知识点47 新定义型2018--2
展开一、选择题
1. (2018山东滨州,11,3分)如图,∠AOB=60°,点P是∠AOB内的定点且OP=,若点M、N分别是射线OA、OB上异于点O的动点,则△PMN周长的最小值是( )
A. B. C.6 D.3
A
B
O
P
M
N
第11题图
【答案】D
【解析】分别以OA、OB为对称轴作点P的对称点P1,P2,连接点P1,P2,分别交射线OA、OB于点M、N则此时△PMN的周长有最小值,△PMN周长等于=PM+PN+MN= P1N+P2N+MN,根据对称的性质可知,OP1=OP2=OP=,∠P1OP2=120°,∠OP1M=30°,过点O作MN的垂线段,垂足为Q,在△OP1Q中,可知P1Q=,所以P1P2=2P1Q=3,故△PMN的周长最小值为3.
第11题答图
【知识点】轴对称的性质、两点之间线段最短、直角三角形(有一个角为30°)的性质。
2. (2018四川泸州,10题,3分)在平面直角坐标系内,以原点为原心,1为半径作圆,点P在直线上运动,过点P作该圆的一条切线,切点为A,则PA的最小值为( )
A. 3 B. 2 C. D.
【答案】D
【解析】由题可知,B(-2,0),C(0,),P为直线上一点,过P作圆O的切线PA,连接AO,则在Rt△PAO中,AO=1,由勾股定理可得,要想使PA最小,要求PO最小,所以过点O作OP⊥BC于点P,此时PO=,PA=
P
A
O
y
x
C
B
【知识点】一次函数,圆的切线,勾股定理
3. (2018四川泸州,10题,3分)已知二次函数(其中是自变量),当时,随的增大而增大,且时,的最大值为9,则的值为( )
A.或 B.或 C. D.
【答案】D
【解析】原函数可化为y=a(x+1)2+3a2-a+3,对称轴为x=-1,当时,随的增大而增大,所以a>0,抛物线开口向上,因为时,的最大值为9,结合对称轴及增减性可得,当x=1时,y=9,带入可得,a1=1,a2=-2,又因为a>0,所以a=1
【知识点】二次函数,增减性
4. (2018四川绵阳,10,3分) 一艘在南北航线上的测量船,于A点处测得海岛B在点A的南偏东30°方向,继续向南航行30海里到达C点时,测得海岛B在C点的北偏东15°方向,那么海岛B离此航线的最近距离是(结果保留小数点后两位)(参考数据:,)
A.4.64海里 B.5.49海里 C.6.12海里 D.6.21海里
【答案】B.
【解析】解:如图所示,
由题意知,∠BAC=30°、∠ACB=15°,
作BD⊥AC于点D,以点B为顶点、BC为边,在△ABC内部作∠CBE=∠ACB=15°,
则∠BED=30°,BE=CE,
设BD=x,
则AB=BE=CE=2x,AD=DE=x,
∴AC=AD+DE+CE=2x+2x,
∵AC=30,
∴2x+2x=30,
解得:x=≈5.49.
故选B.
【知识点】解直角三角形的应用——方向角问题,勾股定理的应用,三角形的外角性质,等腰三角形的判定,含30°角直角三角形的性质,垂线段最短的应用
5. (2018四川省宜宾市,8,3分)在△ABC中,若O为BC边的中点,则必有:AB2+AC2=2AO2+2BO2成立.依据以上结论,解决如下问题:如图,在矩形DEFG中,已知DE=4,EF=3,点P在以DE为直径的半圆上运动,则PF2 +PG2的最小值为( )
A. B. C.34 D.10
【答案】D
【思路分析】取GF的中点为O,连接PO,则根据材料可知PF2 +PG2=2PO2+2OG2=2PO2+2×22=8+2OP2,若使PF2 +PG2的值最小,则必须OP的值最小,所以PO垂直于GF时PO的值最小,即此时才有最小值.
【解题过程】取GF的中点为O,连接PO,则根据材料可知PF2 +PG2=2PO2+2OG2=2PO2+2×
22=8+2OP2,若使PF2 +PG2的值最小,则必须OP的值最小,所以PO垂直于GF时PO的值最小,
此时PO=1,所以PF2 +PG2的最小值为10.
【知识点】阅读理解题;矩形的性质
6.(2018天津市,11,3) 如图,在正方形ABCD中,E,F分别为AD,BC的中点,P为对角线BD上的一个动点,则下列线段的长等于AP+EP最小值的是( )
A.AB B.DE C.BD D.AF
【答案】D
【解析】分析:本题考查正方形的性质,轴对称的性质,取CD中点E′连结AE′、PE′,根据正方形是轴对称图形,可得EP=E′P,AF= AE′,结合图形由线段公理可得AE′为AP+EP最小值,进而可得结果.
解:取CD中点E′连结AE′、PE′,
由正方形的轴对称性质,可知EP=E′P,AF= AE′
∴AP+EP=AP+ E′P,
∴AP+EP最小值是AE′,
即AP+EP最小值是AF.
故选D
【知识点】正方形的性质;轴对称;线段公理
1. (2018山东德州,12,3分)如图,等边三角形的边长为4,点是△的中心,
.绕点旋转,分别交线段于两点,连接,给出下列四个结论:①;②;③四边形的面积始终等于;④△周长的最小值为6,上述结论中正确的个数是( )
第12题图
第12题答图1
第12题答图2
A.1 B.2 C. 3 D.4
【答案】C
【解析】如图1,连接OB、OC,因为点是△的中心,所以,OA=OB=OC,所以,,所以,所以(ASA),所以OD=OE,结论①正确;通过画图确定结论②错误,如当点E为BC中点时,;因为,所以,所以=,结论③正确;因为,所以BD=CE,所以BD+CE=BC=4,因为,OB=OC,易得,如图2,当OD⊥AB时,OD最小=BD×tan∠OBD=,所以DE最小=2,所以△周长的最小值为6, 结论④正确. 故选C.
【知识点】旋转,全等,定值,最值
2. (2018·新疆维吾尔、生产建设兵团,9,5)如图,点P是边长为1的菱形ABCD对角线AC上的一个动点,点M,N分别是AB,BC边上的中点,则MP+PN的最小值是 ( )
A. B.1 C. D.2
【答案】B.
【解析】如下图,取AD的中点,连接N交AC于点P,则由菱形的轴对称性可知M、关于直线AC对称,从而P=PM,此时MP+PN的值最小,而易知四边形CDN是平行四边形,故N=CD=1,于是,MP+PN的最小值是1,因此选B.
【知识点】菱形的性质;轴对称;最小值;动态问题;最值问题
二、填空题
1. (2018四川泸州,题,3分) 如图5,等腰△ABC的底边BC=20,面积为120,点F在边BC上,且BF=3FC,EG是腰AC的垂直平分线,若点D在EG上运动,则△CDF周长的最小值为 .
第16题图
【答案】18
【解析】做△ABC的高AH,因为S=120,BC=20,所以AH=12,△CDF的周长=CF+CD+DF,CF=5,因为EG是腰AC的垂直平分线,连接AD,AF,可得DA=DC,所以AD+DF的最小值为AF的长度,在Rt△AHF中,HF=5,AH=12,由勾股定理可得AF=13,因此△CDF周长的最小值为18
H
【知识点】三角形面积,垂直平分线,勾股定理
2. (2018四川内江,23,6) 如图,以AB为直径的⊙O的圆心O到直线l的距离OE=3,⊙O的半径r=2,直线AB不垂直于直线l,过点A、B分别作直线l的垂线,垂足分别为点D、C,则四边形ABCD的面积的最大值为 .
【答案】12
【思路分析】由于四边形ABCD为梯形,所以面积为两底之和的一半再乘以高,由已知条件可以通过构造三角形的中位线,证得两底之和与线段OE的长度有关,是一个定值,所以四边形面积的大小取决于高,当直径AB为梯形的高时,面积最大.
【解题过程】解:连接DO并延长交CB的延长线于F,∵AD⊥l,BC⊥l,∴AD∥BC,∴∠DAO=∠FBO,∠ADO=∠F,∵OA=OB,∴△AOD≌△BOF,∴AD=BF,OD=OF,∵OE⊥l,∴AD∥BC∥OE,∴=,∴DE=CE,∴OE=CF= (BF+BC)=(AD+BC),∴AD+BC=2OE=6,∵四边形ABCD的面积=(AD+BC)×CD,∴当AB∥l时,即AB为梯形的高时四边形ABCD的面积最大,最大值为×6×4=12.
