值范围.8.(2019·广西中考模拟)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=﹣1,且抛物线经过A(1,0),C(0,3)两点,抛物线与x轴的另一交点为B.(1)若直线y=mx+n 经过B 、C 两点,求直线BC 和抛物线的解析式;(2)设点P 为抛物线的对称轴x=﹣1上的一个动点,求使△BPC 为直角三角形的点P 的坐标.9.(2019·山东中考模拟)如图,在平面直角坐标系中,∠ACB=90°,OC=2OB ,tan ∠ABC=2,点B 的坐标为(1,0).抛物线y=﹣x 2+bx+c 经过A 、B 两点.(1)求抛物线的解析式;(2)点P 是直线AB 上方抛物线上的一点,过点P 作PD 垂直x 轴于点D ,交线段AB 于点E ,使PE=12DE . ①求点P 的坐标;②在直线PD 上是否存在点M ,使△ABM 为直角三角形?若存在,求出符合条件的所有点M 的坐标;若不存在,请说明理由.10.(2019·山东中考模拟)已知:如图,抛物线y=ax 2+bx+c 与坐标轴分别交于点A (0,6),B (6,0),C (﹣2,0),点P 是线段AB 上方抛物线上的一个动点.(1)求抛物线的解析式;(2)当点P 运动到什么位置时,△PAB 的面积有最大值?(3)过点P 作x 轴的垂线,交线段AB 于点D ,再过点P 做PE ∥x 轴交抛物线于点E ,连结DE ,请问是否存在点P 使△PDE 为等腰直角三角形?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,说明理由.11.(2019·陕西中考模拟)如图,已知直线y kx 6=-与抛物线2y ax bx c =++相交于A ,B两点,且点A(1,-4)为抛物线的顶点,点B在x轴上.(1)求抛物线的解析式;(2)在(1)中抛物线的第二象限图象上是否存在一点P,使△POB与△POC全等?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;(3)若点Q是y轴上一点,且△ABQ为直角三角形,求点Q的坐标.12.(2019·山东中考模拟)如图,已知直线AB经过点(0,4),与抛物线y=14x2交于A,B两点,其中点A的横坐标是2 .(1)求这条直线的函数关系式及点B的坐标.(2)在x轴上是否存在点C,使得△ABC是直角三角形?若存在,求出点C的坐标,若不存在请说明理由.(3)过线段AB上一点P,作PM∥x轴,交抛物线于点M,点M在第一象限,点N(0,1),当点M的横坐标为何值时,MN+3MP的长度最大?最大值是多少?13.(2019·河北中考模拟)已知如图,抛物线y=x2+bx+c过点A(3,0),B(1,0),交y轴于点C,点P是该抛物线上一动点,点P从C点沿抛物线向A点运动(点P不与点A重合),过点P作PD∥y轴交直线AC于点D.(1)求抛物线的解析式;(2)求点P在运动的过程中线段PD长度的最大值;(3)△APD能否构成直角三角形?若能请直接写出点P坐标,若不能请说明理由;(4)在抛物线对称轴上是否存在点M使|MA﹣MC|最大?若存在请求出点M的坐标,若不存在请说明理由.14.(2019·河南中考模拟)如图所示,菱形ABCD位于平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c 经过菱形的三个顶点A、B、C,已知A(﹣3,0)、B(0,﹣4).(1)求抛物线解析式;(2)线段BD上有一动点E,过点E作y轴的平行线,交BC于点F,若S△BOD=4S△EBF,求点E的坐标;(3)抛物线的对称轴上是否存在点P,使△BPD是以BD为斜边的直角三角形?如果存在,求出点P的坐标;如果不存在,说明理由.15.(2019·临沭县青云镇青云初级中学中考模拟)如图,直线y=x+2与抛物线y=ax2+bx+6(a≠0)相交于A(,)和B(4,m),点P是线段AB上异于A、B的动点,过点P作PC⊥x轴于点D,交抛物线于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)是否存在这样的P 点,使线段PC 的长有最大值,若存在,求出这个最大值;若不存在,请说明理由;(3)求∆PAC 为直角三角形时点P 的坐标.16.(2019·江西中考模拟)如图,矩形OABC 中,点O 为原点,点A 的坐标为(0,8),点C 的坐标为(6,0).抛物线249y x bx c =-++经过A 、C 两点,与AB 边交于点D . (1)求抛物线的函数表达式;(2)点P 为线段BC 上一个动点(不与点C 重合),点Q 为线段AC 上一个动点,AQ=CP ,连接PQ ,设CP=m ,△CPQ 的面积为S .①求S 关于m 的函数表达式,并求出m 为何值时,S 取得最大值; ②当S 最大时,在抛物线249y x bx c =-++的对称轴l 上若存在点F ,使△FDQ 为直角三角形,请直接写出所有符合条件的F 的坐标;若不存在,请说明理由.【典例指引】类型一 【确定三角形的形状】典例指引1.(2019·辽宁中考模拟)已知,m ,n 是一元二次方程x 2+4x +3=0的两个实数根,且|m |<|n |,抛物线y =x 2+bx +c 的图象经过点A (m ,0),B (0,n ),如图所示. (1)求这个抛物线的解析式;(2)设(1)中的抛物线与x 轴的另一个交点为抛物线的顶点为D ,求出点C ,D 的坐标,并判断△BCD 的形状;(3)点P 是直线BC 上的一个动点(点P 不与点B 和点C 重合),过点P 作x 轴的垂线,交抛物线于点M ,点Q 在直线BC 上,距离点P为2个单位长度,设点P 的横坐标为t ,△PMQ 的面积为S ,求出S 与t 之间的函数关系式.【答案】(1)223y x x =--;(2)C (3,0),D (1,﹣4),△BCD 是直角三角形;(3)2213(03)2213(03)22t t t S t t t t ⎧-+⎪⎪=⎨⎪-⎪⎩<<<或> 【解析】试题分析:(1)先解一元二次方程,然后用待定系数法求出抛物线解析式;(2)先解方程求出抛物线与x 轴的交点,再判断出△BOC 和△BED 都是等腰直角三角形,从而得到结论;(3)先求出QF=1,再分两种情况,当点P 在点M 上方和下方,分别计算即可. 试题解析:解(1)∵2+430x x +=,∴11x =-,23x =-,∵m ,n 是一元二次方程2+430x x +=的两个实数根,且|m|<|n|,∴m=﹣1,n=﹣3,∵抛物线223y x x =--的图象经过点A (m ,0),B (0,n ),∴10{3b c c -+==-,∴2{3b c =-=-,∴抛物线解析式为223y x x =--;(2)令y=0,则2230x x --=,∴11x =-,23x =,∴C (3,0),∵223y x x =--=2(1)4x --,∴顶点坐标D (1,﹣4),过点D 作DE ⊥y 轴,∵OB=OC=3,∴BE=DE=1,∴△BOC 和△BED 都是等腰直角三角形,∴∠OBC=∠DBE=45°,∴∠CBD=90°,∴△BCD 是直角三角形;(3)如图,∵B (0,﹣3),C (3,0),∴直线BC 解析式为y=x ﹣3,∵点P 的横坐标为t ,PM ⊥x 轴,∴点M 的横坐标为t ,∵点P 在直线BC 上,点M 在抛物线上,∴P (t ,t ﹣3),M (t ,223t t --),过点Q 作QF ⊥PM ,∴△PQF 是等腰直角三角形,∵PQ=2,∴QF=1. ①当点P 在点M 上方时,即0<t <3时,PM=t ﹣3﹣(223t t --)=23t t -+,∴S=12PM×QF=21(3)2t t -+=21322t t -+,②如图3,当点P 在点M 下方时,即t <0或t>3时,PM=223t t --﹣(t ﹣3)=23t t -,∴S=12PM×QF=12(23t t -)=21322t t -.综上所述,S=2213(03)22{13 (03)22t t t t t t t 或-+<<-.【举一反三】(2019·淮滨县王店乡教育管理站中考模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax 2+2x+c 与x 轴交于A (﹣1,0)B (3,0)两点,与y 轴交于点C ,点D 是该抛物线的顶点.(1)求抛物线的解析式和直线AC的解析式;(2)请在y轴上找一点M,使△BDM的周长最小,求出点M的坐标;(3)试探究:在拋物线上是否存在点P,使以点A,P,C为顶点,AC为直角边的三角形是直角三角形?若存在,请求出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3;直线AC的解析式为y=3x+3;(2)点M的坐标为(0,3);(3)符合条件的点P的坐标为(73,209)或(103,﹣139),【解析】分析:(1)设交点式y=a(x+1)(x-3),展开得到-2a=2,然后求出a即可得到抛物线解析式;再确定C(0,3),然后利用待定系数法求直线AC的解析式;(2)利用二次函数的性质确定D的坐标为(1,4),作B点关于y轴的对称点B′,连接DB′交y轴于M,如图1,则B′(-3,0),利用两点之间线段最短可判断此时MB+MD的值最小,则此时△BDM的周长最小,然后求出直线DB′的解析式即可得到点M的坐标;(3)过点C作AC的垂线交抛物线于另一点P,如图2,利用两直线垂直一次项系数互为负倒数设直线PC的解析式为y=-13x+b,把C点坐标代入求出b得到直线PC的解析式为y=-13x+3,再解方程组223133y x xy x⎧-++⎪⎨-+⎪⎩==得此时P点坐标;当过点A作AC的垂线交抛物线于另一点P时,利用同样的方法可求出此时P点坐标.详解:(1)设抛物线解析式为y=a(x+1)(x﹣3),即y=ax2﹣2ax﹣3a,∴﹣2a=2,解得a=﹣1,∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3;当x=0时,y=﹣x2+2x+3=3,则C(0,3),设直线AC的解析式为y=px+q,把A(﹣1,0),C(0,3)代入得3p qq-+=⎧⎨=⎩,解得33pq=⎧⎨=⎩,∴直线AC的解析式为y=3x+3;(2)∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,∴顶点D的坐标为(1,4),作B点关于y轴的对称点B′,连接DB′交y轴于M,如图1,则B′(﹣3,0),∵MB=MB′,∴MB+MD=MB′+MD=DB′,此时MB+MD的值最小,而BD的值不变,∴此时△BDM的周长最小,易得直线DB′的解析式为y=x+3,当x=0时,y=x+3=3,∴点M的坐标为(0,3);(3)存在.过点C作AC的垂线交抛物线于另一点P,如图2,∵直线AC的解析式为y=3x+3,∴直线PC的解析式可设为y=﹣13x+b,把C(0,3)代入得b=3,∴直线PC的解析式为y=﹣13x+3,解方程组223133y x xy x⎧-++⎪⎨-+⎪⎩==,解得3xy=⎧⎨=⎩或73209xy⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,则此时P点坐标为(73,209);过点A作AC的垂线交抛物线于另一点P,直线PC的解析式可设为y=﹣x+b,把A(﹣1,0)代入得13+b=0,解得b=﹣13,∴直线PC的解析式为y=﹣13x﹣13,解方程组2231133y x xy x⎧-++⎪⎨--⎪⎩==,解得1xy=-⎧⎨=⎩或103139xy⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,则此时P点坐标为(103,﹣139).综上所述,符合条件的点P的坐标为(73,209)或(103,﹣139).类型二【确定点的坐标】典例指引2.19.(2019·江西中考模拟)已知抛物线l:y=ax2+bx+c(a,b,c均不为0)的顶点为M,与y轴的交点为N,我们称以N为顶点,对称轴是y轴且过点M的抛物线为抛物线l的衍生抛物线,直线MN为抛物线l的衍生直线.(1)如图,抛物线y=x2﹣2x﹣3的衍生抛物线的解析式是,衍生直线的解析式是;(2)若一条抛物线的衍生抛物线和衍生直线分别是y=﹣2x2+1和y=﹣2x+1,求这条抛物线的解析式;(3)如图,设(1)中的抛物线y=x2﹣2x﹣3的顶点为M,与y轴交点为N,将它的衍生直线MN先绕点N旋转到与x轴平行,再沿y轴向上平移1个单位得直线n,P是直线n上的动点,是否存在点P,使△POM为直角三角形?