抛物线与线段、角(动点)综合汇总(1)——中考备考系列[尖子生之路]
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抛物线与线段、角(动点)综合汇总(1)
【试题1】直线y=-3/2x+3交x轴于点A,交y轴于点B,顶点为D的抛物线y=-3/4x2+2mx-3m经过点A,交x轴于另一点C,连接BD,AD,CD,如图所示.
(1)直接写出抛物线的解析式和点A,C,D的坐标;
(2)动点P在BD上以每秒2个单位长的速度由点B向点D运动,同时动点Q在CA上以每秒3个单位长的速度由点C向点A运动,当其中一个点到达终点停止运动时,另一个点也随之停止运动,设运动时间为t秒.PQ交线段AD于点E.
①当∠DPE=∠CAD时,求t的值;
②过点E作EM⊥BD,垂足为点M,过点P作PN⊥BD交线段AB或AD于点N,当PN=EM时,求t的值.
【图文解析】
(1)由直线解析式不难得到A(2,0),B(0,3),由抛物线过A点,可得关于m的方程,解之即可得m=3,所以抛物线的解析式为y=-3/4x2+6x-9=-3/4(x-4)2+3,得顶点D(4,3),进一步得到抛物线与x轴的另一交点C(6,0).
(2)法一:由A、B、C、D点的坐标,不难得到AB=AD=√13,当∠DPE=∠CAD时,不难得到:∠1=∠2=∠3=∠4,如下图示:
进一步得到:PQ∥AB,又AC∥BD,从而四边形ABPQ是平行四边形,得到BP=AQ,所以有:
②需要分两种情况讨论:如下图示,
当点N在AB上时,不难得到:
PN=yP-yN=3t,同时ME=PN=3t,EF=yN=3-3t,PD=4-2t,AQ=4-3t.
再通过△PED∽△QEA,得到:ME/EF=PD/AQ(相似三角形对应高的比等于相似比),即:
【拓展延伸】若最后一小问改为:②过点E作EM⊥BD,垂足为点M,过点P作PN⊥BD交线段AB或AD于点N,当2PN=EM时,求t的值.(只做研讨,不给答案)
【试题2】如图,二次函数y=-x2+bx+2的图像与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,点A的坐标为(-4,0),P是抛物线上一点(点P与点A、B、C不重合).
(1)b=____,点B的坐标是_______;
(2)设直线PB与直线AC相交于点M,是否存在这样的点P,使得PM:MB=1:2?若存在,求出点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
(3)连接AC、BC,判断∠CAB与∠CBA的数量关系,并说明理由.
【题干精析】
(1)由该二次函数y=-x2+bx+2的图象与y轴交于C点,可得C(0,2);
(2)由该二次函数y=-x2+bx+2的图象与x轴交于A、B两点,其中A(-4,0),只需将点A的坐标代入,得-(-4)2+b×(-4)+2=0,解得b=-5/6,得到解析为y=-x2-5x/6+2,进一步由y=0可得到B(3/2,0);
(3)P是该抛物线上的动点(不与A、B、C重合),可设P(t,-t2-5t/6+2),其中t≠-4和0和3/2,这种设法是动点问题中最常用也是最基本的思路,当然对有一些试题也麻烦,但通用.
【图文精解】
(1)由题干精析,已经求出了b=-5/6,B(3/2,0).
(2)由已知条件(A(-4,0)、C(0,2),不难得到直线AC为y=x/2+2,根据已知条件“…PM:MB=1:2…“可画出符合条件的草图,如下图示:
或:
下面提供三种思路:
法一(通法,但计算量较大):设P(t,-t2-5t/6+2),添加如下图示的辅助线(仅分析第一个图,另两个图的解题思路相同):
则BD=1.5-t,PD=-t2-5t/6+2.由△MBE∽△PBD可得ME:PD=BE:BD=MB:PB=2:3(已知条件PM:MB=1:2),得到ME=2/3×PD=-2t2-5t/9+4/3,BE=2/3×BD=1-2t/3,进一步得到M点的坐标为(0.5-2t/3,-2t2-5t/9+4/3),然后代入直线AC的解析式y=x/2+2,结果方程无实数根.
类似分析以下两种情况:
法二(通法——与法一设法不同)
如下图示:
其他情况类似.
当然也可直接先设M点坐标(利用直线AC的解析式),但计算量均较大。
法三:(利用直线与抛物线相交得到P点坐标),如下图示:过P点作PQ∥AC。
由A、C两坐标与BQ:AQ=1:1(由平行线分线段成比例定理结合已知条件不难求得),不难得到Q(-5/4,0),再由直线PQ∥直线AC(y=-x/2+2),不难求得直线PQ为y=x/2+5/8,最后利用直线PQ与抛物线的解析式求出交点P点横坐标,即可得到所求的答案,其他情形类似.
(3)由A、B、C三点坐标的特殊性,不难得到以下两种思路:
【方法精点】
1.平面直角坐标系中的线段比的转化,是常法通法,也是解题的关键,务必熟练掌握;
2.函数的动点问题的通法:“设、求、代“——可参考之前的多篇文章。
3.含参计算是解此类的问题的关键,务必过关,计算不过关,“一切免谈“!
4.第3问其实是几何中的常见的问题,一般至少有两种思路:“取长补短(倍长)法“
与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与x轴交于点C,连接AC、BC.点P沿AC以每秒1个单位长度的速度由点A向点C运动,同时,点Q沿BO以每秒2个单位长度的速度由点B向点O运动,当一个点停止运动时,另一个点也随之停止运动,连接PQ,过点Q作QD⊥x轴,与抛物线交于点D,与BC交于点E.连接PD,与BC交于点F.设点P的运动时间为t秒(t>0).
(1)求直线BC的函数表达式.
(2)①直接写出P、D两点的坐标(用含的代数式表示,结果需化简).
②在点P、Q运动的过程中,当PQ=PD时,求t的值.
(3)试探究在点P、Q运动的过程中,是否存在某一时刻,使得点F为PD的中点.若存在,请直接写出此时t的值与点F的坐标;若不存在,请说明理由.
图文解析:
(1)基本题,不做详解.简解如下:分别当y=0和x=0时,代入解析式,得到相应的x的值和y的值,从而得到点A、B和C的坐标分别为:
设直线BC的解析式为y=kx+b,将B和C两点坐标代入,得到关于k、b的方程组,求出k、b的值.
(3)在坐标系中,经常通过“斜化直”进行转化,所以可添加如下图所示的辅助线,
当F是PD的中点时,通过全等,不难证明PT=DS=0.5(xD-xP)=6-(5/4)t.
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