【知识点】三角形中位线,梯形的面积公式;全等三角形;
1. (2018贵州遵义,17题,4分)如图,抛物线y=x2+2x-3与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,点P是抛物线对称轴上任意一点,若点D、E、F分别是BC、BP、PC的中点,连接DE、DF,则DE+DF的最小值为______
第17题图
【答案】
【解析】点D、E、F分别是BC、BP、PC的中点,所以DE、DF是△PBC的中位线,DE=PC,DF=PB,所以DE+DF=(PC+PB),即求PC+PB的最小值,因为B、C为定点,P为对称轴上一动点,点A、B关于对称轴对称,所以连接AC,与对称轴的交点就是点P的位置,PC+PB的最小值等于AC长度,由抛物线解析式可得,A(-3,0),C(0,-3),AC=,DE+DF=(PC+PB)=
【知识点】三角形中位线,勾股定理,二次函数,最短距离问题
15. 2. (2018四川攀枝花,15,4) 如图5,在矩形ABCD中,AB=4,AD=3,矩形内部有一动点P满足,则点P到A、B两点的距离之和PA+PB的最小值为 .
【答案】
【解析】设△PAB中AB边上的高是h,
∵,∴,
∴,∴动点P在与AB平行且与AB的距离是2的直线L上,如图,作点A关于直线L的对称点A',链接AA',BA',则BA'即为所求的最短距离。在
∴,即
3. (2018四川自贡,18,4分)如图,在⊿中,,将它沿翻折得到⊿,则
四边形的形状是 形,点分别为线段的任意点,则的最小值是 .
【答案】菱形
【解析】∵,∴是等腰三角形
将沿翻折得到,∴,∴四边形是菱形
沿翻折得到,∴与关于成轴对称
如图所示,作点关于的对称点,根据轴对称的基本性质,
垂直平分,∴,∴,
∴要求的最小值,即在线段、、上分别找点、、,使值最小,根据“两点之间,线段最短”即最小,最小值即为平行线与间的距离.
由题知,,
∴,即,,
在中,
∴的最小值为.
【知识点】菱形的判定,轴对称的基本性质,平行线间距离,解直角三角形
三、解答题
1. (2018山东聊城,25,12分)如图,已知抛物线与x轴分别交于原点O和点F(10,0),与对称轴l 交于点E(5,5).矩形ABCD的边AB在x轴正半轴上,且AB=1,边AD、BC与抛物线分别交于点M、N.当矩形ABCD沿x轴正方向平移,点M、N位于对称轴l的同侧时,连接MN,此时,四边形ABNM的面积记为S;点M、N位于对称轴l的两侧时,连接EM、EN,此时,五边形ABNEM的面积记为S.将点A与点O重合的位置作为矩形ABCD平移的起点,设矩形ABCD平移的长度为t(0≤t≤5).
(1)求出这条抛物线的表达式;
(2)当t=0时,求的值;
(3)当矩形ABCD沿着x轴的正方向平移时,求S关于t(0≤t≤5)的函数表达式,并求出t为何值时,S有最大值,最大值是多少?
【思路分析】(1)将点F、E的坐标代入求出a、b的值即可得到抛物线的表达式;
(2)画出当t=0时的图形,根据AB=1,借助求出点N的坐标,进而可以求出的值;
(3)利用抛物线的解析式求出AM、BN的长度,再结合AB=1将S用含有t的代数式表示出来,再利用函数最值的求法确定S的最大值.
【解题过程】解:(1)∵抛物线与x轴分别交于原点O和点F(10,0),与对称轴l 交于点E(5,5).
∴,解得
∴这条抛物线的表达式为.
(2)如图所示,
当t=0时,求的值
∵AB=1,
∴点N的坐标为1,
∵点N在二次函数的图象上,
∴点N的纵坐标为,
即BN=.
∴=
(3)①当0≤t≤4时,如图所示,OA=t,OB=t+1,
∴AM=,
BN====,
∴
,
∵,,
∴当t=4时,S最大,最大值=.
②当4<t≤5时,如图所示,设l交x轴于点P,则EP=5,OP=5,
∵OA=t,OB=t+1,
∴AP=5-t,BP=t+1-5=t-4,AM=,
BN====,
∴
∵,,且,
∴当时,S最大,最大值为=.
综上所述,
当0≤t≤4时,,且当t=4时,S最大,最大值;
当4<t≤5时,,且当时,S最大,最大值为.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式,利用自变量求函数值,三角形、梯形及五边形的面积计算,二次函数的最值问题,动点问题,分段函数
2. (2018山东潍坊,24,12分)如图1,在□ABCD中,DH⊥AB于点H,CD的垂直平分线交CD于点E,交AB于点F,AB=6,DH=4,BF∶FA=1∶5.
(1)如图2,作FG⊥AD于点G,交DH于点M,将△DGM沿DC方向平移,得到△CG´M´,连接M′B.
①求四边形BHMM'的面积;
②直线EF上有一动点N,求△DNM周长的最小值.
(2)如图3,延长CB交EF于点Q,过点Q作QK∥AB,过CD边上的动点P作PK∥EF,并与QK交于点K,将△PKQ沿直线PQ翻折,使点K的对应点K'恰好落在直线AB上,求线段CP的长.
【思路分析】(1)①由题意可知四边形BHMM'为梯形,上底BH,下底MM′易求,故只需求出高MH即可,计算MH可通过同角的余角相等证明∠FMH=∠A,而∠A的正切值易求,故高MH可得(求高也可利用△FHM∽△DHA来计算),从而求出面积;②由EF垂直平分CD可得点D和点C关于直线EF对称,故只需连接CM,CM与EF的交点即为满足条件的点N,分别求出CM和DM即可求出周长的最小值;(2)先通过∠A的正切值不变求出FQ的长度,从而求出PK,由折叠可得PK′=PK,QK′=QK,利用勾股定理先求出GK′的长度,设PE=x,在Rt△QFK′中把FK′和QK′用x表示出来,利用勾股定理求出x的值,从而求出CP的长度.
【解题过程】解:(1)①∵BF∶FA=1∶5,AB=6,
∴BF=1,AF=5.
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴CD=AB=6,
∵EF垂直平分CD,
∴DE=CE=3.
∴FH=3,HA=AF-FH=5-3=2.
在Rt△ADH中
∵∠A+∠AFM=90°,∠AFM+∠FMH=90°,
∴∠FMH=∠A
∴.
∵FH=3,∴MH=
由平移可知MM′=CD=6,BH=1+3=4
∴S四边形BHMM′=.
②由点C与点D关于直线EF对称可知,连接CM交EF于点N,连接DN,此时△DMN周长最小.
N
DM=DH-MH=.
在Rt△CDM中,
,即DN+MN= .
∴△DNM周长的最小值为.
(2)标准答案:
∵BF∥CE,
∴,
∴QF=2,
∴PK=PK′=6
过点K′作E′F′∥EF,分别交CD于点E′,交QK于点F′,
当点P在线段CE上时,
在Rt△PK′E′中,
PE′2=PK′2-E′K′2,
∴PE′= ,
∵Rt△PE′K′∽Rt△K′F′Q,
∴ ,
∴ .
∴QF′=,
∴PE=PE′-EE′= .
∴CP= .
同理可得,当点P在线段ED上时,CP′=.
综上可得,CP的长为或.
方法2:当点P在线段CE上时,
如图所示,设直线AB与PK交于点G.
G
在Rt△BFQ中,∠ABQ=∠A
∴tan∠ABQ= ,
∵BF=1,∴FQ=2.
∴EQ=EF+FQ=4+2=6
∴PK=EQ=6.
由折叠可得:PK′=PK=6,QK′=QK
在Rt△PGK′中,PG=DH=4
GK′=
设PE=x,则GF=KQ=x,QK′=x,FK′=GK′-GF=
在Rt△QFK′中,
解得:.
∴CP=CE-PE= .
同理可得,当点P在线段ED上时,
CP′=.
综上可得,CP的长为或.
【知识点】平行四边形,图形的平移,图形的轴对称,勾股定理,梯形,几何最值问题,分类讨论思想
3. (2018年山东省枣庄市,25,10分) 如图,已知二次函数y=ax2+x+c的图象与y轴交于点A(0,4),与x轴交于点B、C,点C坐标为(8,0),连接AB、AC.
(1)请直接写出二次函数y=ax2+x+c的表达式;
(2)判断△ABC的形状,并说明理由;
(3)若点N在x轴上运动,当以点A、N、C为顶点的三角形是等腰三角形时,请直接写出此时点N的坐标;
(4)若点N在线段BC上运动(不与点B、C重合),过点N作NM∥AC,交AB于点M,当△AMN面积最大时,求此时点N的坐标.
【思路分析】(1)根据待定系数法即可求得;
(2)根据抛物线的解析式求得B的坐标,然后根据勾股定理分别求得AB2=20,AC2=80,BC10,然后根据勾股定理的逆定理即可证得△ABC是直角三角形.
