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1、中考數(shù)學 課時39 壓軸題復習課教案
例1 如圖,已知直線l過點A(0,1)和B(1,0),P是x軸正半軸上的動點,OP的垂直平分線交l于點Q,交x軸于點M.
(1)直接寫出直線l的解析式;
(2)設OP=t,△OPQ的面積為S,求S關于t的函數(shù)關系式;并求出當0<t<2時,S的最大值;
(3)直線l1過點A且與x軸平行,問在l1上是否存在點C, 使得△CPQ是以Q為直角頂點的等腰直角三角形?若存在,求出點C的坐標,并證明;若不存在,請說明理由.
解:(1)y=1-x
l
A
O
M
P
B
x
y
l1
Q
(2)∵ OP=t,∴ Q點的橫坐標為t
①當0<
2、t<1,即0<t<2時,QM=1-t,
∴ S△OPQ=t(1-t)
②當t≥2時,QM=|1-t|=t-1
∴ S△OPQ=t(t-1)
∴
當0<t<1,即0<t<2時,
∴ 當t=1時,S最大值=
l
A
O
P
B
x
y
l1
Q
C
圖-1
(3)由OA=OB=1,所以△OAB是等腰直角三角形,若在l1上存在點C,使得△CPQ是以Q為直角頂點的等腰直角三角形,則PQ=QC,所以OQ=QC,又l1∥x軸,則C,O兩點關于直線l對稱,所以AC=OA=1,得C(1,1).
以下證∠PQC=90°:
證明:連CB,則四邊形OACB是正方形.
①
3、當點P在線段OB上,Q在線段AB上
(Q與B不重合)時,如圖-1.
由對稱性,得∠BCQ=∠QOP,∠QPO=∠QOP
∴ ∠QPB+∠QCB=∠QPB+∠QPO=180°
∴ ∠PQC=360°-(∠QPB+∠QCB+∠PBC)=90°
②當點P在線段OB的延長線上,如圖-2、圖-3.
∵ ∠QPB=∠QCB,∠1=∠2
∴ ∠PQC=∠PBC=90°
③當點Q與點B重合時,顯然∠PQC=∠PBC=90°
綜合所述∠PQC=90°
∴ 在l1上存在點C(1,1),使得△CPQ是以Q為直角頂點的等腰直角三角形.
y
l
A
O
P
B
x
l1
圖-3
4、
Q
C
2
1
l
A
O
P
B
x
l1
圖-2
Q
C
2
1
y
例2 如圖,在直角坐標系中,點A的坐標為(-2,0),線段OA繞原點O順時針旋轉120°后得到線段OB.
(1)直接寫出點B的坐標;
(2)求經過A、O、B三點的拋物線的解析式;
(3)在(2)中拋物線的對稱軸上是否存在點C,使△BOC的周長最?。咳舸嬖?,求出點C的坐標;若不存在,請說明理由.
(4)如果點P是(2)中的拋物線上的動點,且在x軸的下方,那么△PAB是否有最大面積?若有,求出此時P點的坐標及△PAB的最大面積;若沒有,請
5、說明理由.
B
A
O
y
x
解:(1)點B的坐標(1,)
(2)設拋物線的解析式為y=ax(x+2)
把B(1,)代入得=a×1×(1+2)
解得a=
∴
C
B
A
O
y
x
(3)如圖,拋物線的對稱軸是直線x=-1,當點C位于對稱軸與線段AB的交點時,△BOC的周長最小.
設直線AB為y=kx+b
∴ ,解得
∴ 直線AB為
D
B
A
O
y
x
P
當x=-1時,,
∴ 點C的坐標為(-1,)
(4)如圖,過P作y軸的平行線交AB于D.
當x=-時,△PAB的面積的最大值為,此時P(-,).
6、
例3 如圖,在平面直角坐標系中,直線l:y=-2x-8分別與x軸,y軸相交于A,B兩點,點P(0,k)是y軸的負半軸上的一個動點,以P為圓心,3為半徑作⊙P.