若存在,求出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y=﹣x2﹣3, y=﹣x﹣3;(2)y=2x2﹣4x+1;(3)存在,P为(1172+,﹣2)117-,﹣2)或(9,﹣2)或(﹣8,﹣2).【解析】分析:(1)衍生抛物线顶点为原抛物线与y轴的交点,则可根据顶点设顶点式方程,由衍生抛物线过原抛物线的顶点则解析式易得,MN解析式易得.(2)已知衍生抛物线和衍生直线求原抛物线思路正好与(1)相反,根据衍生抛物线与衍生直线的两交点分别为衍生抛物线与原抛物线的交点,则可推得原抛物线顶点式,再代入经过点,即得解析式.(3)由N(0,﹣3),衍生直线MN绕点N旋转到与x轴平行得到y=﹣3,再向上平移1个单位即得直线y=﹣2,所以P点可设(x,﹣2).在坐标系中使得△POM为直角三角形一般考虑勾股定理,对于坐标系中的两点,分别过点作平行于x轴、y轴的直线,则可构成以两点间距离为斜边的直角三角形,且直角边长都为两点横纵坐标差的绝对值.进而我们可以先算出三点所成三条线的平方,然后组合构成满足勾股定理的三种情况,易得P 点坐标.本题解析:(1)∵抛物线y=x2﹣2x﹣3过(0,﹣3),∴设其衍生抛物线为y=ax2﹣3,∵y=x2﹣2x﹣3=x2﹣2x+1﹣4=(x﹣1)2﹣4,∴衍生抛物线为y=ax2﹣3过抛物线y=x2﹣2x﹣3的顶点(1,﹣4),∴﹣4=a•1﹣3,解得a=﹣1,∴衍生抛物线为y=﹣x2﹣3.设衍生直线为y=kx+b,∵y=kx+b过(0,﹣3),(1,﹣4),∴304bk b -=+⎧⎨-=+⎩,∴13 kb=-⎧⎨=-⎩,∴衍生直线为y=﹣x﹣3.(2)∵衍生抛物线和衍生直线两交点分别为原抛物线与衍生抛物线的顶点,∴将y=﹣2x2+1和y=﹣2x+1联立,得22121y xy x⎧=-+⎨=-+⎩,解得1xy=⎧⎨=⎩或11xy=⎧⎨=-⎩,∵衍生抛物线y=﹣2x2+1的顶点为(0,1),∴原抛物线的顶点为(1,﹣1).设原抛物线为y=a(x﹣1)2﹣1,∵y=a(x﹣1)2﹣1过(0,1),∴1=a(0﹣1)2﹣1,解得a=2,∴原抛物线为y=2x2﹣4x+1.(3)∵N(0,﹣3),∴MN绕点N旋转到与x轴平行后,解析式为y=﹣3,∴再沿y轴向上平移1个单位得的直线n解析式为y=﹣2.设点P坐标为(x,﹣2),∵O(0,0),M(1,﹣4),∴OM2=(x M﹣x O)2+(y O﹣y M)2=1+16=17,OP2=(|x P﹣x O|)2+(y O﹣y P)2=x2+4,MP2=(|x P﹣x M|)2+(y P﹣y M)2=(x﹣1)2+4=x2﹣2x+5.①当OM2=OP2+MP2时,有17=x2+4+x2﹣2x+5,解得,即P,﹣2)或P,﹣2).②当OP2=OM2+MP2时,有x2+4=17+x2﹣2x+5,解得x=9,即P(9,﹣2).③当MP2=OP2+OM2时,有x2﹣2x+5=x2+4+17,解得x=﹣8,即P(﹣8,﹣2).综上所述,当P为(1172+,﹣2)或(1172-,﹣2)或(9,﹣2)或(﹣8,﹣2)时,△POM为直角三角形.【名师点睛】本题考查了一次函数、二次函数图象及性质,勾股定理及利用其表示坐标系中两点距离的基础知识,特别注意的是:利用其表示坐标系中两点距离,是近几年中考的热点,需学生熟练运用.【举一反三】如图,抛物线y=﹣x2+bx+c的图象与x轴交于A(﹣5,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴与x轴交于点D.(1)求抛物线的函数表达式;(2)如图1,点E(x,y)为抛物线上一点,且﹣5<x<﹣2,过点E作EF∥x轴,交抛物线的对称轴于点F,作EH⊥x轴于点H,得到矩形EHDF,求矩形EHDF周长的最大值;(3)如图2,点P为抛物线对称轴上一点,是否存在点P,使以点P,A,C为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y=﹣x2﹣4x+5.(2)372;(3)P坐标为(﹣2,7)或(﹣2,﹣3)或(﹣2,6)或(﹣2,﹣1).【解析】试题分析:(1)利用待定系数法即可解决问题; (2)构建二次函数利用二次函数的性质即可解决问题;(3)分三种情形分别求解①当90,ACP ∠=o由222AC PC PA +=,列出方程即可解决.②当90CAP ∠=︒时,由222AC PA PC +=, 列出方程即可解决.③当90APC ∠=︒ 时,由222PA PC AC +=,列出方程即可; 试题解析:(1)把A (−5,0),B (1,0)两点坐标代入2y x bx c =-++,得到255010b c b c --+=⎧⎨-++=⎩,解得45b c =-⎧⎨=⎩,∴抛物线的函数表达式为24 5.y x x =--+ (2)如图1中,∵抛物线的对称轴x =−2,2(,45)E x x x ,--+ ∴2452EH x x EF x =--+=--,,∴矩形EFDH 的周长225372()2(53)2().22EH EF x x x =+=--+=-++ ∵−2<0, ∴52x =-时,矩形EHDF 的周长最大,最大值为37.2 (3)如图2中,设P (−2,m )①当90,ACP ∠=o ∵222AC PC PA +=, ∴22222(52)2(5)3m m ++-=+, 解得m =7, ∴P 1(−2,7).②当90CAP ∠=o 时,∵222AC PA PC +=, ∴22222(52)32(5)m m ++=+-, 解得m =−3, ∴P 2(−2,−3).③当90APC ∠=o 时,∵222PA PC AC +=, ∴2222232(5)(52)m m ,+++-= 解得m =6或−1, ∴P 3(−2,6),P 4(−2,−1),综上所述,满足条件的点P 坐标为(−2,7)或(−2,−3)或(−2,6)或(−2,−1).类型三 【确定动点运动的时间】典例指引3.已知二次函数y =ax 2+bx -2的图象与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于点C ,点A 的坐标为(4,0),且当x =-2和x =5时二次函数的函数值y 相等.(1)求实数a ,b 的值;(2)如图①,动点E ,F 同时从A 点出发,其中点E 以每秒2个单位长度的速度沿AB 边向终点B 运动,点F AC 方向运动.当点E 停止运动时,点F 随之停止运动.设运动时间为t 秒.连接EF ,将△AEF 沿EF 翻折,使点A 落在点D 处,得到△DEF.①是否存在某一时刻t ,使得△DCF 为直角三角形?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由;②设△DEF 与△ABC 重叠部分的面积为S ,求S 关于t 的函数关系式.【解析】试题分析:(1)根据抛物线图象经过点A 以及“当x =﹣2和x =5时二次函数的函数值y 相等”两个条件,列出方程组求出待定系数的值.(2)①首先由抛物线解析式能得到点A 、B 、C 三点的坐标,则线段OA 、OB 、OC 的长可求,进一步能得出AB 、BC 、AC 的长;首先用t 表示出线段AD 、AE 、AF (即DF )的长,则根据AE 、EF 、OA 、OC 的长以及公共角∠OAC 能判定△AEF 、△AOC 相似,那么△AEF 也是一个直角三角形,及∠AEF 是直角;若△DCF 是直角,可分成三种情况讨论:i )点C 为直角顶点,由于△ABC 恰好是直角三角形,且以点C 为直角顶点,所以此时点B 、D 重合,由此得到AD 的长,进而求出t 的值;ii )点D 为直角顶点,此时∠CDB 与∠CBD 恰好是等角的余角,由此可证得OB =OD ,再得到AD 的长后可求出t 的值;iii )点F 为直角顶点,当点F 在线段AC 上时,∠DFC 是锐角,而点F 在射线AC 的延长线上时,∠DFC 又是钝角,所以这种情况不符合题意. ②此题需要分三种情况讨论:i )当点E 在点A 与线段AB 中点之间时,两个三角形的重叠部分是整个△DEF ;ii )当点E 在线段AB 中点与点O 之间时,重叠部分是个不规则四边形,那么其面积可由大直角三角形与小钝角三角形的面积差求得;iii )当点E 在线段OB 上时,重叠部分是个小直角三角形.试题解析:解:(1)由题意得: 16420{4222552a b a b a b +-=--=+-,解得:a =12,b =32-.(2)①由(1)知二次函数为213222y x x =--.∵A (4,0),∴B (﹣1,0),C (0,﹣2),∴OA =4,OB =1,OC =2,∴AB =5,AC =BC AC 2+BC 2=25=AB 2,∴△ABC 为直角三角形,且∠ACB =90°.∵AE=2t,AF,∴2AF ABAE AC==.又∵∠EAF=∠CAB,∴△AEF∽△ACB,∴∠AEF=∠ACB=90°,∴△AEF沿EF翻折后,点A落在x轴上点D处;由翻折知,DE=AE,∴AD=2AE=4t,EF=12AE=t.假设△DCF为直角三角形,当点F在线段AC上时:ⅰ)若C为直角顶点,则点D与点B重合,如图2,∴AE=12AB=52t=52÷2=54;ⅱ)若D为直角顶点,如图3.∵∠CDF=90°,∴∠ODC+∠EDF=90°.∵∠EDF=∠EAF,∴∠OBC+∠EAF=90°,∴∠ODC=∠OBC,∴BC=DC.∵OC⊥BD,∴OD=OB=1,∴AD=3,∴AE=32,∴t=34;当点F在AC延长线上时,∠DFC>90°,△DCF为钝角三角形.综上所述,存在时刻t,使得△DCF为直角三角形,t=34或t=54.②ⅰ)当0<t≤54时,重叠部分为△DEF,如图1、图2,∴S=12×2t×t=t2;ⅱ)当54<t≤2时,设DF与BC相交于点G,则重叠部分为四边形BEFG,如图4,过点G作GH⊥BE于H,设GH=m,则BH= 12m,DH=2m,∴DB=32m.∵DB=AD﹣AB=4t﹣5,∴32m=4t﹣5,∴m=23(4t﹣5),∴S=S△DEF﹣S△DBG=12×2t×t﹣12(4t﹣5)×23(4t﹣5)=2134025333t t-+-;ⅲ)当2<t≤52时,重叠部分为△BEG,如图5.∵BE=DE﹣DB=2t﹣(4t﹣5)=5﹣2t,GE=2BE=2(5﹣2t),∴S=12×(5﹣2t)×2(5﹣2t)=4t2﹣20t+25.综上所述:2225(0)41340255{(2)3334542025(2)2t tS t t tt t t<≤=-+-<≤-+<≤.【名师点睛】此题主要考查的是动点函数问题,涉及了函数解析式的确定、直角三角形以及相似三角形的判定和性质、等腰三角形的性质以及图形面积的解法等综合知识;第二题的两个小题涉及的情况较多,一定要根据动点的不同位置来分类讨论,抓住动点的关键位置来确定未知数的取值范围是解题的关键所在. 【举一反三】(2018·河北中考模拟)如图,在平面直角坐标系xOy 中,A 、B 为x 轴上两点,C 、D 为y 轴上的两点,经过点A 、C 、B 的抛物线的一部分C 1与经过点A 、D 、B 的抛物线的一部分C 2组合成一条封闭曲线,我们把这条封闭曲线称为“蛋线”.已知点C 的坐标为(0,),点M 是抛物线C 2:2y mx 2mx 3m =--(m <0)的顶点.(1)求A 、B 两点的坐标;(2)“蛋线”在第四象限上是否存在一点P ,使得△PBC 的面积最大?若存在,求出△PBC 面积的最大值;若不存在,请说明理由; (3)当△BDM 为直角三角形时,求m 的值. 【答案】(1)A (,0)、B (3,0);(2)存在.S △PBC 最大值为2716;(3)2m 2=-或1m =-时,△BDM 为直角三角形. 【解析】 【分析】(1)在2y mx 2mx 3m =--中令y=0,即可得到A 、B 两点的坐标.(2)先用待定系数法得到抛物线C 1的解析式,由S △PBC = S △POC + S △BOP –S △BOC 得到△PBC 面积的表达式,根据二次函数最值原理求出最大值.(3)先表示出DM 2,BD 2,MB 2,再分两种情况:①∠BMD=90°时;②∠BDM=90°时,讨论即可求得m 的值. 【详解】解:(1)令y=0,则2mx 2mx 3m 0--=,∵m <0,∴2x 2x 30--=,解得:1x 1=-,2x 3=. ∴A (,0)、B (3,0).(2)存在.理由如下:∵设抛物线C 1的表达式为()()y a x 1x 3=+-(a 0≠),把C (0,32-)代入可得,12a =. ∴C1的表达式为:()()1y x 1x 32=+-,即213y x x 22=--.