(3)分别以A、C两点为圆心,AC长为半径画弧,与x轴交于三个点,由AC的垂直平分线与x轴交于一个点,即可求得点N的坐标;
(4)设点N的坐标为(n,0),则BN=n+2,过M点作MD⊥x轴于点D,根据三角形相似对应边成比例求得MD=(n+2),然后根据S△AMN=S△ABN﹣S△BMN
得出关于n的二次函数,根据函数解析式求得即可.
【解题过程】解:(1)∵二次函数y=ax2+x+c的图象与y轴交于点A(0,4),与x轴交于点B、C,点C坐标为(8,0),
∴,解得.∴抛物线表达式:y=﹣x2+x+4;
(2)△ABC是直角三角形.
令y=0,则﹣x2+x+4=0,
解得x1=8,x2=﹣2,
∴点B的坐标为(﹣2,0),
由已知可得,
在Rt△ABO中AB2=BO2+AO2=22+42=20,
在Rt△AOC中AC2=AO2+CO2=42+82=80,
又∵BC=OB+OC=2+8=10,
∴在△ABC中AB2+AC2=20+80=102=BC2
∴△ABC是直角三角形.
(3)∵A(0,4),C(8,0),
∴AC==4,
①以A为圆心,以AC长为半径作圆,交x轴于N,此时N的坐标为(﹣8,0),
②以C为圆心,以AC长为半径作圆,交x轴于N,此时N的坐标为(8﹣4,0)或(8+4,0)
③作AC的垂直平分线,交x轴于N,此时N的坐标为(3,0),
综上,若点N在x轴上运动,当以点A、N、C为顶点的三角形是等腰三角形时,点N的坐标分别为(﹣8,0)、(8﹣4,0)、(3,0)、(8+4,0).
(4)设点N的坐标为(n,0),则BN=n+2,过M点作MD⊥x轴于点D,
∴MD∥OA,
∴△BMD∽△BAO,
∴=,
∵MN∥AC
∴=,
∴=,
∵OA=4,BC=10,BN=n+2
∴MD=(n+2),
∵S△AMN=S△ABN﹣S△BMN
=BN•OA﹣BN•MD
=(n+2)×4﹣×(n+2)2
=﹣(n﹣3)2+5,
∴当△AMN面积最大时,N点坐标为(3,0).
【知识点】求二次函数的解析式;勾股定理和逆定理;等腰三角形的性质;三角形相似的判定和性质;二次函数的最值
4. (2018四川省成都市,27,10)在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=,AC=2,过点B作直线m∥AC,将△ABC绕点C顺时针旋转得到△A´B´C´(点A、B的对应点分别为A´、B´),射线CA´、CB´分别交直线m于点P,Q.
(1)如图1,当P与A´重合时,求∠ACA´的度数;
(2)如图2,设A´B´与BC的交点为M,当M为A´B´的中点时,求线段PQ的长;
(3)在旋转过程中,当点P,Q分别在CA´,CB´的延长线上时,试探究四边形PA´B´Q的面积是否存在最小值.若存在,求出四边形PA´B´Q的最小面积;若不存在,请说明理由.
【思路分析】(1)当P与A´重合时,解Rt△A´BC,求出∠BA´C的度数,即为∠ACA´的度数;(2)当M为A´B´的中点时,利用直角三角形斜边中线等于斜边一半,得∠MA´C=∠BCA,解Rt△PBC求出PB,利用同角余角相等,得∠BQC=∠PCB,解Rt△CBQ求出BQ,根据PQ=PB+BQ即可求得PQ;(3)作Rt△PCQ斜边中线CM,由S四边形PA´B´Q=S△PCQ-S△PA´B´=PQ·BC-S△PA´B´=CM·BC-S△PA´B´,根据垂线段最短,当CM⊥PQ时,S四边形PA´B´Q最小,求出其最小值即可.
【解题过程】解:(1)∵∠ACB=90°,AB=,AC=2,∴BC==,当P与A´重合时,A´C=AC=2,在Rt△A´BC中,sin∠BA´C==,∴∠BA´C=60°,∵m∥AC,∴∠ACA´=∠BA´C=60°.
(2)∵∠A´CB´=90°,M为A´B´的中点时,∴A´M=CM,∴∠MA´C=∠A´CM=∠A,∵在Rt△ABC中,tan∠A==,∴在Rt△PBC中,tan∠A´CB==,∴PB=.∵∠PCB+∠BCQ=∠BCQ+∠BQC=90°,∴∠BQC=∠PCB,∴tan∠BQC=tan∠A´CB=,∴BQ==2,∴PQ=PB+BQ=.
(3)取PQ的中点M,连接CM.∵S△CA´B´=A´C·B´C=×2×=,S△PCQ=PQ·BC=PQ,∴S四边形PA´B´Q=S△PCQ-S△CA´B´=PQ-,∵M为PQ的中点,∠PCQ=90°,∴PQ=2CM,∴S四边形PA´B´Q=S△PCQ-Q-S△CA´B´=CM-,当CM最小时,S四边形PA´B´Q最小.∵CM≤BC=,∴当CM=时,S四边形PA´B´Q的最小值= CM-=3-.
【知识点】解直角三角形;直角三角形斜边中线等于斜边一半;旋转
5. (2018四川广安,题号26,分值:10)如图,已知抛物线y=12x2+bx+c与直线y=12x+3相较于A,B两点,交x轴于C,D两点,连接AC,BC,已知A(0,3),C(-3,0).
(1)求出抛物线的解析式.
(2)在抛物线对称轴l上找一点M,使MB-MD的值最大,并求出这个最大值.
(3)点P为y轴右侧抛物线上的一动点,连接PA,过点P作PQ⊥PA交y轴于点Q,是否存在点P,使得以APQ为顶点的三角形与△ABC相似?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.
第26题图
【思路分析】对于(1),将点AC的坐标代入关系式,求出b,c的值即可;
对于(2),先确定要求MB-MD就是求出MB-MC的值最大,即可确定点M的位置,然后求出点B的坐标,即可求出最大值;
对于(3),先确定△ABC是直角三角形,直角边的比为13,再根据题意确定点P,并构造Rt△APE,并根据两直角边的比为13,求出点P的坐标.
【解题过程】(1)∵抛物线y=12x2+bx+c经过点A(0,3),C(-3,0),
∴c=3,12×(-3)2-3b+c=0.................................................................................................1分
解得b=52,c=3............................................................................................................................2分
∴抛物线的解析式为y=12x2+52x+3…………………………………………………………3分
(2)根据二次函数的对称性可知MD=MC,要求MB-MD的值最大,就是求MB-MC的值最大,由三角形两边之差小于第三边,得当点B,C,M在同一条直线上时,MB-MD的值最大…………………………………………………………………………………….4分
由一次函数和二次函数交于A,B两点,得
12x2+52x+3=12x+3,
解得x=-4或0,
当x=-4时,y=1,
即点B(-4,1)……………………………………………………………………………...5分
∵点C(-3,0),
∴BC=(-4+3)2+(1-0)2=2,
所以最大值为2……………………………………………………………………………….6分
第26题答图
(3)∵点B(-4,1),点A(0,3),点C(-3,0),
∴AB=20,BC=2,AC=32,…………………………………………………………………7分
则AB2=BC2+AC2,
∴△ABC是直角三角形,解∠C=90°,BCAC=13……………………………………………………8分
设点P的坐标为(a,12a2+52a+3),过点P作PE⊥y轴,于点E.
PE=a或-a,AE=12a2+52a或-12a2-52a,
当a12a2+52a=13或a12a2+52a=3时,可知△APQ和△APE相似,即△APQ和△ABC相似,
解得a=1或a=-133(舍)……………………………………………………………………….9分
所以点P的坐标为(1,6)…………………………………………………………………..10分
第26题答图
6.(2018·重庆B卷,26,12)抛物线y=-x2-x+与x轴交于点A,B(点A在点B的左边),与y轴交于点C,点D是该抛物线的顶点.
(1)如图1,连接CD,求线段CD的长;
(2)如图2,点P是直线AC上方抛物线上一点,PF⊥x轴于点F,PF与线段AC交于点E;将线段OB沿x轴左右平移,线段OB的对应线段是O1B1.当PE+EC的值最大时,求四边形P O1B1C周长的最小值,并求出对应的点O1的坐标;
(3)如图3,点H是线段AB的中点,连接CH,将△OBC沿直线CH翻折至△O2B2C的位置,再将△O2B2C绕点B2旋转一周,在旋转过程中,点O2,C的对应点分别是O3,C1,直线O3C1分别与直线AC,x轴交于点M,N.那么,在△O2B2C的整个旋转过程中,是否存在恰当的位置,使△OMN是以MN为腰的等腰三角形?若存在,请直接写出所有符合条件的线段O2M的长;若不存在,请说明理由.