(1)連接PA,若PA=PB,試判斷⊙P與x軸的位置關系,并說明理由;
(2)當k為何值時,以⊙P與直線l的兩個交點和圓心P為頂點的三角形是正三角形?
解:(1)⊙P與x軸相切.
∵ 直線y=-2x-8與x軸交于A(4,0),與y軸交于B(0,-8).
∴ OA=4,OB=8
由題意得,OP=-k
∴ PB=PA=8+k
在Rt△AOP中,OA=4,OP=-k
7、,PA=8+k
∴ k2+42=(8+k)2
解得k=-3
∴ OP等于⊙P的半徑
∴ ⊙P與x軸相切
(2)設⊙P1與直線l交于C,D兩點,連接P1C,P1D,
當圓心P1在線段OB上時,作P1E⊥CD于E.
∵ △P1CD為正三角形
∴ DE=CD=,P1D=3,
∴ P1E=
∵ ∠AOB=∠P1EB=90°, ∠ABO=∠P1BE
∴ △AOB∽△P1EB,
∴ ,即
∴ P1B=
∴ P1O=BO-P1B=8-
∴ P1(0,-8)
∴
當圓心P2在線段OB延長線上時,
同理可得P2(0,--8)
∴ k=--8
∴ 當k=-8或k=--8時
8、,以⊙P與直線l的兩個交點和圓心P為頂點的三角形是正三角形.
例4 當x=2時,拋物線y=ax2+bx+c取得最小值-1,并且拋物線與y軸交于點C(0,3),與x軸交于點A、B.
(1)求該拋物線的關系式;
(2)若點M(x,y1),N(x+1,y2)都在該拋物線上,試比較y1與y2的大?。?
A
B
C
D
O
x
y
E
F
3
(3)D是線段AC的中點,E為線段AC上一動點(A、C兩端點除外),過點E作y軸的平行線EF與拋物線交于點F.問:是否存在△DEF與△AOC相似?若存在,求出點E的坐標;若不存在,則說明理由.
解:(1)由題意可設拋物線的關系式
9、為y=a(x-2)2-1
∵ 點C(0,3)在拋物線上
∴ 3= a(0-2)2-1,解得a=1
∴ 拋物線的關系式為y=(x-2)2-1=x2-4x+3
(2)∵ 點M(x,y1),N(x+1,y2)都在該拋物線上
∴ y1-y2=(x2-4x+3)-[(x+1)2-4(x+1)+3]=3-2 x
當3-2 x>0,即時,y1>y2
當3-2 x=0,即時,y1=y2
當3-2 x<0,即時,y1<y2
(3)令y=0,即x2-4x+3=0,解得x1=3,x2=1
∴ A(3,0),B(1,0)
∴ D(,)
∴ 直線AC的函數(shù)關系式為y=-x+3
因為△AOC
10、是等腰直角三角形,所以,要使△DEF與△AOC相似,△DEF也必須是等腰直角三角形.由于EF∥OC,因此∠DEF=45°,所以,在△DEF中只可能以點D、F為直角頂點.
①當F為直角頂點時,DF⊥EF,此時△DEF∽△ACO,DF所在直線為y=
由x2-4x+3=,解得x1=,x2=>3 (舍去)
將x=代入y=-x+3,解得y= ∴ E(,)
②當D為直角頂點時,DF⊥AC,此時△DEF∽△OAC,由于點D為線段AC的中點,因此,DF所在直線過原點O,其關系式為y=x.
由x2-4x+3=x,解得x1=,x2=>3 (舍去)
將x=代入y=-x+3,解得y=
∴ E(,)
11、A
B
C
D
O
x
y
E
F
3
圖①
A
B
C
D
O
x
y
E
F
3
圖②
例5 如圖,已知拋物線與x軸交于A(-1,0)、E(3,0)兩點,與y軸交于點B(0,3).