设P (p ,213p p 22--),∴ S △PBC = S △POC + S △BOP –S △BOC =23327p 4216--+().∵3a 4=-<0,∴当3p 2=时,S △PBC 最大值为2716.(3)由C 2可知: B (3,0),D (0,3m -),M (1,4m -), ∴BD 2=29m 9+,BM 2=216m 4+,DM 2=2m 1+.∵∠MBD<90°, ∴讨论∠BMD=90°和∠BDM=90°两种情况:当∠BMD=90°时,BM 2+ DM 2= BD 2,即216m 4++2m 1+=29m 9+, 解得:12m =-,22m =(舍去). 当∠BDM=90°时,BD 2+ DM 2= BM 2,即29m 9++2m 1+=216m 4+, 解得:1m 1=-,2m 1=(舍去) . 综上所述,2m 2=-或1m =-时,△BDM 为直角三角形. 【新题训练】1.(2019·重庆实验外国语学校初三)如图1,已知抛物线y =﹣23384x +x +3与x 轴交于A 和B 两点,(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C . (1)求出直线BC 的解析式.(2)M 为线段BC 上方抛物线上一动点,过M 作x 轴的垂线交BC 于H ,过M 作MQ ⊥BC 于Q ,求出△MHQ 周长最大值并求出此时M 的坐标;当△MHQ 的周长最大时在对称轴上找一点R ,使|AR ﹣MR |最大,求出此时R 的坐标.(3)T 为线段BC 上一动点,将△OCT 沿边OT 翻折得到△OC ′T ,是否存在点T 使△OC ′T 与△OBC 的重叠部分为直角三角形,若存在请求出BT 的长,若不存在,请说明理由.【答案】(1)y =﹣34x +3;(2)R (1,92);(3)BT =2或BT =165.【详解】解:(1)令y=0,即2333084x x -++=,解得122,4x x =-=, ∵点A 在点B 的左侧。
存在型问题——直角三角形问题
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中考数学压轴题解题策略直角三角形的存在性问题解题策略专题攻略解直角三角形的存在性问题,一般分三步走,第一步寻找分类标准,第二步列方程,第三步解方程并验根. 一般情况下,按照直角顶点或者斜边分类,然后按照三角比或勾股定理列方程. 有时根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半列方程更简便.解直角三角形的问题,常常和相似三角形、三角比的问题联系在一起.如果直角边与坐标轴不平行,那么过三个顶点作与坐标轴平行的直线,可以构造两个新的相似直角三角形,这样列比例方程比较简便.在平面直角坐标系中,两点间的距离公式常常用到.怎样画直角三角形的示意图呢?如果已知直角边,那么过直角边的两个端点画垂线,第三个顶点在垂线上;如果已知斜边,那么以斜边为直径画圆,直角顶点在圆上(不含直径的两个端点).例题解析例❶ 如图1-1,在△ABC 中,AB =AC =10,cos ∠B =45.D 、E 为线段BC 上的两个动点,且DE =3(E 在D 右边),运动初始时D 和B 重合,当E 和C 重合时运动停止.过E 作EF //AC 交AB 于F ,连结DF .设BD =x ,如果△BDF 为直角三角形,求x 的值.图1-1【解析】△BDF 中,∠B 是确定的锐角,那么按照直角顶点分类,直角三角形BDF 存在两种情况.如果把夹∠B 的两条边用含有x 的式子表示出来,分两种情况列方程就可以了.如图1-2,作AH ⊥BC ,垂足为H ,那么H 是BC 的中点.在Rt △ABH 中,AB =10,cos ∠B =45,所以BH =8.所以BC =16. 由EF //AC ,得BF BE BA BC =,即31016BF x +=.所以BF =5(3)8x +.图1-2 图1-3 图1-4①如图1-3,当∠BDF =90°时,由4cos 5BD B BF ∠==,得45BD BF =.解方程45(3)58x x =⨯+,得x =3. ②如图1-4,当∠BFD =90°时,由4cos 5BF B BD ∠==,得45BF BD =. 解方程5154885x x +=,得757x =. 我们看到,在画示意图时,无须受到△ABC 的“限制”,只需要取其确定的∠B .例❷ 如图2-1,已知在平面直角坐标系中,点A 的坐标为(-2, 0),点B 是点A 关于原点的对称点,P 是函数)0(2>=x xy 图象上的一点,且△ABP 是直角三角形,求点P 的坐标.图2-1【解析】A 、B 两点是确定的,以线段AB 为分类标准,分三种情况.如果线段AB 为直角边,那么过点A 画AB 的垂线,与第一象限内的一支双曲线没有交点;过点B 画AB 的垂线,有1个交点.以AB 为直径画圆,圆与双曲线有没有交点呢?先假如有交点,再列方程,方程有解那么就有交点.如果是一元二次方程,那么可能是一个交点,也可能是两个交点.由题意,得点B 的坐标为(2,0),且∠BAP 不可能成为直角.① 图2-2,当∠ABP =90°时,点P 的坐标为(2,1).② 方法一:如图2-3,当∠APB =90°时,OP 是Rt △APB 的斜边上的中线,OP =2.设P 2(,)x x ,由OP 2=4,得2244x x+=.解得x =P (2,2).图2-2 图2-3 方法二:由勾股定理,得P A 2+PB 2=AB 2.解方程2222222(2)()(2)()4x x x x+++++=,得x = 方法三:如图3-4,由△AHP ∽△PHB ,得PH 2=AH ·BH .解方程22()(2)(2)x x x=+-,得x =图2-4 图2-5这三种解法的方程貌似差异很大,转化为整式方程之后都是(x2-2)2=0.这个四次方程的解是x1=x2=2,x3=x4=它的几何意义就是以AB为直径的圆与双曲线相切于P、P′两点(如图2-5).例❸如图3-1,已知直线y=kx-6经过点A(1,-4),与x轴相交于点B.若点Q是y轴上一点,且△ABQ为直角三角形,求点Q的坐标.图3-1【解析】和例题3一样,过A、B两点分别画AB的垂线,各有1个点Q.和例题2不同,以AB为直径画圆,圆与y轴有没有交点,一目了然.而圆与双曲线有没有交点,是徒手画双曲线无法肯定的.将A(1,-4)代入y=kx-6,可得k=2.所以y=2x-6,B(3,0).设OQ的长为m.分三种情况讨论直角三角形ABQ:①图3-2,当∠AQB=90°时,△BOQ∽△QHA,BO QHOQ HA=.所以341mm-=.解得m=1或m=3.所以Q(0,-1)或(0,-3).②如图3-3,当∠BAQ=90°时,△QHA∽△AGB,QH AGHA GB=.所以4214m-=.解得72m=.此时7(0,)2Q-.②图3-4,当∠ABQ=90°时,△AGB∽△BMQ,AG BMGB MQ=.所以243m=.解得32m=.此时3(0,)2Q.图4-2 图4-3 图4-4三种情况的直角三角形ABQ ,直角边都不与坐标轴平行,我们以直角顶点为公共顶点,构造两个相似的直角三角形,这样列比例方程比较简便.已知A (1,-4)、B (3,0),设Q (0, n ),那么根据两点间的距离公式可以表示出AB 2,AQ 2和BQ 2,再按照斜边为分类标准列方程,就不用画图进行“盲解”了.(难)例❹ 如图4-1,抛物线233384y x x =--+与x 轴交于A 、B 两点(点A 在点B 的左侧).若直线l 过点E (4, 0),M 为直线l 上的动点,当以A 、B 、M 为顶点所作的直角三角形有且只有....三个时,求直线l 的解析式.图4-1【解析】有且只有三个直角三角形ABM 是什么意思呢?过A 、B 两点分别画AB 的垂线,与直线l 各有一个交点,那么第三个直角顶点M 在哪里?以AB 为直径的⊙G 与直线l 相切于点M 啊! 由23333(4)(2)848y x x x x =--+=-+-,得A (-4, 0)、B (2, 0),直径AB =6. 如图5-2,连结GM ,那么GM ⊥l .在Rt △EGM 中,GM =3,GE =5,所以EM =4.因此3tan 4GEM ∠=. 设直线l 与y 轴交于点C ,那么OC =3.所以直线l (直线EC )为334y x =-+. 根据对称性,直线l 还可以是334y x =-.图4-2例❺如图5-1,在△ABC中,CA=CB,AB=8,4cos5A∠=.点D是AB边上的一个动点,点E与点A关于直线CD对称,连结CE、DE.(1)求底边AB上的高;(2)设CE与AB交于点F,当△ACF为直角三角形时,求AD的长;(3)连结AE,当△ADE是直角三角形时,求AD的长.图5-1【解析】这道题目画示意图有技巧的,如果将点D看作主动点,那么CE就是从动线段.反过来画图,点E在以CA为半径的⊙C上,如果把点E看作主动点,再画∠ACE的平分线就产生点D了.(1)如图5-2,设AB边上的高为CH,那么A H=BH=4.在Rt△ACH中,AH=4,4cos5A∠=,所以AC=5,CH=3.(2)①如图5-3,当∠AFC=90°时,F是AB的中点,AF=4,CF=3.在Rt△DEF中,EF=CE-CF=2,4cos5E∠=,所以52DE=.此时52AD DE==.②如图5-4,当∠ACF=90°时,∠ACD=45°,那么△ACD的条件符合“角边角”.作DG⊥AC,垂足为G.设DG=CG=3m,那么AD=5m,AG=4m.由CA=5,得7m=5.解得57m=.此时2557AD m==.图5-2 图5-3 图5-4(3)因为DA=DE,所以只存在∠ADE=90°的情况.①如图5-5,当E在AB下方时,根据对称性,知∠CDA=∠CDE=135°,此时△CDH 是等腰直角三角形,DH=CH=3.所以AD=AH-DH=1.③图5-6,当E在AB上方时,根据对称性,知∠CDA=∠CDE=45°,此时△CDH是等腰直角三角形,DH=CH=3.所以AD=AH+DH=7.图5-5 图5-6。
中考考试数学压轴题之三角形存在性问题
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中考数学压轴题全面突破之四•三角形的存在性题型特点三角形的存在性问题是一类考查是否存在点,使其能构成某种特殊三角形的问题,如:直角三角形、等腰三角形、全等三角形及相似三角形的存在性.常结合动点、函数与几何,考查分类讨论、画图及建等式计算.解题思路①由判定定理确定三角形所满足的特殊关系;②分类讨论,画图;③建等式,对结果验证取舍.对于目标三角形不确定、点的位置难以寻找等存在性问题的思考方向为:①从角度入手,通过角的对应关系尝试画出一种情形.②解决第一种情形.能根据几何特征表达线段长的,借助对应边成比例、或线段长转坐标代入函数表达式求解;不能直接表达线段长的,观察点的位置,考虑联立函数表达式求解.③分类讨论,类比解决其他情形.分类时,先考虑点的位置,再考虑对应关系,用同样方法解决问题.难点拆解①直角三角形关键是用好直角,可考虑:勾股定理逆定理、弦图模型、直线k 值乘积为1;②等腰三角形可考虑直接表达线段长,利用两腰相等建等式,或借助三线合一找相似建等式;③全等三角形或相似三角形关键是研究目标三角形的边角关系,进而表达线段长,借助函数或几何特征建等式.④分类不仅要考虑图形存在性的分类,也要考虑点运动的分类.1.(2012云南改编)如图,在平面直角坐标系中,抛物线错误!未找到引用源。
的图象经过点(2,4),且与直线错误!未找到引用源。
交于A,B两点.(1)求抛物线的函数解析式.(2)过点A作AC⊥AB交x轴于点C,求点C的坐标.(3)除点C外,在坐标轴上是否存在点M,使得△MAB是直角三角形?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.2.(2009广西钦州)如图,已知抛物线错误!未找到引用源。
与坐标轴交于A,B,C三点,A点的坐标为(﹣1,0),过点C的直线错误!未找到引用源。
与x轴交于点Q,点P是线段BC上的一个动点,过P作PH⊥OB于点H.若PB=5t,且0<t<1.(1)点C的坐标是____________,b=_______,c=______.(2)求线段QH的长(用含t的式子表示).(3)依点P的变化,是否存在t的值,使以P,H,Q为顶点的三角形与△COQ 相似?若存在,求出所有t的值;若不存在,说明理由.3.(2012海南)如图,顶点为P(4,﹣4)的二次函数图象经过原点(0,0),点A在该图象上,OA交其对称轴l于点M,点M,N关于点P对称,连接AN,ON.(1)求该二次函数的关系式.(2)若点A的坐标是(6,﹣3),求△ANO的面积.(3)当点A在对称轴l右侧的二次函数图象上运动,请解答下列问题:①证明:∠ANM =∠ONM;②△ANO能否为直角三角形?如果能,请求出所有符合条件的点A的坐标;如果不能,请说明理由.4.(2011湖北天门)在平面直角坐标系中,抛物线错误!未找到引用源。