26题图1
26题图2
26题图3
【思路分析】(1)过点D作DE⊥y轴于点E,由题意易知点C(0,),再根据抛物线的顶点公式求出D点坐标,最后在Rt△CDE中,由勾股定理,易求出CD的长度;(2)①在y=-x2-x+中,令y=0,得到关于x的一元二次方程,求解得A、B两点的坐标;②再设直线AC的解析式为y=kx+,将A点坐标代入即可得到k的值为;③令P(t,-t2-t+), E(t,t+),从而PE=-t2-t,并根据两点间的距离公式求出EC的长;④计算出PE+EC=-(t+2)2+,由二次函数的性质易知当t=-2时,PE+EC取最大值,此时P(-2,),且PC∥x轴,易知PC=2,O1B1=OB=,要使四边形PO1B1C周长的值最小,就是要求PO1+B1C的值最小,此时利用平移、轴对称知识,先将点P向右平移个单位长度,得点P1(-,),则PO1=P1B1.再作P1关于x轴的对称点P2(-,-),则P1B1=P2B1.连接P2C与x轴的交点即为使PO1+B1C的值最小的点B1.⑤在Rt△P1P2C中,由勾股定理,得PO1+B1C=P2C==,从而四边形P O1B1C周长的最小值为3+,所求的点O1的坐标为(-,0).
(3)分类讨论如下:如答图3,通过计算可得O2M=时,NA=NM;如答图4,若点C与M点重合时,MA=MN,此时,O2M=O2C=AC=;如答图5,通过计算可得O2M=时,NA=NM;如答图6,通过计算可得O2M=时,MA=MN,此时C1,H,N重合.综上,符合条件的O2M的长为或或2+或2-.
第26题答图3 第26题答图4
第26题答图5 第26题答图6
【解题过程】
26.解:(1)如下图,过点D作DE⊥y轴于点E,由题意易知点C(0,).
∵,,
∴D(-,),从而CE=,DE=.
∴在Rt△CDE中,由勾股定理,得CD=.
(2)在y=-x2-x+中,令y=0,得-x2-x+=0,
解得x1=-3,x2=,从而A(-3,0),B(,0).
令直线AC的解析式为y=kx+,则-3k+=0,解得k=.
∴直线AC的解析式为y=x+.
令P(t,-t2-t+), E(t,t+),从而PE=-t2-t,
EC=.
∴PE+EC=-t2-t-
=-t2-t=-(t+2)2+.
∴当t=-2时,PE+EC取最大值,此时P(-2,).
∴PC=2,O1B1=OB=.
要使四边形PO1B1C周长的值最小,就是要求PO1+B1C的值最小,将点P向右平移个单位长度,得点P1(-,),则PO1=P1B1.再作P1关于x轴的对称点P2(-,-),则P1B1=P2B1.连接P2C与x轴的交点即为使PO1+B1C的值最小的点B1.∴B1(-,0),将B1向右平移个单位长度即得点O1.此时,PO1+B1C=P2C==,从而四边形P O1B1C周长的最小值为3+,所求的点O1的坐标为(-,0).
(3)O2M的长为或或2+或2-.
【知识点】二次函数;一元二次方程的解法;勾股定理;平移;旋转;轴对称;最值问题;等腰三角形;分类思想;数形结合思想;探究性问题;压轴题;
7. (2018江苏泰州,24,10分)(本题满分10分)
平面直角坐标系xoy中,二次函数的图像与x轴有两个交点.
(1)当m=-2时,求二次函数的图像与x轴的交点坐标;
(2)过点P(0,m-1)作直线l⊥y轴,二次函数图像的顶点A在直线l与x轴之间(不包含点A在直线l上),求m的范围;
(3)在(2)的条件下,设二次函数图像的对称轴与直线l相交于点B,求△ABO的面积最大时m的值.
【思路分析】(1)当m=-2时,二次函数变为,令,得解;(2)先根据“二次函数的图像与x轴有两个交点”得m的取值范围,从而确定点P(0,m-1)的大致位置,在用m的代数式表示二次函数顶点A的坐标,最后“顶点A在直线l与x轴之间”得关于m的不等式组,解不等式组即可;(3)先用m的代数式表示出△ABO的面积,根据增减性求出面积最大时m的值.
【解题过程】解:(1)当m=-2时,,
令,得,
∴二次函数的图像与x轴的交点坐标为(,0);
(2)令=0,则△=,
∴, ∴点P(0,m-1)在x轴负半轴上,
∵,
∴顶点A(m,2m+2)在第三象限,
∵点A在直线l与x轴之间,
∴m-1<2m+2<0,
∴-3<m<-1;
(3)∵二次函数图像的对称轴与直线l相交于点B,
∴点B的坐标为(m,m-1),
∴AB==(2m+2)-(m-1)= m+3,
∴S△ABO====,
∴△ABO的面积最大时.
【知识点】二次函数与一元二次方程的关系,三角形面积,二次函数的最值
8. (2018江苏省盐城市,27,14分) ,
如图①,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+3经过点A(-1,0),B(3,0)两点,且与y轴交于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图②,用宽为4个单位长度的直尺垂直于x轴,并沿x轴左右平移,直尺的左右两边所在的直线与抛物线相交于P、Q两点(点P在点Q的左侧),连接PQ,在线段PQ上方抛物线上有一动点D,连接DP、DQ.
(Ⅰ)若点P的横坐标为-,求△DPQ面积的最大值,并求此时点D的坐标;
(Ⅱ)直尺在平移过程中,△DPQ面积是否有最大值?若有,求出面积的最大值;若没有,请说明理由.
【思路分析】(1)把A(-1,0),B(3,0)两点代入y=ax2+bx+3,用待定系数法求抛物线的表达式;
(2)(Ⅰ)根据题意先求得P、Q两点的坐标,再用待定系数法求直线PQ的表达式.过点D作DF⊥x轴于E,交PQ于F.直尺的宽度一定,当时DF最长时,△DPQ面积的最大.设点D的坐标为(m,-m2+2m+3),则点F的坐标为(m,-m+),求得DF的最大值,然后根据三角形的面积公式,求得△DPQ面积的最大值.
(Ⅱ)同理.设P( c,-c2+2c+3),Q(c+4,-c2-6c-5),则直线PQ的表达式可求; 设点D的坐标为(m,-m2+2m+3),则点F的坐标为(m,-(2c+2)m+c2+4c+3),求得DF的最大值,△DPQ面积的最大值可得.
【解题过程】解:(1)把A(-1,0),B(3,0)两点代入y=ax2+bx+3,
得解得
∴抛物线的表达式为y=-x2+2x+3.
(2)(Ⅰ)设直线PQ的表达式为y=kx+b,把P(-,),Q(,-)两点的坐标代入,得
解得
∴直线PQ的表达式为y=-x+.
设点D的坐标为(m,-m2+2m+3),则点F的坐标为(m,-m+),
∴DF=-m2+2m+3-(-m+)
=-m2+3m+
=-(m2-3m)+.
=-(m-)2+4
当m=时,DF有最大值,最大值为4.
此时点D的坐标(,4).
直尺的宽度一定,所以当DF最长时,△DPQ面积的最大.
△DPQ的面积=×4DF
=×4×4=8
∴△DPQ面积的最大值为8;
(Ⅱ)设P( c,-c2+2c+3),Q(c+4,-c2-6c-5),
把P、Q两点的坐标代入直线PQ的表达式y=kx+b,得
解得
∴直线PQ的表达式为y=-(2c+2)x+c2+4c+3.
设点D的坐标为(m,-m2+2m+3),则点F的坐标为(m,-(2c+2)m+c2+4c+3),
∴DF=-m2+2m+3-[-(2c+2)m+c2+4c+3]
=-m2+(2c+4)m-(c2+4c)
=-[m-(c+2)] 2+4
当m=c+2时,DF最长,最长为4.
此时,△DPQ的面积=×4DF
=×4×4
=8.
【知识点】二次函数的表达式;一次函数的表达式;面积最值;由特殊到一般的思想方法
9.(2018山东省济宁市,20,8)(8分)如图,在正方形ABCD中,点E,F分别是边AD,BC的中点,连接DF,过点E作EH⊥DF,垂足为H,EH的延长线交DC于点G.
(1)猜想DG与CF的数量关系,并证明你的结论;
(2)过点H作MN∥CD,分别交AD,BC于点M,N.若正方形ABCD的边长为10,点P是MN上一点,求△PDC周长的最小值.
【思路分析】问题(1),根据条件可以确定∠DEG=∠CDF,从而可得△DCF∽△EDG,即可应用相似三角形的性质确定DG与CF的数量关系;问题(2),要求△PDC周长的最小值,也就是要求DP+CP的最小值,只需要作出点C关于MN成轴对称的点C′,连接DC′与MN的交点即为动点P的位置,因此,问题转化为求出CN的长度,也就是求得DM的长度.根据问题(1)中的结论可以求得GH与EH的比值为1:4,从而DM: EM=1:4,可得DM长为1,因此,可以求得问题的结果.