(1)求拋物線的解析式;
(2)設拋物線頂點為D,求四邊形ABDE的面積;
(3)△AOB與△DBE是否相似?如果相似,請給以證明;如果不相似,請說明理由。
解:(1)∵ 拋物線與y軸交于點(0,3)
∴ 設拋物線解析式為y=ax2+bx+3(a≠0)
根據(jù)題意,得,解得
∴ 拋物線的解析式為y=-x2+2x+3
(2)設對
12、稱軸與x軸的交點為F
由y=-x2+2x+3得頂點D的坐標為(1,4)
∴ S四邊形ABDE=S△ABO+S梯形BOFD+SDFE
=AO·BO+(BO+DF)·OF+EF·DF
=×1×3+(3+4)×1+×2×4
=9
(3)△AOB∽△DBE
證明:連接BE,作BG⊥DF,則BG=DG=1=
∴ BD===,
BE===3
DE===2
∵ BD2+BE2=20,DE2=20
∴ BD2+BE2=DE2
∴ △BDE是直角三形
∴ ∠AOB=∠DBE=90°,且==
∴ △AOB∽△DBE
例6 如
13、圖,已知拋物線經過坐標原點O和x軸上另一點E,頂點M的坐標為(2,4),矩形ABCD的頂點A與點O重合,AD、AB分別在x軸、y軸上,且AD=2,AB=3.
(1)求該拋物線所對應的函數(shù)關系式;
(2)將矩形ABCD以每秒1個單位長度的速度從圖①所示的位置沿x軸的正方向勻速平行
移動,同時一動點P也以相同的速度從點A出發(fā)向B勻速移動,設它們運動的時間為t秒
(0≤t≤3),直線AB與該拋物線的交點為N(如圖②所示).
①當t=時,判斷點P是否在直線ME上,并說明理由;
②設以P、N、C、D為頂點的多邊形面積為S,試問S是否存在最大值?若存在,求出這個最大值;若不存在,請說明理由.
14、
解:(1)由題意,可設拋物線關系式為y=a(x-2)2+4
∵ 拋物線經過O(0,0)
∴ 有a(0-2)2+4=0,解得a=-1
∴ 該拋物線的函數(shù)關系式為y=-(x-2)2+4,即y=-x2+4x
(2)① 點P不在直線ME上.
理由如下:
根據(jù)拋物線的對稱性可知E點的坐標為(4,0)
又M的坐標為(2,4),設直線ME的關系式為y=kx+b.
∴ ,解得
∴ 直線ME的關系式為y=-2x+8
由已知條件易得,當t=時,OA=AP=
∴ P(,)
∵ P點的坐標不滿足直線ME的關系式y(tǒng)=-2x+8
∴ 當t=時,點P不在直
15、線ME上.
② S存在最大值. 理由如下:
∵ 點A在x軸的非負半軸上,且N在拋物線上
∴ OA=AP=t
∴ 點P、N的坐標分別為(t,t)、(t,-t 2+4t)
∴ AN=-t 2+4t (0≤t≤3)
∴ AN-AP=(-t 2+4 t)- t=-t 2+3t=t(3-t)≥0
∴ PN=-t 2+3t
㈠當PN=0,即t=0或t=3時,以點P,N,C,D為頂點的多邊形是三角形,此三角形的高為AD.
∴ S=CD·AD=×3×2=3
㈡當PN≠0時,以點P,N,C,D為頂點的多邊形是四邊形
∵ PN∥CD,AD⊥CD
∴ S=(CD+PN)·AD=[3+(-t 2+3t)]×2=-t 2+3t+3=-(t-)2+ (0<t<3)
∵ a=-1,0<<3
∴ 當t=時,S最大=
綜上所述,當t=時,以點P,N,C,D為頂點的多邊形面積有最大值,這個最大值為.