直角三角形存在性问题专题攻略
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一、专题攻略1、解直角三角形的存在性问题,一般分三个步骤第一步寻找分类标准,第二步列方程,第三步解方程并验根。
2、解直角三角形的问题,常常和相似三角形、三角比的问题联系在一起。
3、一般情况下,按照直角顶点或者斜边分类,然后按照三角比或勾股定理列方程。
4、在平面直角坐标系中,两点间的距离公式常常用得到。
5、有时根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半列方程更简便。
二、典型例题例、如图,在直角坐标平面内,O为原点,二次函数y=-x2十2x+ 3的图象与,轴交于点A,与y 轴交于点B,顶点为P.如果点Q是x轴上一点,以点A、P、Q为顶点的三角形是直角三角形,求点Q的坐标三、针对训练1.如图,已知A、B是线段MN上的两点,MN=4,MA=1,MB>1.以A为中心顺时针旋转点M,以B为中心逆时针旋转点N,使M、N两点重合成一点C,构成△ABC.设AB=x,若△ABC 为直角三角形,求x的值.【考点】旋转的性质;勾股定理的逆定理.【专题】分类讨论.【分析】根据三角形的三边关系:两边之和大于第三边,即可得到关于x的不等式组,求出x的取值范围,再根据勾股定理,即可列方程求解.【解答】解:∵在△ABC中,AC=1,AB=x,BC=3﹣x.∴,解得1<x<2;①若AC为斜边,则1=x2+(3﹣x)2,即x2﹣3x+4=0,无解,②若AB为斜边,则x2=(3﹣x)2+1,解得x=,满足1<x<2,③若BC为斜边,则(3﹣x)2=1+x2,解得x=,满足1<x<2,故x的值为:或.故答案为:或.【点评】本题主要考查了三角形的三边关系以及勾股定理,正确理解分类讨论是解题的关键.2.如图,已知在平面直角坐标系中,点A的坐标为(﹣2,0),点B是点A关于原点的对称点,P是函数图象上的一点,且△ABP是直角三角形.(1)求点P的坐标;(2)如果二次函数的图象经过A、B、P三点,求这个二次函数的解析式;(3)如果第(2)小题中求得的二次函数图象与y轴交于点C,过该函数图象上的点C,点P的直线与x轴交于点D,试比较∠BPD与∠BAP的大小,并说明理由.【考点】二次函数综合题.【专题】综合题.【分析】(1)先求得B点坐标,再分析△ABP满足是直角三角形时P点的情况,可分为AB为直角边和AB为斜边两种情况作答.(2)对(1)求得的P点坐标分别讨论是否满足二次函数抛物线,求得二次函数的解析式.(3)由点的坐标可证得△PBD∽△APD,则∠BPD与∠BAP满足相等.【解答】解:(1)由题意,得点B的坐标为(2,0).设点P的坐标为(x,y),由题意可知∠ABP=90°或∠APB=90°.(i)当∠ABP=90°时,x=2,y=1,∴点P坐标是(2,1);(ii)当∠APB=90°时,PA2+PB2=AB2,即(x+2)2+y2+(x﹣2)2+y2=16①.又由,可得y2=,代入①解得:(负值不合题意,舍去).当时,.∴点P点坐标是(,).综上所述,点P坐标是(2,1)或(,).(2)设所求的二次函数的解析式为y=ax2+bx+c(a≠0),(i)当点P的坐标为(2,1)时,点A、B、P不可能在同一个二次函数图象上;(ii)当点P的坐标为(,)时,代入A、B、P三点的坐标,解得:∴所求的二次函数解析式为.(3)∠BPD=∠BAP.证明如下:∵点C坐标为(0,),∴直线PC的表达式为.∴点D坐标为(,0).∴PD=2,BD=,AD=.,∴.∵∠PDB=∠ADP,∴△PBD∽△APD.∴∠BPD=∠BAP.【点评】本题考查了二次函数的综合应用,重点是求解函数的解析式.3.如图,抛物线y=ax2+bx﹣3与x轴交于两点A(1,0)、B(3,0),与y轴交于点D.(1)求抛物线的解析式;(2)在抛物线是否存在一点P,使得△BDP是以BD为斜边的直角三角形,若存在,请求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)在x轴下方的抛物线上是否存在点M,过M作MN⊥x轴于点N,使以A、M、N为顶点的三角形与△BCD相似?若存在,则求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.【考点】二次函数综合题.【专题】压轴题.【分析】(1)利用待定系数法求出二次函数解析式即可;(2)过P作x轴的平行线交Y轴于E点,过B点作X轴的垂线交EP的延长线于F点,利用三角形相似得出P点的坐标;(3)利用△AMN∽△CDB,当N在A点左边时,当N在A点右边时,当N在A点右边时,当N在A点左边时分别得出即可.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx﹣3与x轴交于两点A(1,0)、B(3,0),∴0=a+b﹣3,0=9a+3b﹣3,解得:a=﹣1,b=4,∴y=﹣x2+4x﹣3;(2)如图1,过P作x轴的平行线交Y轴于E点,过B点作X轴的垂线交EP的延长线于F点,设P(t,﹣t2+4t﹣3),当P点在第一象限时,则DE=﹣t2+4t,PF=3﹣t,PE=t,BF=﹣t2+4t﹣3,可证△DEP∽△PFB,,,可求得,所以P(,),同理,当P点在第四象限时,可求得P(,);(3)如图2,设N(m,0)则M(m,﹣m2+4m﹣3),MN=m2﹣4m+3若△AMN∽△CDB,,当N在A点左边时AN=1﹣m,,m=0或m=1(舍),所以M(0,﹣3),当N在A点右边时AN=m﹣1,,m=6或m=1(舍),所以M(6,﹣15),若△MAN∽△CDB,,当N在A点左边时AN=1﹣m,,m=(舍)或m=1(舍),所以此时M不存在,当N在A点右边时AN=m﹣1,,m=或m=1(舍),所以M(,),综上M1(0,﹣3)M2(6,﹣15)M3(,).【点评】此题主要考查了二次函数的综合应用,(2)(3)小题中,都用到了分类讨论的数学思想,难点在于考虑问题要全面,做到不重不漏.四、三年真题4.(15宜宾24)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴分别相交于点A(﹣2,0),B(4,0),与y轴交于点C,顶点为点P.(1)求抛物线的解析式;(2)动点M、N从点O同时出发,都以每秒1个单位长度的速度分别在线段OB、OC上向点B、C方向运动,过点M作x轴的垂线交BC于点F,交抛物线于点H.①当四边形OMHN为矩形时,求点H的坐标;②是否存在这样的点F,使△PFB为直角三角形?若存在,求出点F的坐标;若不存在,请说明理由.【考点】二次函数综合题.【专题】压轴题.【分析】(1)把A(﹣2,0),B(4,0),代入抛物线y=﹣x2+bx+c,求出b、c即可;(2)①表示出ON、MH,运用ON=MH,列方程求解即可;②存在,先求出BC的解析式,根据互相垂直的直线一次项系数积等于﹣1,直线经过点P,待定系数法求出直线PF的解析式,求直线BC与直线PF的交点坐标即可.【解答】解:(1)把A(﹣2,0),B(4,0),代入抛物线y=﹣x2+bx+c得:解得:b=1,c=4,∴y=﹣x2+x+4;(2)点C的坐标为(0,4),B(4,0)∴直线BC的解析式为y=﹣x+4,①根据题意,ON=OM=t,MH=﹣t2+t+4∵ON∥MH∴当ON=MH时,四边形OMHN为矩形,即t=﹣t2+t+4解得:t=2或t=﹣2(不合题意舍去)把t=2代入y=﹣t2+t+4得:y=2∴H(2,2);②存在,当PF⊥BC时,∵直线BC的解析式为y=﹣x+4,∴设PF的解析式为y=x+b,又点P(1,)代入求得b=,∴根据题意列方程组:解得:∴F(,)当PF⊥BP时,∵点P(1,),B(4,0),∴直线BP的解析式为:y=﹣x+6,∴设PF的解析式为y=x+b,又点P(1,)代入求得b=,∴根据题意列方程组:解得:∴F(,),综上所述:△PFB为直角三角形时,点F的坐标为(,)或(,).【点评】本题考查了待定系数法求直线和抛物线解析式,求顶点坐标,矩形的判定与性质以及两直线互相垂直的性质,本题有一定的综合性,难度不大,关键是掌握两直线互相垂直的性质.5.(16白银张掖28)如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c经过A(3,0),B(0,3)两点.(1)求此抛物线的解析式和直线AB的解析式;(2)如图①,动点E从O点出发,沿着OA方向以1个单位/秒的速度向终点A匀速运动,同时,动点F从A点出发,沿着AB方向以个单位/秒的速度向终点B匀速运动,当E,F中任意一点到达终点时另一点也随之停止运动,连接EF,设运动时间为t秒,当t为何值时,△AEF为直角三角形?(3)如图②,取一根橡皮筋,两端点分别固定在A,B处,用铅笔拉着这根橡皮筋使笔尖P在直线AB上方的抛物线上移动,动点P与A,B两点构成无数个三角形,在这些三角形中是否存在一个面积最大的三角形?如果存在,求出最大面积,并指出此时点P的坐标;如果不存在,请简要说明理由.【考点】二次函数综合题.【分析】(1)用待定系数法求出抛物线,直线解析式;(2)分两种情况进行计算即可;(3)确定出面积达到最大时,直线PC和抛物线相交于唯一点,从而确定出直线PC解析式为y=﹣x+,根据锐角三角函数求出BD,计算即可.【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c经过A(3,0),B(0,3)两点,∴,∴,∴y=﹣x2+2x+3,设直线AB的解析式为y=kx+n,∴,∴,∴y=﹣x+3;(2)由运动得,OE=t,AF=t,∴AE=OA﹣OE=3﹣t,∵△AEF为直角三角形,∴①△AOB∽△AEF,∴,∴,∴t=,②△AOB∽△AFE,∴,∴,∴t=1;(3)如图,存在,过点P作PC∥AB交y轴于C,∵直线AB解析式为y=﹣x+3,∴设直线PC解析式为y=﹣x+b,联立,∴﹣x+b=﹣x2+2x+3,∴x2﹣3x+b﹣3=0∴△=9﹣4(b﹣3)=0∴b=,∴BC=﹣3=,x=,∴P(,).过点B作BD⊥PC,∴直线BD解析式为y=x+3,∴BD=,∴BD=,∵AB=3S最大=AB×BD=×3×=.即:存在面积最大,最大是,此时点P(,).【点评】此题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法求函数解析式,相似三角形的性质和判定,平行线的解析式的确定方法,互相垂直的直线解析式的确定方法,解本题的关键是确定出△PAB面积最大时点P的特点.6.(16重庆B卷26)如图1,二次函数y=x2﹣2x+1的图象与一次函数y=kx+b(k≠0)的图象交于A,B两点,点A的坐标为(0,1),点B在第一象限内,点C是二次函数图象的顶点,点M是一次函数y=kx+b(k≠0)的图象与x轴的交点,过点B作轴的垂线,垂足为N,且S△AMO:S四边形AONB=1:48.(1)求直线AB和直线BC的解析式;(2)点P是线段AB上一点,点D是线段BC上一点,PD∥x轴,射线PD与抛物线交于点G,过点P作PE⊥x轴于点E,PF⊥BC于点F.当PF与PE的乘积最大时,在线段AB上找一点H (不与点A,点B重合),使GH+BH的值最小,求点H的坐标和GH+BH的最小值;(3)如图2,直线AB上有一点K(3,4),将二次函数y=x2﹣2x+1沿直线BC平移,平移的距离是t(t≥0),平移后抛物线上点A,点C的对应点分别为点A′,点C′;当△A′C′K是直角三角形时,求t的值.【考点】二次函数综合题.【分析】(1)根据S△AMO:S四边形AONB=1:48,求出三角形相似的相似比为1:7,从而求出BN,继而求出点B的坐标,用待定系数法求出直线解析式.(2)先判断出PE×PF最大时,PE×PD也最大,再求出PE×PF最大时G(5,),再简单的计算即可;(3)由平移的特点及坐标系中,两点间的距离公式得A′C′2=8,A′K2=5m2﹣18m+18,C′K2=5m2﹣22m+26,最后分三种情况计算即可.