【解题过程】(1)∵ 四边形ABCD为正方形,∴ BC=CD=AD,∠BCD=∠EDC=90°,即∠CDF+∠ADF=90°.
∵ EH⊥DF,垂足为H, ∴ ∠EHD=90°,即∠DEG+∠ADF=90°,
∴ ∠DEG=∠CDF,∴ △DCF∽△EDG,∴ .
∵ 点E,F分别是边AD,BC的中点,∴ DC=2CF,∴DE=2DG.
(2)∵ Rt△DEG中,∠EDG=90°,∴ tan∠DEG=,∴ tan∠CDF=,
∴ =,∴.
∵ 四边形ABCD为正方形,∴ AD∥BC,NM∥CD,
∴ 四边形DMNC是平行四边形,
∴ .
∵ 点E是边AD的中点,正方形ABCD的边长为10,
∴ED=5,∴DM=CN=1.
作出点C关于MN成轴对称的点C′,连接DC′与MN的交点即为动点P的位置,
∴ CC′=1,DC′==2,
∴ △PDC周长的最小值为CD+CP+DP=CD+ CC′=10+2
【知识点】正方形的性质 相似三角形的判定与性质 轴对称的性质 勾股定理 转化思想
10. (2018山东烟台,25,14分)(本题满分14分)
如图1,抛物线与x轴相交A(-4,0),B(1,0)两点,过点B的直线分别与y轴及抛物线交于点C,D.
(1)求直线和抛物线的表达式;
(2)动点P从点O出发,在x轴的负半轴上以每秒1个单位长度的速度向左匀速运动,设运动时间为t秒,当t为何值时,△PDC为直角三角形?请直接写出所有满足条件的t的值;
(3)如图2,将直线BD沿y轴向下平移4个单位后,与x轴,y轴分别交于E,F两点.在抛物线的对称轴上是否存在点M,在直线EF上是否存在点N,使DM+MN的值最小?
若存在,求出其最小值及点M,N的坐标;若不存在,请说明理由.
【思路分析】 (1)∵抛物线和x轴交点A(-4,0),B(1,0),∴设, 展开后让一次项系数等于2,可求出a,从而求出抛物线的表达式;
(2)此题分类讨论,先以BD为直径画圆和x轴交于两点;再分别过D和C两点作CD的垂线,分别与x轴交于两点,都是符合条件的点,共有四个点.每一种情况都可以通过三角函数(或相似)解决;
(3)此题D是定点,M、N是动点,这与我们以前遇到的求一动点到两定点的距离之和最小不同,但也有共同之处,就是都需要过定点作对称轴的对称点.此题也不例外,就是作D关于对称轴的对称点D’,再根据垂线段最短,过D’作直线EF的垂线,垂足为N,垂线D’N与直线EF交于点M,此时M、N即为所求点,再利用D′N⊥EF,得到:从而求出直线D′N的表达式,与直线EF的表达式联立求出N的坐标;又M的横坐标可通过对称轴确定,将M的的横坐标代入直线D′N的表达式,可求出M的坐标.DM+MN的最小值即为D′N的长度,可以通过D’和N的坐标,利用两点间距离公式得到.
【解题过程】 (1)方法1:∵A(-4,0),B(1,0),
∴设,
∴,
∴3a=2,∴,
∴.
把B(1,0)代入,可得,
∴.
方法2:把A(-4,0),B(1,0)代入,得
解得
∴.
把B(1,0)代入,可得,
∴.
(2)∵,∴C(0,),∴OC=.
由得,
∴,
解得当x=-5时,,∴D(-5,4).
Ⅰ)若∠DPC=90°,如图(1),作DH⊥x轴于H,∴∠1+∠2=90°=∠3+∠2,∴∠1=∠3,
∴tan∠1=tan∠3,∵P(-t,0),∴PH=5-t,OP=t,∴,∴,
∴.
Ⅱ)过D作DP1⊥CD,如图(2),过D作MN∥x轴,过P作P1M⊥MN,可证∠1=∠2,∴tan∠1=tan∠2,
∴,∴
Ⅲ)过C作CP2⊥CD,如图(2),可证∠1=∠3,∴tan∠1=tan∠3,
∴,∴
(3)直线:向下平移4个单位后得到直线EF:
∵对称轴是直线,作D(-5,4)关于直线的对称点D′,
∵
过D′作D′N⊥EF于N,交对称轴于M,如图(3),此时DM+MN最小.
∵D′N⊥EF,∴
.
,
解得x=-2,
代入得
y=--=-2.
∴N(-2,-2).
又D′(2,4),
,
【知识点】二次函数的综合题;分类讨论思想;
11. (2018山东省淄博市,24,9分)
如图,抛物线y=ax2+bx经过△OAB的三个顶点,其中点A(1,),点B(3,-),O为坐标原点.
(1)求这条抛物线所对应的函数表达式;
(2)若P(4,m),Q(t,n)为该抛物线上的两点,且n<m,求t的取值范围;
(3)若C为线段AB上的一个动点,当点A,点B到直线OC的距离之和最大时,求∠BOC的大小及点C的坐标.
【思路分析】(1)用待定系数法求解即可;(2)先求出抛物线的对称轴,考虑x=4在抛物线的哪一侧,再利用抛物线开口朝下,离对称轴越近的点其函数值越大可以看出Q点离对称轴的距离比P点离对称轴的距离远,从而能够确定t的取值范围;(3)易知当OC⊥AB时,A、B两点到OC距离之和最大.由O、A、B坐标易求OA、OB、AB,则可证△AOB是直角三角形,进而求出OC长,再利用解直角三角形求出C点坐标.
【解题过程】解:(1)因为点A(1,),B(3,-)在抛物线y=ax2+bx上,
所以,解得:a=-,b=
所以抛物线所对应的函数表达式为y=-x2+x
(2)因为抛物线y=-x2+x的对称轴是x=-.
所以点P(4,m)关于对称轴x=的对称点的坐标是(-,m).
又因为P(4,m),Q(t,n)为该抛物线上的两点,且n<m,所以t的取值范围是t<-或t>4
(3)如图所示,过点A作AD⊥OC于点D,过点B作BE⊥OC于点E.
∵S△AOB=OC▪AD+OC▪BE.
∴AD+BE=.
欲使点A,点B到直线OC的距离之和最大,则OC必须最小,当且仅当OC⊥AB时,OC最小,此时D、E、C重合.
根据题意,易得OA=2,OB=2,AB=4.
∵OA2+OB2=16,AB2=16,∴OA2+OB2= AB2
∴△OAB是直角三角形.
∵S△AOB= OA▪OB= OC▪AB,∴OC=,∵cos∠BOC=,∴∠BOC=60°
∵tan∠BOM=,∴∠BOM=30°,∴∠COM=60°-30°=30°.
∴CM=sin∠COM▪OC=,OM=cos∠COM▪OC=
∴点C的坐标是(,)
【知识点】待定系数法;解直角三角形;勾股定理逆定理;平面直角坐标系中两点距离;二次函数图象的性质
12. (2018四川省宜宾市,24,12分)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线的顶点坐标为(2,0),且经过点(4,1),如图,直线y=x与抛物线交于A、B两点,直线l为y= –1.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在l上是否存在一点P,使PA+PB取得最小值?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)知F(x0,y0)为平面内一定点,M(m,n)为抛物线上一动点,且点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等,求定点F的坐标.
【思路分析】(1)由抛物线的顶点坐标为(2,0),可设抛物线的解析式为y=a(x-2)2,由
抛物线过点(4,1),利用待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(2)联立直线AB与抛物线解析式成方程组,通过解方程组可求出点A、B的坐标,作点B关于直线l的对称点B′,连接AB′交直线l于点P,此时PA+PB取得最小值,根据点B的坐标可得出点B′的坐标,根据点A、B′的坐标利用待定系数法可求出直线AB′的解析式,再利用一次函数图象上点的坐标特征即可求出点P的坐标;
(3)由点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等,所以根据直角三角形中勾股定理求出MF的长,以及根据点到直线的距离求出M到l的距离,从而建立方程,然后再结合二次函数图象上点的坐标特征,即可得出(1--y0)m2-(2-2x0-2y0)m+x02+y02-2y0-3=0,由m的任意性可得出关于x0、y0的方程组,解之即可求出顶点F的坐标.
【解题过程】解:(1)∵抛物线的顶点坐标为(2,0),
设抛物线的解析式为y=a(x-2)2.
∵该抛物线经过点(4,1),
∴1=4a,解得:a=,
∴抛物线的解析式为y=(x-2)2=x2-x+1.
(2)联立直线AB与抛物线解析式成方程组,得:,解得:或,∴点A的坐标为(1,),点B的坐标为(4,1).
作点B关于直线l的对称点B′,连接AB′交直线l于点P,此时PA+PB取得最小值(如图1所示).
∵点B(4,1),直线l为y=-1,
∴点B′的坐标为(4,-3).
设直线AB′的解析式为y=kx+b(k≠0),
将A(1,)、B′(4,-3)代入y=kx+b,得:,解得:,
∴直线AB′的解析式为y=,
当y=-1时,有=-1,
解得:x=,
∴点P的坐标为(,-1).
(3)∵点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等,
∴(m-x0)2+(n-y0)2=(n+1)2,
∴m2-2x0m+x02-2y0n+y02=2n+1.
∵M(m,n)为抛物线上一动点,
∴n=m2-m+1,
∴m2-2x0m+x02-2y0(m2-m+1)+y02=2(m2-m+1)+1,
整理得:(1--y0)m2-(2-2x0-2y0)m+x02+y02-2y0-3=0.
∵m为任意值,
∴,
∴,
∴定点F的坐标为(2,1).
【知识点】二次函数的解析式;点到直线的距离;勾股定理;轴对称的性质;一次函数的解析式等
13.(2018四川泸州,25题,12分) 如图11,已知二次函数的图象经过点A(4,0),与y轴交于点B.在x轴上有一动点C(m,0) (0
(2)过点D作DFAB于点F,设△ACE,△DEF的面积分别为,,若,
求m的值;
(3)点H是该二次函数图象上位于第一象限的动点,点G是线段AB上的动点,当四边形DEGH是平行四边形,且DEGH周长取最大值时,求点G的坐标.
第25题图
【思路分析】(1)待定系数法;(2)由点C坐标结合直线和抛物线的解析式表示出点D和点E的坐标,利用相似三角形面积比等于相似比的平方得出有关线段的长度比,进而求解;(3)将周长表示为有关m的二次函数,按点G的位置分类讨论,进而讨论二次函数最值,得出m的值
【解题过程】(1)二次函数的图象经过点A(4,0),所以带入解得a=,二次函数解析式为,令x=0,得y=3,则B(0,3),设直线AB的表达式为y=kx+b,将A(4,0),B(0,3)带入,可解得k=,b=3,所以直线AB的解析式为:
(2)因为DC⊥x轴,C(m,0),所以D(m,),E(m,),,因为A(4,0),B(0,3),所以OA=4,OB=3,AB=5,所以cos∠CAE=,AC=4-m,AE=5-m,因为△EFD∽△ECA,,所以AE=2DE,即5-m=,解得m1=,m2=4(舍去)
(3)DEGH的周长=2(DE+EG),当DE确定时,点G与点B或点A重合时,EG取得最大值,也就是平行四边形周长最大:①当点G与点A重合时,DE+EG=DE+AE=,最大值为;②当点G与点B重合时,DE+EG=DE+BE=,最大值为,因为>,所以点G与点B重合,此时m=
【知识点】待定系数法,相似三角形,二次函数最值,平行四边形
14. (2018四川绵阳,22,11分)如图,一次函数的图象与反比例函数(k>0)的图象交于A,B两点,过A点作x轴的垂线,垂足为M,△AOM面积为1.
(1)求反比例函数的解析式;
(2)在y轴上求一点P,使PA+PB的值最小,并求出其最小值和P点坐标.
【思路分析】(1)根据反比例函数比例系数k的几何意义得出|k|=1,进而得到反比例函数的解析式;
(2)作点A关于y轴的对称点A′,连接A′B,交y轴于点P,得到PA+PB最小时,点P的位置,根据两点间的距离公式求出最小值A′B的长;利用待定系数法求出直线A′B的解析式,得到它与y轴的交点,即点P的坐标.
【解题过程】解:(1)∵反比例函数y=(k>0)的图象过点A,过A点作x轴的垂线,垂足为M,
又∵△AOM面积为1,
∴|k|=1,
∵k>0,
∴k=2,
故反比例函数的解析式为:y=;
(2)作点A关于y轴的对称点A′,连接A′B,交y轴于点P,则PA+PB最小.
由,解得或,
∴A(1,2),B(4,),
∴A′(﹣1,2),最小值A′B==.
设直线A′B的解析式为y=mx+n,
则,解得,
∴直线A′B的解析式为y=﹣x+,
∴x=0时,y=,
∴P点坐标为(0,).
【知识点】反比例函数图象与一次函数图象的交点问题,最短路线问题
15. (2018浙江金华丽水,22,10分)如图,抛物线(a≠0)过点E(10,0),矩形ABCD的边AB在线段OE上(点A在点B的左边),点C,D在抛物线上.设A(t,0),当t=2时,AD=4.
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)当t为何值时,矩形ABCD的周长有最大值?最大值是多少?
(3)保持t=2时的矩形ABCD不动,向右平移抛物线.当平移后的抛物线与矩形的边有两个交点G,H,且直线GH平分矩形的面积时,求抛物线平移的距离.
D
C
E
B
A
O
y
x
第22题图
【思路分析】本题主要考查了抛物线的平移.(1)设抛物线的函数表达式为y=ax(x-10) .把点D的坐标代入计算可得a值.
(2)根据矩形ABCD的周长=2(AB+AD)得到关于t的二次函数解析式,利用顶点式可求得矩形ABCD的周长的最大值.
(3)抛物线平移的距离就是△OBD的中位线PQ的值.
【解题过程】解:(1)设抛物线的函数表达式为y=ax(x-10) .
∵当t=2时,AD=4,∴点D的坐标是(2,4).
∴4=a×2×(2-10),解得a=-.
∴抛物线的函数表达式y=-x 2+x.
(2)由抛物线的对称性得BE=OA=t,∴AB=10-2t.
当x=t时,y=-t 2+t.
∴矩形ABCD的周长=2(AB+AD)=2[(10-2 t)+(-t 2+t)]
=-t2+t+20
=-(t-1)2+.
∵-<0,
∴当t=1时,矩形ABCD的周长有最大值,最大值是.
(3)当t=2时,点A,B,C,D的坐标分别为(2,0),(8,0),(8,4),(2,4).
∴矩形ABCD对角线的交于点P的坐标为(5,2).
当平移后的抛物线过点A时,点H的坐标为(4,4),此时GH不能将矩形面积平分.
当平移后的抛物线过点C时,点G的坐标为(6,0),此时GH也不能将矩形面积平分.
∴当G,H中有一点落在线段AD或BC上时,直线GH不可能将矩形面积平分.
∴当点G,H分别落在线段AB,DC上时,直线GH过点P,必平分矩形ABCD的面积.
∵AB∥CD,
∴线段OD平移后得到线段GH.
∴线段OD的中点Q平移后的对应点是P.
在△OBD中,PQ是中位线,
∴PQ=OB=4.
所以抛物线向右平移的距离是4个单位.
【知识点】待定系数法求抛物线的函数表达式;抛物线的平移;最值;三角形中位线定理;平分矩形面积;
16. (2018四川内江,28,12)如图,已知抛物线y=+bx-3与x轴交于点A(-3,0)和点B(1,0),交y轴于点C,过点C作CD∥x轴,交抛物线于点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若直线y=m(-3<m<0)与线段AD、BD分别交于G、H两点,过G点作EG⊥x轴于点E,过点H作HF⊥x轴于点F,求矩形GEFH的最大面积;
(3)若直线y=kx+1将四边形ABCD分成左、右两个部分,面积分别为、,且:=4:5,求k的值.
【思路分析】(1)将已知A(-3,0)和点B(1,0)分别代入到抛物线y=+bx-3中得到关于a,b的二元一次方程组,解方程组得到a,b的值,从而确定抛物线的解析式;(2)由CD∥x轴和C(0,-3),可以知道D点的纵坐标为-3,代入抛物线中可以求出横坐标,这样就可以确定直线AD和BD的解析式,因为直线y=m(-3<m<0)与线段AD、BD分别交于G、H两点,所以可以将G、H两点的坐标用m的代数式表示出来,进而利用矩形的面积公式就可以将矩形GEFH的面积用m的代数式表示出来,然后利用二次函数的性质,求出矩形面积的最大值;(3)因为四边形ABCD为梯形,利用梯形的面积公式可以求出四边形ABCD的面积,又因为直线y=kx+1将四边形ABCD分成左、右两个部分,且:=4:5,可知=,假设直线y=kx+1经过D点,求出此时分成的三角形的面积,将其和4比较,如果小于4,则直线y=kx+1应该与CD相交,将直线y=kx+1与x轴和直线CD的交点坐标分别用k的代数式表示出来,然后利用梯形面积公式表示出的面积,然后由=,得到方程,解这个方程就可以求出k的值.