【解答】解:(1)∵点C是二次函数y=x2﹣2x+1图象的顶点,∴C(2,﹣1),∵PE⊥x轴,BN⊥x轴,∴△MAO∽△MBN,∵S△AMO:S四边形AONB=1:48,∴S△AMO:S△BMN=1:49,∴OA:BN=1:7,∵OA=1∴BN=7,把y=7代入二次函数解析式y=x2﹣2x+1中,可得7=x2﹣2x+1,∴x1=﹣2(舍),x2=6∴B(6,7),∵A的坐标为(0,1),∴直线AB解析式为y=x+1,∵C(2,﹣1),B(6,7),∴直线BC解析式为y=2x﹣5.(2)如图1,设点P(x0,x0+1),∴D(,x0+1),∴PE=x0+1,PD=3﹣x0,∵∠DPF固定不变,∴PF:PD的值固定,∴PE×PF最大时,PE×PD也最大,PE×PD=(x0+1)(3﹣x0)=﹣x02+x0+3,∴当x0=时,PE×PD最大,即:PE×PF最大.此时G(5,)∵△MNB是等腰直角三角形,过B作x轴的平行线,∴BH=B1H,GH+BH的最小值转化为求GH+HB1的最小值,∴当GH和HB1在一条直线上时,GH+HB1的值最小,此时H(5,6),最小值为7﹣=(3)令直线BC与x轴交于点I,∴I(,0)∴IN=,IN:BN=1:2,∴沿直线BC平移时,横坐标平移m时,纵坐标则平移2m,平移后A′(m,1+2m),C′(2+m,﹣1+2m),∴A′C′2=8,A′K2=5m2﹣18m+18,C′K2=5m2﹣22m+26,当∠A′KC′=90°时,A′K2+KC′2=A′C′2,解得m=,此时t=m=2±;当∠KC′A′=90°时,KC′2+A′C′2=A′K2,解得m=4,此时t=m=4;当∠KA′C′=90°时,A′C′2+A′K2=KC′2,解得m=0,此时t=0.【点评】此题是二次函数综合题,主要考查了相似三角形的性质,待定系数法求函数解析式,两点间的距离公式,解本题的关键是相似三角形的性质的运用.7.(14年福州21)如图1,点O在线段AB上,AO=2,OB=1,OC为射线,且∠BOC=60°,动点P以每秒2个单位长度的速度从点O出发,沿射线OC做匀速运动,设运动时间为t秒.(1)当t=秒时,则OP=,S△ABP=;(2)当△ABP是直角三角形时,求t的值;(3)如图2,当AP=AB时,过点A作AQ∥BP,并使得∠QOP=∠B,求证:AQ•BP=3.【考点】相似形综合题.【专题】几何动点问题;压轴题.【分析】(1)如答图1所示,作辅助线,利用三角函数或勾股定理求解;(2)当△ABP是直角三角形时,有三种情形,需要分类讨论;(3)如答图4所示,作辅助线,构造一对相似三角形△OAQ∽△PBO,利用相似关系证明结论.【解答】(1)解:当t=秒时,OP=2t=2×=1.如答图1,过点P作PD⊥AB于点D.在Rt△POD中,PD=OP•sin60°=1×=,∴S△ABP=AB•PD=×(2+1)×=.(2)解:当△ABP是直角三角形时,①若∠A=90°.∵∠BOC=60°且∠BOC>∠A,∴∠A≠90°,故此种情形不存在;②若∠B=90°,如答图2所示:∵∠BOC=60°,∴∠BPO=30°,∴OP=2OB=2,又OP=2t,∴t=1;③若∠APB=90°,如答图3所示:过点P作PD⊥AB于点D,则OD=OP•sin30°=t,PD=OP•sin60°=t,∴AD=OA+OD=2+t,BD=OB﹣OD=1﹣t.在Rt△ABP中,由勾股定理得:PA2+PB2=AB2∴(AD2+PD2)+(BD2+PD2)=AB2,即[(2+t)2+(t)2]+[(1﹣t)2+(t)2]=32解方程得:t=或t=(负值舍去),∴t=.综上所述,当△ABP是直角三角形时,t=1或t=.(3)证明:如答图4,过点O作OE∥AP,交PB于点E,则有,∴PE=PB.∵AP=AB,∴∠APB=∠B,∵OE∥AP,∴∠OEB=∠APB,∴∠OEB=∠B,∴OE=OB=1,∠3+∠B=180°.∵AQ∥PB,∴∠OAQ+∠B=180°,∴∠OAQ=∠3;∵∠AOP=∠1+∠QOP=∠2+∠B,∠QOP=∠B,∴∠1=∠2;∴△OAQ∽△PEO,∴,即,化简得:AQ•PB=3.【点评】本题是运动型综合题,考查了相似三角形的判定与性质、解直角三角形、勾股定理、一元二次方程等多个知识点.第(2)问中,解题关键在于分类讨论思想的运用;第(3)问中,解题关键是构造相似三角形,本问有多种解法,可探究尝试.五、两年模拟8.(2015年曲靖麒麟区中考模拟第24题)如图,过点C(0,2)的抛物线与直线AD交于A(﹣1,0),D(3,2)两点.(1)求直线AD和抛物线的解析式;(2)点M为抛物线对称轴上一点,求MA+MC最小时点M的坐标;(3)在y轴上是否存在点P使△PAD是直角三形?若存在,求出点P坐标;若不存在,说明理由.【考点】二次函数综合题.【分析】(1)设出一次函数、二次函数解析式分别为y=kx+b,y=ax2+bx+c,将函数图象上的点代入,即可求函数解析式;(2)连接BC,与对称轴交于M,此时MA+MC最小.求出BC解析式,将M点横坐标代入即可求出其纵坐标;(3)分四种情况讨论:①当∠AP1D=90°时,△DCP1∽△P1OA;②∠AP2D=90°时,△AOP2∽△P2CD;③设AP3解析式为y=﹣2x+s,将A(﹣1,0)分别代入解析式,求出s的值;④设AP4解析式为y=﹣2x+t,将A(3,2)分别代入解析式得,t=8.【解答】解:(1)设AD的解析式为y=kx+b,将A(﹣1,0),D(3,2)分别代入解析式得,,解得,∴AD的解析式为y=x+.设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,将A(﹣1,0),C(0,2),D(3,2)分别代入解析式得,解得,,函数解析式为y=﹣x2+x+2.(2)如图1,连接BC,与对称轴交于M,此时MA+MC最小.设BC解析式为y=ax+b,把B(4,0),C(0,2)代入解析式得,,解得,则y=﹣x+2,当x=﹣=时,y=﹣×+2=,∴M(,).(3)①当∠AP1D=90°时,△DCP1∽△P1OA,∴=,即=,∴P1C2+2P1C=3,解得,P1C=1,P1C=﹣3(舍去).∴P1O=3,∴P1(0,3).②∠AP2D=90°时,△AOP2∽△P2CD,∴=,即=,∴P2O2+2P2O=3,解得,P2O=1,P2O=﹣3(舍去).∴P2O=3,∴P2(0,﹣3).③如图3,∵AP3⊥AD,DP4⊥AD,且AD解析式为y=x+,设AP3解析式为y=﹣2x+s,将A(﹣1,0)分别代入解析式得,s=﹣2,解析式为y=﹣2x﹣2,当x=0时,y=﹣2,则得P3(0,﹣2),④设AP4解析式为y=﹣2x+t,将A(3,2)分别代入解析式得,t=8,解析式为y=﹣2x+8,当x=0时,y=8,则得P4(0,8).【点评】本题考查了二次函数综合题,涉及待定系数法求二次函数解析式和一次函数解析式、轴对称最短路径问题、存在性问题和相似三角形的判定与性质,难度较大.9.(2016年汕头潮阳区中考模拟第25题)如图所示,在平面直角坐标系xOy中,Rt△AOB的直角边OB,OA分别在x轴上和y轴上,其中OA=2,OB=4,现将Rt△AOB绕着直角顶点O按逆时针方向旋转90°得到△COD,已知一抛物线经过C、D、B三点.(1)该抛物线的解析式为;(2)设点E是抛物线上位于第一象限的动点,过点E作EF⊥x轴于点F,并交直线AB于N,过点E再作EM⊥AB于点M,求△EMN周长的最大值;(3)当△EMN的周长最大时,在直线EF上是否存在点Q,使得△QCD是以CD为直角边的直角三角形?若存在请求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.【考点】二次函数综合题.【分析】(1)设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c.由线段OA、OB的长度可得出点A、B的坐标,再由旋转的特性可得出点C、D的坐标,由点B、C、D三点的坐标利用待定系数法即可求出抛物线的解析式;(2)在Rt△AOB中,找出∠ABO的正弦余弦值,再根据相似三角形的判定定理找出△EMN∽△BFN,从而得出∠MEN=∠FBN,用EN的长度来表示出EM和MN的长度,由点A、B的坐标利用待定系数法求出直线AB的函数解析式,设出点E的坐标为(t,﹣+t+4)(0<t<4),即可找出点N的坐标为(t,﹣t+2),从而得出线段EN的长度,将EN、MN、EM相加即可得出△EMN的周长,根据二次函数的性质可求出EN的最大值,由此即可得出结论;(3)结合(2)的结论可知直线EF的解析式为x=,分∠QDC=90°和∠DCQ=90°两种情况来考虑,利用相似三角形的性质找出相似边的比例关系来找出线段的长度,再根据点与点间的数量关系即可找出点Q的坐标.【解答】解:(1)设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c.∵OA=2,OB=4,∴点A(0,2),点B(4,0),由旋转的特性可知:点C(﹣2,0),点D(0,4).将点B(4,0)、点C(﹣2,0)、点D(0,4)代入到抛物线解析式得:,解得:.∴该抛物线的解析式为y=﹣+x+4.故答案为:y=﹣+x+4.(2)依照题意画出图形,如图1所示.在Rt△AOB中,OA=2,OB=4,∴AB===2,∴sin∠ABO=,cos∠ABO=.∵EM⊥AB,EF⊥OB,∴∠EMN=∠BFN=90°.∵∠BNF=∠ENM,∴△EMN∽△BFN,∴∠MEN=∠FBN.在Rt△EMN中,sin∠MEN=,cos∠MEN=,∴MN=EN•sin∠MEN=EN•sin∠ABO=EN,EM=EN•cos∠MEN=EN•cos∠ABO=EN.∴C△EMN=EM+MN+EN=EN+EN+EN=EN.由(1)知A(0,2)、B(4,0),设直线AB的解析式为:y=kx+2,∴4k+2=0,解得:k=﹣,∴直线AB的解析式为:y=﹣x+2.设抛物线上点E的坐标为(t,﹣+t+4)(0<t<4),∵EF⊥OB,∴令y=﹣x+2中x=t,y=﹣t+2,∴点N的坐标为(t,﹣t+2),∴EN=﹣+t+4﹣(﹣t+2)=﹣+t+2.∴C△EMN=(﹣+t+2)=﹣+t+(0<t<4).∴当t=﹣=时,EN最大,此时C△EMN最大,∴C△EMN最大为:[﹣+2]=.(3)由(2)知,当C△EMN取最大值时,EF的解析式为:x=.①若∠QDC=90°,过点Q作QG⊥y轴于点G,如图2所示.∵EF的解析式为:x=,∴QG=,∵∠QDG+∠DQG=90°,∠CDO+∠QDG=90°,∴∠DGQ=∠CDO,又∵∠QGD=∠DOC=90°,∴△QDG∽△DCO,∴,∴DG=2×=.∴OG=OD﹣DG=4﹣=,∴点Q的坐标为(,);②若∠DCQ=90°,如图3所示.CF=﹣(﹣2)=,∵∠QCF+∠OCD=90°,∠CDO+∠OCD=90°,∴∠QCF=∠CDO,又∵∠CFQ=∠DOC=90°,∴△COD∽△QFC,∴,即,∴FQ=,∴点Q的坐标为(,﹣).综上所述,当点Q的坐标为(,)或(,﹣)时,使得△QCD是以CD为直角边的直角三角形.【点评】本题考查了二次函数的性质、待定系数法求函数解析式、相似三角形的判定及性质以及三角形的周长,解题的关键是:(1)求出点B、C、D的坐标;(2)用线段EN的长度来表示△EMN 的周长;(3)分两种情况考虑.本题属于中档题,难道不大,但非常繁琐,解决该题型题目时,依据题意作出图形,利用数形结合来解决问题是关键。
中考复习 数学压轴题二次函数与三角形存在性问题破解策略课件)
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16 3- 137
= ;
153 16
,
当 TA=AC 时,得 t2+16= 16 ,无解; 当 TA=TC 时,得 t2- t+ =t2+16, 解得 t3=- ;
8 77 16 25
153
综上可知,在抛物线y2的对称轴l上存在点T使△TAC是等腰三角形, 此时T点的坐标为
T1(1,
3+ 137 4
所以,抛物线 y1 的解析式为
因为抛物线 y1 平移后得到抛物线 y2,且顶点为 B(1,0), 1 所以抛物线 y2 的解析式为 y2=-4(x-1)2, 即
1 2 1 1 y2=- x + x- ; 4 2 4
(2)抛物线y2的对称轴l为x=1,
设 T(1,t),已知 A(-3,0),C(0, ),
QR=2-2m, 又因为以P,Q,R为顶点的三角形与△AMG全等, 当PQ=GM且QR=AM时,m=0,
4 2 4
可求得 P(0, ),即点 P 与点 C 重合, 所以 R(2,- ). 设 PR 的解析式 y=kx+b, 则有 ������ = 4 ,
3 4 1 4
3
2������ + ������ = - 4 .
坐标,注意要根据题意舍去不合题意的点.
(1)求抛物线y2的解析式; (2)如图2,在直线l上是否存在点T,使△TAC是等腰三角形?若存在 ,请求出所有点T的坐标;若不存在,请说明理由; (3)点P为抛物线y1上一动点,过点P作y轴的平行线交抛物线y2于点
Q,点Q关于直线l的对称点为R.若以P,Q,R为顶点的三角形与△AMG
2
∴抛物线的表达式是
2 2 8 y= x +2x- . 3 3
九年级春季班第10讲:直角三角形的存在性问题-教师版

在考虑ABC∆是否为直角三角形时,很显然需要讨论三种情况:①90A∠=︒;②90B∠=︒;③90C∠=︒.在大多数问题中,其中某两种情况会较为简单,剩下一种则是考察重点,需要用到勾股定理、相似/全等等知识才能求得.1、知识内容:在以函数为背景的此类压轴题中,坐标轴作为一个“天然”的直角存在,在解题时经常会用到,作出垂直于坐标轴的直线来构造直角。
另外,较困难的情况则需要用到全等/相似或者勾股定理的计算来确定直角三角形.2、解题思路:(1)按三个角分别可能是直角的情况进行讨论;(2)计算出相应的边长等信息;(3)根据边长与已知点的坐标,计算出相应的点的坐标.直角三角形的存在性问题内容分析知识结构模块一:以函数为背景的直角三角形问题知识精讲xy A BCO【例1】 如图,抛物线233384y x x =--+与x 轴交于A 、B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C .(1)求点A 、B 的坐标;(2)若直线l 过点E (4,0),M 为直线l 上的动点,当以A 、B 、M 为顶点所作的直 角三角形有且只有三个时,求直线l 的解析式. 【答案】(1)A 、B 的坐标分别为(4-,0),(2,0); (2)直线l 解析式为334y x =-+或334y x =-.【解析】(1)解方程2333084x x --+=,可得:A 、B 的坐标分别为(4-,0),(2,0); (2)设AB 中点为D ,D 点为(1-,0), 以D 为圆心,AD 为半径作圆,若l 与y 轴平行,则找不到3个M 点,使ABM ∆为直角三角形. ∴l 不与y 轴平行.∴必定存在2个M 点,使90A ∠=︒或90B ∠=︒.要满足“以A 、B 、M 为顶点所作的直角三角形有且只有三个”, 即直线l 与圆D 相切,设切点为M 0,过M 0作M 0H ⊥x 轴于H ,∵5DE =,03DM AD ==,∴95DH =,0125M H =. ∴M 0的坐标为41255⎛⎫ ⎪⎝⎭,或41255⎛⎫- ⎪⎝⎭,.∴直线l 解析式为334y x =-+或334y x =-.【总结】本题主要考查二次函数背景下的直角三角形的存在性问题,注意认真分析题目中的条件,从而求出正确的结果.例题解析【例2】 在平面直角坐标平面内,O 为原点,二次函数2y x bx c =-++的图像经过点A (1-,0)和点B (0,3),顶点为P . (1)求二次函数解析式及点P 的坐标;(2)如果点Q 是x 轴上一点,以点A 、P 、Q 为顶点的三角形是直角三角形,求点Q 的坐标.【答案】(1)解析式:223y x x =-++,顶点(1,4); (2)点Q 的坐标是(1,0)或(9,0).【解析】(1)由题意得103b c c --+=⎧⎨=⎩,解得:2b =,3c =;∴二次函数解析式为()222314y x x x =-++=--+, ∴点P 的坐标是(1,4);(2)P (1,4),A (1-,0),∴220AP =设点Q 的坐标是(x ,0),则()221AQ x =+,()22116PQ x =-+.○1当90AQP ∠=︒时,222AQ PQ AP +=, ∴()()22111620x x ++-+=,解得:11x =,21x =-(不合题意,舍去), ∴点Q 的坐标是(1,0);○2当90APQ ∠=︒时,222AP PQ AQ +=, ∴()()22201161x x +-+=+, 解得:9x =,∴点Q 的坐标是(9,0).○3当90PAQ ∠=︒时,不合题意. 综上所述,所求点Q 的坐标是(1,0)或(9,0).【总结】本题一方面考查二次函数的解析式及顶点坐标的确定,另一方面考查二次函数背景下的直角三角形的存在性,注意利用勾股定理确定点的坐标.1、 解题思路:(1) 按三个角分别可能是直角的情况进行讨论;(2) 运用相似/全等、勾股定理等方法,计算出相应的边长.【例3】 如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC 的两边OA 、OC 分别在x 轴、y 轴的正半轴上,OA = 4,OC = 2.点P 从点O 出发,沿x 轴以每秒1个单位长的速度向点A 匀速运动,当点P 到达点A 时停止运动,设点P 运动的时间是t 秒.将线段CP 的中点绕点P 按顺时针方向旋转90°得点D ,点D 随点P 的运动而运动,连接DP 、DA . (1)请用含t 的代数式表示出点D 的坐标;(2)在点P 从O 向A 运动的过程中,DPA ∆能否成为直角三角形?若能,求t 的值.若 不能,请说明理由.【答案】(1)D 点坐标为12t t ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,;(2)t = 2或3.【解析】解:(1)取CP 中点M ,作MN ⊥OP 于N ,作DH ⊥P A 于H . 可得,MNP PHD ∆∆≌.∵1MN =,2tNP =,P 点坐标为(),0t ,∴D 点坐标为12t t ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,;(2)当90PDA ∠=︒时,PHD DHA ∆∆∽,∴PH HDHD AH=.即1232t t t =-,解得:2t =或6t =-(舍). 当90PAD ∠=︒时,COP PAD ∆∆∽,∴CP CO PD PA =,即221PA=,∴P A = 1,∴t = 3 故当DPA ∆是直角三角形时,2t =或3.【总结】本题一方面考查三角形的旋转问题,另一方面考查相似三角形的性质的运用,注意利用旋转的性质进行求解.模块二:以几何为背景的直角三角形问题知识精讲例题解析ABCD OPxy HM N【例4】 如图,在ABC ∆中,CA = CB ,AB = 8,4cos 5A ∠=.点D 是AB 边上的一个动点,点E 与点A 关于直线CD 对称,联结CE 、DE . (1)求底边AB 上的高;(2)设CE 与AB 交于点F ,当ACF ∆为直角三角形时,求AD 的长; (3)联结AE ,当ADE ∆是直角三角形时,求AD 的长.【答案】(1)3;(2)AD 的长为52或257;(3)AD 的长为1.【解析】解:(1)过C 作CH ⊥AB 于H . ∵AC = BC ,AB = 8,∴AH = BH = 4.又∵4cos 5A ∠=,∴AC = BC = 5,CH = 3;(2)分情况讨论:①当90AFC ∠=︒时,F 与H 重合,∴EH = 2.∵E A ∠=∠,∴3342DH EH ==.∴52AD =; ②当90ACF ∠=︒时,作DM ⊥AC 于M ,设CM = x , ∵45ACD ECD ∠=∠=︒,∴CM DM x ==.∴4433AM DM x ==,∴453x x +=,解得:157x =.∴52537AD DM ==;综上:当ACF ∆为直角三角形时,AD 的长为52或257; (3)∵AD = DE ,∴ADE ∆为直角三角形时,AD 、DE 只可能是直角边. ∴90ADE ∠=︒.∴135ADC EDC ∠=∠=︒. ∴45CDB ∠=︒. ∴3DH CH ==.∴1AD =.【总结】本题主要考查直角三角形的性质以及判定直角三角形的存在性,解题时根据题意认真分析,注意进行分类讨论.ABCDEHABCDEFGP ABCD EFG P ABCD EFG P 【例5】 如图,已知ABC ∆为等边三角形,AB = 6,点P 是AB 上的一个动点(与A 、B 不重合),过点P 作AB 的垂线与BC 交于点D ,以点D 为正方形的一个顶点,在ABC ∆内作正方形DEFG ,其中D 、E 在BC 上,F 在AC 上.(1)设BP 的长为x ,正方形DEFG 的边长为y ,写出y 与x 的函数关系式及定义域; (2)当BP = 2时,求CF 的长;(3)GDP ∆是否可能成为直角三角形?若能,求出BP 的长;若不能,请说明理由. 【答案】(1))33933y x =+-6333x -<); (2)232; (3)BP 3063-633- 【解析】(1)∵ABC ∆为等边三角形,∴60B C ∠=∠=︒,6AB BC AC ===; ∵DP AB ⊥,BP x =,∴2BD x =; 又∵四边形DEFG 是正方形, ∴EF BC ⊥,EF DE y ==, ∴3EC y =;∴326x y y ++=,∴()33933y x =+-(6333x -≤<);(2)当BP = 2时,)33293333y =⨯+-=,2323CF ==-;(3)GDP ∆能成为直角三角形.○190PGD ∠=︒时,如图; 63x y -=+,)()63133933x x ⎡⎤-=+-+-⎣⎦,解得:3063x -=○290GPD ∠=︒时,如图; 则34x x y =+,()3433933x x x ⎡=-+-⎣,解得:633x =- ∴当GDP ∆为直角三角形, BP 3063-633-【总结】本题综合性较强,主要考查动点背景下的正方形与直角三角形的存在性,注意对相关性质的准确运用.ABCDEPQ 【例6】 如图,在ABC ∆中,90C ∠=︒,AC = 4 cm ,BC = 5 cm ,点D 在BC 上,并且CD = 3 cm .现有两个动点P 、Q 分别从点A 、B 同时出发,其中点P 以1cm/s 的速度,沿AC 向终点C 移动;点Q 以1.25 cm/s 的速度沿BC 向终点C 移动.过点P 作PE // BC交AD 于点E ,联结EQ .设动点运动时间为x (s ).(1)用含x 的代数式表示AE 、DE 的长度; (2)当x 为何值时,EDQ ∆为直角三角形.【答案】(1)54AE x =,554DE x =-; (2)当x 为2.5 s 或3.1 s 时,EDQ ∆为直角三角形. 【解析】(1)在Rt ADC ∆中,AC = 4,CD = 3,则AD = 5.∵EP // DC ,∴AEP ∆∽ADC ∆,∴AE AP AD AC =,即54AE x =, ∴54AE x =,554DE x =-; (2)分两种情况讨论:○1当90EQD ∠=︒时,如图; 易得4EQ PC x ==-,又∵EQ // AC , ∴EDQ ∆∽ADC ∆, ∴EQ DQ AC DC =,即4 1.25243x x --=, 解得:x = 2.5;○2当90QED ∠=︒时,如图; ∵CDA EDQ ∠=∠,90QED C ∠=∠=︒, ∴EDQ ∆∽CDA ∆, ∴EQ DQCA DA=,即()54 1.252125x x --=, 解得:x = 3.1;综上所述:当x 为2.5 s 或3.1 s 时,EDQ ∆为直角三角形.【总结】本题主要考查动点背景下的相似三角形的综合运用,注意得到相应的线段比,从而求出相应的线段长,第(2)问中的直角三角形注意进行两种情况的分类讨论.ABC DEPQABCDEP QA BCO【习题1】 如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图像经过点A (1-,0)、B (4,0)、C (0,2).点D 是点C 关于原点的对称点,联结BD ,点E 是x 轴上的一个动点,设点E 的坐标为(m ,0),过点E 作x 轴的垂线l 交抛物线于点P . (1)求这个二次函数的解析式;(2)当点E 在线段OB 上运动时,直线l 交BD 于点Q ,当四边形CDQP 是平行四边 形时,求m 的值;(3)是否存在点P ,使BDP ∆是不以BD 为斜边的直角三角形,如果存在,请直接写 出点P 的坐标;如果不存在,请说明理由.【答案】(1)213222y x x =-++;(2)m = 2;(3)(3)()1818P -,,()210P -,,()332P ,. 