【解题过程】(1)∵把A(-3,0)、B(1,0)分别代入到y=+bx-3中,得,解得
,∴抛物线解析式为:y=x2+2x-3;
(2)∵CD∥x轴,C(0,-3)∴,∴x2+2x-3=-3,解得=0,=-2,∴D(-2,-3)设直线AD的解析式为y=x+,把A(-3,0)、D(-2,-3)分别代入得,解得,∴直线AD的解析式为y=-3x-9,同理可求出直线BD的解析式为y=x-1,∵直线y=m(-3<m<0)与线段AD、BD分别交于G、H两点,∴G(,m),H(m+1,m),∴GH=m+1-()=,∵=GH·FH=·|m|,-3<m<0,∴=·(-m)=-4m=+3,∵a=<0,开口向下有最大值,∴的最大值为3;
(3)当直线y=kx+1经过点D(-2,-3)时,得-3=-2k+1,∴k=2,∴y=2x+1,设y=2x+1与x轴交于点E,则E(,0),∴=×[-(-3)]×|-3|=,∵直线y=kx+1将四边形ABCD分成左、右两个部分、,且:=4:5,=(AB+CD)×OC=×(2+4)×3=9,∴=4.∵<4,∴直线y=kx+1分四边形ABCD为两个四边形,设直线y=kx+1分别交AB、CD为N、M,则N(,0),M(,-3),∴AN=+3,DM=+2,∴=(AN+DM)×OC=×(+5)×3=4,解得k=.
【知识点】二次函数的表达式;二次函数的性质;一次函数的表达式;矩形的面积公式;梯形的面积公式;
17. (2018浙江杭州,23,12分) 如图,在正方形ABCD中,点G在边BC上(不与点B、C重合),连接AG,作DE⊥AG,于点E,BF⊥AG于点F,设
(1)求证:AE=BF
(2)连接BE、DF,设,求证:
(3)设线段AG与对角线BD交于点H, 和四边形CDHG的面积分别为,求的最大值.
【思路分析】(1)由正方形内K证全等;(2)转化为证:,则证:,则证用相似转化为证;(3)把分别表示出来,则是关于的二次函数,求该函数的最大值
【解题过程】
【知识点】正方形的性质,全等三角形的判断和性质,三角函数,相似三角形的判定与性质,二次函数的最值
18. (2018宁波市,26题,14分) 如图1,直线l:y=-34x+b与x轴交于点A(4,0),与y轴交于点B,点C是线段OM上一动点(0
(2)如图2,连结CE,当CE=EF时,
①求证:△OCE∽△OEA;
②求点E的坐标;
(3)当点C在线段OA上运动时,求OE·EF的最大值
图1
图2
备用图
(第26题图)
【思路分析】
【解题过程】解:(1)把A(4,0)代入,得-34×4+b=0
解得b=3
∴直线l的函数表达式为y=-34x+3
∵AO⊥BO,OA=4,BO=3
tan∠BAO=34
(2)①如图,连结AF,
∵CE=EF,
∴∠CAE=∠EAF
又∵AC=AE=AF,
∴∠ACE=∠AEF
∴∠OCE=∠OEA
又:∠COE=∠EOA
∴△OCE∽△OEA
② 如图,过点E作EH⊥x轴于点H
∵tan∠BAO=34
∴设EH=3x,AH=4x
∴AE=AC=5x,OH=4-4x
∵△OCE∽△OEA,
∴OEOA=OCOE 即OE2=OA·OC
∴(4-4x)2+(3x)2=4(4-5x)
解得x1=1225,x2=0 (不合题意,舍去)
∴E(5225,3625)
(3)如图,过点A作AM⊥OF于点M,过点O作ON⊥AB于点N
∴tan∠BAO=3
∴cos∠BAO=45
∴AN= OA·cos∠BAO=165
设AC=AE=r
∵ON⊥AB,AM⊥OF,
∴∠ONE=∠AME=90°,EM=12EF
又∵∠OEN=∠AEM,
∴△OEN∽△AEM
∴OEAE=ENEM
即OE·12EF=AE·EN
∴OE·EF=2AE·EN=2r·165-r
∴OE·EF=-2r2+325r0
【知识点】一次函数表达式、相似、垂径定理、三角函数1. (2018湖北鄂州,23,12分)
如图,已知直线与抛物线相交于A(-1,0),B(4,m)两点,抛物线交y轴于点C(0,),交x轴正半轴于D点,抛物线的顶点为M.
(1)求抛物线的解析式及点M的坐标;
(2)设点P为直线AB下方的抛物线上一动点,当△PAB的面积最大时,求此时△PAB的面积及点P的坐标;
(3)点Q为x轴上一动点,点N是抛物线上一点,当△QMN∽△MAD(点Q与点M对应),求Q点的坐标.
【思路分析】(1)将B(4,m)一次函数的关系式即可解得点B的坐标,再将A、B、C三点的坐标代入二次函数关系式即可求出其关系式,再将其化为顶点式就能得到点M的坐标;(2)过点P作PE⊥x轴,交AB于点E,交x轴与点G,过点B作BF⊥x轴于点F,则S△CDE=PE·AF,求出直线AB的关系式,设点P的坐标为(m,),则点E的坐标为(m,),即可得到S△CDE的函数关系式,将其化为顶点式即可求出最大值;(3)由勾股定理的逆定理可证得△MAD是等腰直角三角形,则QMN也是等腰直角三角形,从而得到点Q的坐标.
【解析】
解:(1)将B(4,m)代入得, ,∴B(4,),将A(-1,0),B(4, ),C(0,)代入得,解得,∴抛物线的解析式为,,故顶点M的坐标为(1,-2);
(2)如下图(1),过点P作PE⊥x轴,交AB于点E,交x轴与点G,过点B作BF⊥x轴于点F,∵A(-1,0),B(4,),∴AF=4―(―1)=5,设直线AB的关系式为y=kx+b,设点P的坐标为(m,),则点E的坐标为(m,),∵点P为直线AB下方,∴PE=()-()=,∴S△CDE=S△APE +S△BPE=PE·AG+PE·FG =PE·(AG+FG)=PE·AF=×5()=,∴当时,△PAB的面积最大,且最大面积为,当时,,故此时点P的坐标为(,);
(3)∵抛物线的解析式为,,∴抛物线的对称轴为:直线x=1,又∵A(-1,0),∴点D的坐标为(3,0),又∵M的坐标为(1,-2),∴AD=3―(―1)=4,AD2=42=16,AM2=(―1―3)2+(―1―3)2=8,DM2=(3―1)2+(―2―0)2=8,∴AD2=AM2+DM2,且AM=DM,
∴△MAD是等腰直角三角形,∠AMD=90°,又∵△QMN∽△MAD,∴△QMN也是等腰直角三角形且QM=QN,∠MQN=90°,∠QMN=45°,又∵∠AMD=90°,∴∠AMQ=∠QMD=45°,此时点D(或点A)与点N重合,(如下图(2))此时MQ⊥x轴,故点Q的坐标为(1,0).
【知识点】二次函数关系式;顶点式;一次函数;相似三角形的性质;等腰直角三角形的性质和判定;勾股定理的逆定理;三角形面积公式
2. (2018湖南郴州,25,10) 如图,已知抛物线与轴交于A(-1,0),B(3,0)两点,与轴交于C点,点P是抛物线上在第一象限内的一个动点,且点P的横坐标为.
(1)求抛物线的表达式;
(2)设抛物线的对称轴为,与轴的交点为D,在直线上是否存在点M,使得四边形CDPM是平行四边形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,连接BC,PB,PC,设△PBC的面积为S,①求S关于的函数表达式;②求P点到直线BC的距离的最大值,并求出此时点P的坐标.
【解析】解:(1)∵与轴交于A(-1,0),B(3,0),
∴,解得:,∴抛物线的表达式为:;
(2)∵抛物线的表达式为:,∴抛物线的对称轴为,C点的坐标为(0,3),∴D点的坐标为(1,0),∵点P的横坐标为,且点P在抛物线上,∴P点的坐标为(,),设M点的坐标为(1,),分两种情况讨论:
①M点在轴的上方,当四边形CDPM是平行四边形,且C、P和D、M分别是一组相对的顶点时,设平行四边形的对角线的交点为N,根据平行四边形对角线互相平分,则N点的坐标可表示为(,)或(1,),∴=1,=,解得:=2,=6, ∴M点的坐标为(1,6);
②M点在轴的下方,当四边形CDMP是平行四边形,且C、M和D、P分别是一组相对的顶点时,设平行四边形的对角线的交点为N′,根据平行四边形对角线互相平分,则N′点的坐标可表示为(,)或(,),∴=,=,解得:=0,=0, ∴M点的坐标为(1,0),此时M点和D点重合,且P点不在第一象限,C、D、M、P四点不能形成平行四边形,故不存在;
综上,点M的坐标为(1,6);
(3)①∵B(3,0),C(0,3),∴OB=3,OC=3,设P点的坐标为(,),过点P分别作PE⊥轴,PF⊥轴,垂足分别为E、F,∴PE=,PF=,连结OP,则:
,
∴S关于的函数表达式为S=;
②∵B(3,0),C(0,3),∴OB=3,OC=3,∴BC=,设P点到直线BC的距离为,则△PBC的面积S=,
∵S=,∴=,
,
∴当=时,有最大值为,此时P点的坐标为(,).