【解析】解:(1)∵二次函数过点A 、B , ∴设二次函数为()()14y a x x =+-. 将点C (0,2)代入,解得12a =-.∴二次函数解析式为:213222y x x =-++;(2)D 点坐标为(0,2-). ∴直线BD 的解析式为:122y x =-.∴P 点坐标为213,222m m m ⎛⎫-++ ⎪⎝⎭,Q 点坐标为1,22m m ⎛⎫- ⎪⎝⎭.∵CD = PQ ,∴2131224222m m m -++-+=.解得:m = 2或m = 0(舍),故m 的值为2;(3)()1818P -,,()210P -,,()332P ,. (注:可设过B 或D 的与BD 垂直的直线,然后与二次函数联立后解出)【总结】本题综合性较强,考查的内容也比较多,包含了二次函数解析式的确定,还有就是平行四边形的存在性以及直角三角形的存在性的确定,注意利用相关性质去确定点的坐标.随堂检测【习题2】 如图,在Rt ABC ∆中,∠ACB = 90°,AB = 13,CD //AB ,点E 为射线CD 上一动点(不与点C 重合),联结AE 交边BC 于F ,∠BAE 的平分线交BC 于点G . (1)当CE = 3时,求S △CEF ∶S △CAF 的值;(2)设CE = x ,AE = y ,当CG = 2GB 时,求y 与x 之间的函数关系式; (3)当AC = 5时,联结EG ,若AEG ∆为直角三角形,求BG 的长.【答案】(1)313;(2)26y x =-;(3)BG 的长为6或16924.【解析】解:(1)∵CD //AB ,CE = 3,AB = 13, ∴313EF CE AF AB ==.∴313CEF CAF S EF S AF ∆∆==.(2)延长AG 交CD 于M . ∴2CM CG AB GB ==. ∴26CM =. ∵CD //AB ,∴EMA MAB EAM ∠=∠=∠, ∴AE = EM , ∴26y x =-.(3)∵90EAG ∠<︒,∴分两种情况讨论. ①当90AGE ∠=︒时,可得AG = GM . ∵CD //AB ,∴162BG BC ==;②当90AEG ∠=︒时,可得ACF GEF ∆∆∽, ∴ECF GAF ∆∆∽,ECF FAG ∠=∠. 又∵FAG GAB ∠=∠,ECF B ∠=∠, ∴B GAB ∠=∠, ∴GA = GB .∴16924BG =.综上所述,若AEG ∆为直角三角形,BG 的长为6或16924. 【总结】本题综合性较强,考查的内容也比较多,包含了面积的比值,函数解析式的确定以及直角三角形的存在性的确定,注意在求解析式时,利用角平分线的性质去确定解析式.ABCGFE DMABOxy【作业1】 如图,已知在平面直角坐标系中,点A 的坐标为(2-,0),点B 是点A 关于原点的对称点,P 是函数2y x=(0x >)图像上的一点,且ABP ∆是直角三角形,求点P的坐标.【答案】((2,1)或(22,).【解析】解:分情况讨论,因为点P 在第一象限,所以A ∠不可能为90︒.① 当90B ∠=︒时,∴P 点横坐标为2,∴P 点为(2,1);② 当90P ∠=︒时,连接OP ,∴OP = OA = 2,设P 点为2m m ⎛⎫ ⎪⎝⎭,, ∴22222m m ⎛⎫+= ⎪⎝⎭.解得:2m =或2m =-,∵点P 在第一象限, ∴2m =,综上,P 点的坐标可能为(2,1)或(22,).【总结】本题主要考查直角三角形的存在性问题,由于本题中P 点在第一象限,因此注意直角三角形只有两种情况.课后作业11 / 11A B C D E FA BCDEF N M【作业2】 如图,在ABC ∆中,AB = AC = 10,cosB =45.D 、E 为线段BC 上的两个动点,且DE = 3(E 在D 右边),运动初始时D 和B 重合,当E 和C 重合时运动停止.过E 作EF // AC 交AB 于F ,联结DF .(1)设BD = x ,EF = y ,求y 关于x 的函数关系式,并写出定义域; (2)如果BDF ∆为直角三角形,求BDF ∆的面积;(3)如图2,如果MN 过DEF ∆的重心,且MN // BC 分别交FD 、FE 于M 、N ,求整 个运动过程中线段MN 扫过的区域的形状和面积(直接写出答案).图1 图2【答案】(1)51588y x =+(013x ≤≤);(2)278或135049;(3)134.【解析】解:(1)∵EF //AC ,∴EF BEAC BC=. ∵AB =AC =10,4cos 5B =,∴BC =16. ∴3515101688BE x EF AC x BC +===+. ∴51588y x =+(013x ≤≤);(2)∵EF ///AC ,AB =AC , ∴BEF C B ∠=∠=∠,∴BF EF =.由于90B ∠≠︒,分类讨论: ① 当90BDF ∠=︒时,∵4cos 5BD B BF ==,∴4515588x x =+,解得:3x =; ∴BDF ∆的面积为278; ② 90BFD ∠=︒时,∵4cos 5BF B BD ==,∴5154885x x +=,解得:757x =. ∴BDF ∆的面积为135049; 综上所述,BDF ∆的面积为278或135049;(3)面积为134(注:形状为一个平行四边形,MN 始终为2). 【总结】本题主要考查动点背景下的面积问题,注意进行分类讨论.。
初中数学常见解题模型及思路(中考数学难题破解自有定理)
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初中数学压轴题常见解题模型及套路(自有定理)A . 代数篇:1.循环小数化分数:设元—扩大——相减(无限变有限)相消法。
例.把0.108108108⋅⋅⋅化为分数。
设S=0.108108108⋅⋅⋅ (1) 两边同乘1000得:1000S=108.108108⋅⋅⋅(2) (2)-(1)得:999S=108 从而:S=108999余例仿此—— 2.对称式计算技巧:“平方差公式—完全平方公式”—整体思想之结合:x+y ;x-y ;xy ;22x y + 中,知二求二。
222222()2()2x y x y xy x y x y xy +=++⇒+=+- 2222()2()4x y x y xy x y xy -=+-=+- 加减配合,灵活变型。
3.特殊公式22112x x x x ±=+±2()的变型几应用。
4.立方差公式:3322a b a b a ab b ±=±+()()5.等差数列求和的三种方法:首尾相加法;梯形大法;倒序相加法。
例.求:1+2+3+···+2017的和。
三种方法举例:略6.等比数列求和法:方法+公式:设元—乘等比—相减—求解。
例.求1+2+4+8+16+32+···2n 令S=1+2+4+8+16+32+···+2n (1)两边同乘2得: 2S=2+4+8+32+64+···+2n +12n + (2) (2)-(1)得:2S-S=12n +- 1 从而求得S 。
7.11n m m n --=mn 的灵活应用:如:111162323==-⨯等。
8.用二次函数的待定系数法求数列(图列)的通项公式f (n )。
9.韦达定理求关于两根的代数式值的套路:⑴.对称式:变和积。
22221111x y x y x y+++22;;;xy +x y 等(x 、y 为一元二次方程方程的两根)⑵.非对称式:根的定义—降次—变和积(一代二韦)。
中考数学压轴题专题直角三角形的存在性

专题22 直角三角形的存在性破解策略以线段AB 为边的直角三角形构造方法如右图所示:A BAB ECFEFABC直角三角形的另一个顶点在以A 在以AB 为直径的圆上,或过A 、B 且与AB 垂直的直线上(A ,B 两点除外).解直角三角形的存在性问题时,若没有明确指出直角三角形的直角,就需要进行分类讨论.通常这类问题的解题策略有:(1)几何法:先分类讨论直角,再画出直角三角形,后计算.如图,若∠ACB =90°.过点A 、B 作经过点C 的直线的垂线,垂足分别为E 、F .则△AEC ∽△CF B .从而得到线段间的关系式解决问题.(2)代数法:先罗列三边长,再分类讨论直角,根据勾股定理列出方程,然后解方程并检验.有时候将几何法和代数法相结合.可以使得解题又快又好! 例题讲解例1 如图,抛物线l :y =ax 2+2x -3与r 轴交于A ,B (3,0)两点(点A 在点B 的左侧).与y 轴交于点C (0,3).已知对称轴为x =1. (1)求抛物线的表达式;(2)设点P 是抛物线l 上任意一点,点Q 在直线x =-3上,问:△PBQ 能否成为以点P 为直角顶点的等腰直角三角形?若能,求出符合条件的点P 的坐标;若不能,请说明理由.xy CB AOlxyCMNABOQlP xylQA O NB PM解:(1)由题意可得点A 的坐标为(1,0).所以抛物线表达式可变为y =a (x -3)(x +1)=ax 2-2ax -3a 由点C 的坐标可得-3a =3,a =-1所以抛物线的表达式为y =-x 2+2x +3.(2)如图,过点P 作PM 垂直于直线l ,垂足为M .过点B 作BN 垂直于直线PM .垂足为N .若△PBQ 是以点P 为直角顶点的等腰直角三角形,无论点P 在BQ 的上方或下方,由“弦图模型”均可得△PQM ∽△BPN . 所以PM =BN .设点P 的坐标为(m ,H ,-m 2+2m +3).则PM =|m +3|,BN =|-m 2+2m +3|,所以|m +3|=|-m 2+2m +3|.解得m 1=0,m 2=1,m 3=3+332,m 4=3332- 所以点P 的坐标为(0,3),(1,4),(3+132,332-9-),(3332-,32+3-9)例2 如图,一次函数y =-2x +10的图象与反比例函数y =kx(k >0)的图象相交于A 、B两点(点A 在点B 的右侧),分别交x 轴.y 轴于点E ,F .若点A 的坐标为(4,2).问:反比例函数图象的另一支上是否存在一点P .使△PAB 是以AB 为直角边的直角三角形?若存在,求出所有符合条件的点P 的坐标;若不存在,请说明理由,xy B AFPO Exy OPEBFA解:将点A (4,2)代入反比例函数表达式,得k =8, 所以反比例函数为y =8x, 联立方程纽组8210y x y x ⎧=⎪⎨⎪=-+⎩ , 解得1142x y =⎧⎨=⎩,2218x y =⎧⎨=⎩ 所以点B 的坐标为(1,8).由题意可得点E .F 的坐标分剐为(5,0),(0,10), 以AB 为直角迎的直角三角形有两种情况:如图1,当∠PAB =90°时,连结OA ,则OA 2242+25而AE 2212+5,OE =5,所以OA 2+AE 2=OE 2, 即OA ⊥A B .所以A ,O ,P 三点共线. 由O 、A 两点的坐标可得直线AP 的表达式为y =12x . 联立方程组812y xy x ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩解得1142x y =⎧⎨=⎩,2242x y =-⎧⎨=-⎩所以点P的坐标为(-4,-2).②如图2,当∠PBA=90°时,记BP与y轴的交点为G.易证△FBC∽△FOE,所以FB FO FG FE=,而FO=10.FEFB可求得FG=52,所以点G的坐标为(0,152).由B,G两点的坐标可得直线BP的表达式为y=12x+152,联立方程组115228y xyx⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩=+,=,解得1118xy⎧⎨⎩=,=;221612xy⎧⎪⎨⎪⎩=-,=-.所以点P的坐标为(-16,-12);综上可得,满足条件的点P坐标为(-4,-2)或(-16,-12).图2例3 如图,抛物线C1:y=a(x-2)2-5的顶点为P,与x轴相交于A,B两点(点A 在点B的左侧),点A的横坐标是-1.D是x轴负半轴上的一个动点,将抛物线C1绕点D旋转180°后得到抛物线C2.抛物线C2的顶点为Q,与x轴相交于E,F两点(点E在点F的左侧).当以点P,Q,E为顶点的三角形是直角三角形时,求顶点Q的坐标.C解 由题意可得点A (-1,0),P (2,-5),B (5,0).设点D 的坐标为(m ,0),则点Q 的坐标为(2m -2,5),E 的坐标为(2m -5,0),所以PQ 2=(2m -4)2 +102,PE 2=(2m -7)2+52,EQ 2=32+52=34. △PQE 为直角三角形有三种情况:①当∠PQE = 90°时,有PE 2=PQ 2+ EQ 2,即(2m -7)2+52=(2m -4)2+102+34,解得m =-193,所以点Q 的坐标为(-443,5);②当∠QEP =90°时,有PQ 2=PE 2 +EQ 2,即(2m -4)2+102=(2m -7)2+52+34,解得m =-23,所以点Q 的坐标为(-103,5);③当∠QPE = 90°时,有EQ 2=PE 2 + PQ 2,即(2m -7)2+52+(2m -4)2+102=34,方程无解,所以此种情况不成立,综上可得,当△PQE 为直角三角形时,顶点Q 的坐标为(-443,5)或(-103,5). 例4 如图.在直角梯形ABCD 中,AD ∥BC ,∠B = 90°,AD =2,BC =6,AB =3.E 为BC 边上一点,当BE =2时,以BE 为边作正方形BEFG ,使正方形BEFG 和梯形ABCD 在BC 的同侧.当正方形BEFG 沿BC 向右平移,记平移中的正方形BEFG 为正方形B ′EFG ,当点E 与点C 重合时停止平移.设平移的距离为t ,正方形B 'EFG 的边EF 与AC 交于点M ,连结B ′D ,B 'M ,DM .问:是否存在这样的t ,使△B 'DM 是直角三角形,若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由.EB'MFGCD AB解 存在满足条件的t .理由如下:如图,过点D 作DH ⊥ BC 于点H ,过点M 作MN ⊥DH 于点N , 则BH =AD =2,DH =AB =3.所以BB ′=HE =t ,HB ′=|t -2|,EC =4-t . 易证△MEC ∽△ABC , 可得ME AB =EC BC ,即3ME =46t -,所以ME =2-12t . 在Rt △B ′ME 中,有B ′M 2=ME 2+B ′E 2=14t 2-2t +8. 在Rt △DHB ′中,有B ′D 2=DH 2+B ′H 2=t 2-4t +13. 在Rt △DMN 中,DN =DH -NH =12t +1. 则DM 2=DN 2+MN 2=54t 2+t +1. ①若∠DB'M =90°,则DM 2=B'M 2+B'D 2,即54t 2+t +1=(14t 2-2t +8)+(t 2-4t +13), 解得t 1=207; ②若∠B'MD =90°,则B'D 2=B'M 2+DM 2,即t 2-4t +13=(14t 2-2t +8)+(54t 2+t +1), 解得t 2=-3+17,t 3=-3-17(舍);③若∠B'DM =90°,则B'M 2=B 'D 2+DM 2,即14t 2-2t +8=(t 2-4t +13)+(54t 2+t +1), 此方程无解. 综上所得,当t =207或-3+17时,△B'DM 是直角三角形. NHBAD CGFM B'E进阶训练1.如图,在平面直角坐标系xOy 中,Rt △OAB 的直角顶点A 在x 轴上,OA =4,AB =3.动点M 从点A 出发,以每秒1个单位长度的速度,沿AO 向终点O 移动;同时点N 从点O 出发,以每秒1.25个单位长度的速度,沿OB 向终点B 移动.当两个动点运动了x (0<x <4)时,解答下列问题:(1)求点N 的坐标(用含x 的代数式表示);(2)在两个动点运动过程中,是否存在某一时刻,使△OMN 是直角三角形?若存在,求出x 的值;若不存在,请说明理由.yMN O解:(1)N (x ,34x ); (2)当△OMN 是直角三角形时,x 的值为2或6441. 【提示】(1)过点N 作NP ⊥OA 于点P ,由△PON ∽△AOB 即可求得; (2)分类讨论,通过△OMN 和△OAB 相似即可列出等式求得x 的值.POBA N M xy2.如图,在平面直角坐标xOy 中,直线y =kx -3与双曲线y =4x的两个交点为A ,B .其中A (-1,a ).若M 为x 轴上的一个动点,且△AMB 为直角三角形,求满足条件的点M 的坐标.AxyBO解:满足条件的点M 的坐标为(-5,0),(5,0),(3412-,0)或(3412+,0). 【提示】先求出点A ,B 的坐标,再设点M 的坐标,从而用待定字母表示AM 2,BM 2,AB 2.然后讨论直角,根据勾股定理列方程即可.3.如图,抛物线233384yx x 与x 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C .(1)求点A ,B 的坐标; (2)若直线l 过点E (4,0),M 为直线l 上的一个动点,当以A ,B ,M 为顶点所作的直角三角形有且只有三个时,求直线l 的表达式.OCBAy xD EM 3M 2M 1OCBAyx解:(1)A (﹣4,0),B (2,0);(2)直线l 的表达式为334yx 或334y x . 【提示】(2)若△ABM 是直角三角形,则点M 在以AB 为直径的圆上,或过A ,B 且与AB 垂直的直线上(A ,B 两点除外).由题意可得直线l 与以AB 为直径的圆相切(如图),点M 1,M 2,M 3即为满足条件的三个点,此时直线l :334yx ;根据对称性,直线l 还可以为334yx4,如图,顶点为P (4,﹣4)的二次函数图象经过原点O (0,0),点A 在该图象上, OA 交其对称轴l 于点M ,点M ,N 关于点P 对称,连结AN ,ON . (1)求该二次函数的表达式;(2)当点A 在对称轴l 右侧的二次函数图象上运动时,请回答下列问题: ①证明:∠ANM =∠ONM ;②△ANO 能否为直角三角形?如果能,请求出所有符合条件的点A 的坐标;如果不能,请说明理由.解:(1)2124y x x ;(2)①略;②△ANO 能为直角三角形,符合条件的点A 的坐标为(442,4)【提示】(2)①过点A 作AH ⊥l 于点H ,令l 与x 轴的交点为D .设点A (m ,2124m m ),则直线AO 的表达式为1(2)4ym x ,从而求得点M 的坐标为(4,m -8),N 的坐标为(4,﹣m ),只需证明tan∠ANH =tan∠OND 即可;②分类讨论:当∠ANO =90°时,∠ANM =∠ONM =45°,点N 与点P 重合,点M 与点D 重合,不满足M ,N 关于点P 对称,故此时不存在这样的点A ; 当∠NOA =90°时,有12OP MN ,求得满足条件的点A (442,4);当∠NAO =90°时,有12APMN ,即22221(4)(24)(4)4m m m m ,解得m =4,此时点A ,P 重合,不满足题意.5.抛物线y =﹣x 2+2x +3的顶点为C ,点A 的坐标为(﹣1,4),其对称轴l 上是否存在点M ,使线段MA 绕点M 逆时针旋转90°得到线段MB ,且点B 恰好落在抛物线上?若存在,求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由. 解:存在,点M 的坐标为(1,2)或(1,5).【提示】如图,连结AC ,则AC ⊥l ,作BD ⊥l 于点D ,则△MCA ≌△BDM ,从而MD =AC =2,BD =M C .无论点A ,B 在l 同侧还是异侧,设点M (1,m ),都可得B (m -3,m -2),代入抛物线表达式即可求得m =2或5,从而点M 的坐标为(1,2)或(1,5).B 2M 2M 1D 2D 1OC B 1Al yx。
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直角三角形的存在性
A(1.5,0),B(4,0),C(0,-3) CA 垂直平分BB’ , 垂足为Q 在抛物线上是否存在一点P ,
使△QCP 是以QC 为直角边的直角三角形?
第一步 寻找分类标准 以QC 为直角边的Rt △QCP 分两种情况: ①C 为直角顶点 ②Q 为直角顶点
①C 为直角顶点 ②Q 为直角顶点 的Rt △QCP 有1个 的Rt △QCP 有2个
①C 为直角顶点 那么△AOC ∽△CNP
21113
24
y x x =-+
-2
1
==OC OA NP NC 于是
NC
NP 2=因此)
(2N C P y y x -=数形结合,
②Q 为直角顶点
画图无法精确 关键点必须准确,标注坐标 点P 容易找到 分类讨论,防止遗漏 求解实在麻烦
数形结合,当心负号
如果用代数法求解点P 的坐标?
又多了2大步求直线的解析式,错误系数更高
)
34
11
21,(2-+-x x x P 设)
4
11
21(22x x x -=那么2
13
,021=
=x x
解得C
x 的几何意义就是点01=P x 的几何意义就是点2
13
2=
2
1''=
=OB OB MB MP 于是'
2MP MB =因此'
'2P P B y x x =-数形结合,)
34
11
21,(2-+-x x x P 设)
34
11
21(242-+-=-x x x 那么2
5
,421=
=x x 解得2
5,421=
=x x 解得B
x 的几何意义就是点41='
2
5
2P x 的几何意义就是点=⎩⎨⎧抛物线的解析式
的解析式直线方程组'BB ⎩⎨
⎧抛物线的解析式
的解析式
直线方程组CP
MN =4,MA =1,MB >1,AB =x 若△ABC 为直角三角形,求x 的值
按照直角顶点进行分类分三种情况:
①A 为直角顶点②B 为直角顶点③C 为直角顶点
①A 为直角顶点
2221)3(+=-x x
3
4
=
x ②B 为直角顶点 222)3(1x x +-= 无实数根0432=+-x x
③C 为直角顶点 2221)3(+-=x x
3
5=
x x 有范围限定
A (-2,0),
B (3,0),
C (0,4) →→AB =CB =5当△MON 为直角三角形时,求t 的值
1
1 x 3-x
3-x ⎩⎨
⎧-<--
>+.
31,31x x x x 2
1<<x v v C B N B A M N M ,1,:,:==→→
按照直角顶点进行分类分三种情况:
①M为直角顶点②O为直角顶点③N为直角顶点边想边画,不求准确,但求思路
②O为直角顶点M在x轴上,
N在哪里?N的位置确定了,M又在哪里?
③N为直角顶点
①当M为直角顶点
M
N
x
x=
那么
t
x
N
3
3-
=
而t
t
3
3
2-
=
-
因此
②O为直角顶点M在x轴上,N在y轴上. N与C重合,M与B重合
③N为直角顶点
a
BN
AM5
=
=
设
因此OM不可能为斜边.
数形结合思想:用t表示线段,用t表示坐标
大胆猜想③不存在,会说就说,不会说不要纠缠。
将△ABO沿着垂直于x轴的线段CD折叠,
8
25
=
t
所以
5
=
t
所以
)
4,
3
3(
),
(?,a
a
N
M-
那么
2
2
2
2
2)
4(
)
3
3(
,
2
5a
a
ON
a
OM+
-
=
-
=)
(
于是
5
2
2
2>
+
=
-a
OM
ON
比较
点B 的对应点为点E .设点C (x,0),是否存 在这样的点C ,使得△ADE 为直角三角形?
∠ADE 是不变的
分∠AED =90°和∠EAD =90°两种情况讨论
①当∠AED =90°
那么△AOE ∽△ECD ≌△BCD ∽△BOA
②当∠EAD =90°那么△AOE ∽△BOA 代数方法——勾股定理
a DC =设
几何方法——相似比——想到了,就好算 代数方法——勾股定理——好想,但难算
2==OA
OB OE OA 因此1
21
==OA OE 所以5
.1,3==EC EB 于是)
0,5.2(,5.2C OC =所以2==OA
OB
OE OA 因此
1
2
1==OA OE 所以5
.2,5==EC EB 于是)
0,5.1(,5.1C OC =所以a
BC EC 2==那么a ED BD 5==因此a
AD 552-=所以44OE a
=-2
2
2
(44)2
AE a =-+44
OE a =-222
(44)2
AE a =-+。