【知识点】 二次函数,平行四边形的判定,三角形面积,二次函数的最值
26.(2018湖南郴州,26,12)在矩形ABCD中,AD>AB,点P是CD边上的任意一点(不含C,D两端点),过点P作PF∥BC,交对角线BD于点F.
(1)如图1,将△PDE沿对角线BD翻折得到△QDF,QF交AD于点E.求证:△DEF是等腰三角形;
(2)如图2,将△PDF绕点D逆时针方向旋转得到△P′DF′,连接P′C,F′B,设旋转角为.
①若∠BDC,即DF′在∠BDC内部时,求证:△DP′C~△DF′B;
②如图3,若点P是CD的中点,△DF′B能否为直角三角形?如果能,试求出此时∠DBF′的值,如果不能,请说明理由.
【思路分析】(1)首先利用平行公理及矩形的性质推出PF∥AD,从而判断出∠ADB与∠DFP的关系,再联系轴对称的性质得到∠ADB=∠DFE,便可得出△DEF是等腰三角形;
(2)①由旋转的性质得出相关线段、角的相等关系,根据平行线分线段对应成比例,代换得出,由“对应边成比例及夹角相等”即可证得结论;②△DF′B为直角三角形时,可能会出现两种情形:∠DF′B=90°或∠B DF′=90°,结合旋转的性质,将要求的角转化到Rt△DP′C中,问题便得到解决.
【解析】解:(1)证明:在矩形ABCD中,AD∥BC,∵PF∥BC,∴PF∥AD,∴∠ADB=∠DFP,∵将△PDE沿对角线BD翻折得到△QDF,∴∠DFE=∠DFP,∴∠ADB=∠DFE,∴DE=EF,∴△DEF是等腰三角形;
(2)①∵PF∥BC,∴,∵△PDF绕点D逆时针方向旋转得到△P′DF′,∴∠BDF′=∠CDP′,DP′=DP,DF=DF′,∴,∴△DP′C~△DF′B;
②由①知,△DP′C~△DF′B,∴∠DBF′=∠DCP′,∵点P是CD的中点,∴DP=DC,
∵△PDF绕点D逆时针方向旋转得到△P′DF′,∴∠BDF′=∠CDP′,DP′=DP,∠DF′B=∠DP′C,
当∠DF′B=90°时,有∠DP′C =90°,∴DP=DP′=DC,∴∠ P′CD =30°,故∠DBF′=∠DCP′=30°=;
当∠B DF′=90°时,有∠C DP′=90°,∴DP=DP′=DC,故∠DBF′=∠DCP′=.
【知识点】轴对称的性质;旋转的性质;相似三角形的判定;等腰三角形的判定;平行线分线段对应成比例;三角函数
3. (2018湖南益阳,23,10分)如图,在平面直角坐标系中有三点(1,2),(3,1),(-2,-1),其中有两点同时在反比例函数的图象上,将这两点分别记为A,B,另一点记为C.
(1)求出k的值;
(2)求直线AB对应的一次函数的表达式;
(3)设点C关于直线AB的对称点为D,P是x轴上一个动点,直接写出PC+PD的最小值(不必说明理由).
【思路分析】(1)根据k=xy,可知横纵坐标乘积相等的两点在反比例函数图象上可求出k的值;(2)设直线AB的解析式为:y=kx+b,代入两点坐标即可;(3)作出图形,求几何最值关键是找出对称点,利用勾股定理求值.
【解析】
解:(1)∵1×2=(-2)×(-1)=2,3×1=3≠2,所以在反比例函数图象的两点为(1,2)和(-2,-1),k=2.
(2)设直线AB的解析式为:y=kx+b
则.解得:
∴直线AB的解析式为y=x+1.
(3)如图所示点C关于直线AB的对称点D(0,4),点D关于x轴对称点D′(0,-4),连接CD′交x轴于点P,连接PD,则此时PC+PD最小,即为线段CD′的长度.
D
D′
C
P
.
即:写出PC+PD的最小值为.
P
【知识点】反比例函数,一次函数,几何最值问题
4. (2018湖南益阳,25,12分)如图1,在矩形ABCD中,E是AD的中点,以点E为直角顶点的直角三角形EFG的两边EF,EG分别过点B,C,∠F=30°.
(1)求证:BE=CE;
(2)将△EFG绕点E按顺时针方向旋转,当旋转到EF与AD重合时停止转动,若EF,EG分别与AB,BC相交于点M,N(如图2).
①求证:△BEM≌△CEN;
②若AB=2,求△BMN面积的最大值;
③当旋转停止时,点B恰好在FG上(如图3),求sin∠EBG的值.
图1
图2
图3
【思路分析】(1)利用矩形的性质和中点的定义证明(SAS)△ABE≌△DCE即可;(2)①用ASA证明全等;②设BM=x,列出△BMN的面积与x的函数关系式,利用函数求最大值;③利用△EBG的面积不变求sin∠EBG.
【解析】
解:(1)∵四边形ABCD为矩形,
∴∠A=∠D=90°,AB=DC.
∵E为AD中点,
∴AE=DE.
∴△ABE≌△DCE.
∴BE=CE.
(2)①∵△ABE≌△DCE,
∴∠AEB=∠DEC.
∵∠FEG=90°,
∴∠AEB=∠DEC=45°.
∴∠ABE=∠ECB=45°.
∵∠BEM+∠BEN=∠CEN+∠BEN=90°.
∴∠BEM=∠CEN.
∵BE=CE,
∴△BEM≌△CEN.
②由①可知△ABE和△DEC都是等腰直角三角形,E为AD中点
∴BC=AD=2AB=4
设BM=CN=x,则BN=4-x,2≤x≤4.
∴当x=2时, △BMN的面积最大,最大面积为2;
③∵BC∥AD,∠FGE=90°,
∴∠BNG=∠FGE=90°.
∵∠F=30°,∴∠NBG=∠F=30°.
由①可知∠EBN=45°
设NG=x,则BG=2x,BN=,EN=
∴BE=.
∴S△EBG=
∴
【知识点】矩形,图形的旋转,全等三角形的判定和性质,锐角三角函数,二次函数的应用
5. (2018山东菏泽,24,10分)如图,在平面直角坐标系中,抛物线交轴于点,交轴于点和点,过点作AD∥x轴交抛物线于点D.
(1)求此抛物线的表达式;
(2)点是抛物线上一点,且点关于轴的对称点在直线上,求的面积;
(3)若点是直线下方的抛物线上一动点,当点运动到某一位置时,的面积最大,求出此时点的坐标和的最大面积.
【思路分析】(1)方法1:代入和,得出关于a,b的方程组,解方程即可得出抛物线的解析式;方法2:设抛物线的表达式为y=a(x+5)(x-1),代入A(0,-5),得出a的值,从而得出抛物线的表达式;(2)由轴对称的性质得出点E到AD的距离,把y=-5代入抛物线的表达式,得出AD的长,利用三角形面积公式求出△EAD的面积;(3)作PQ∥y轴,交直线AB于点Q,先求出直线AB的表达式,设点P的横坐标为m,则P(m,m2+4m-5),Q(m,-m-5),然后表示出PQ的长;再设的面积为S,求出S关于m的二次函数,利用配方法求出S的最大值及点P的坐标.
【解析】解:(1)方法1:把和代入,得
解得
∴抛物线的表达式为y=x2+4x-5.
方法2:∵抛物线与x轴交于和,
∴设抛物线的表达式为y=a(x+5)(x-1),
又∵抛物线与y轴交于A点,∴A(0,-5),
把A(0,-5)代入y=a(x+5)(x-1),得
-5=-5a,
∴a=1,
∴抛物线的表达式为y=(x+5)(x-1)=x2+4x-5.
(2)∵A(0,-5),AD∥x轴,点E关于x轴的对称点在直线AD上,
∴点E的纵坐标为5,∴点E到直线AD的距离为10.
把y=-5代入y=x2+4x-5,得
-5=x2+4x-5,
解得x1=-4,x2=0,
∴D(-4,-5),AD=5.
∴S△EAD=×4×10=20.
(3)设直线AB的表达式为y=kx+b,
把和A(0,-5)代入,得
解得
∴直线AB的表达式为y=-x-5.
设点P的坐标为(m,m2+4m-5),
作PQ∥y轴,交直线AB于点Q,∴Q(m,-m-5).
∵点是直线下方的抛物线上一动点,
∴PQ=-m-5-(m2+4m-5)=-m2-5m.
设的面积为S,
∴S=S△APQ+S△BPQ=×(-m2-5m)×(-m)+×(-m2-5m)×(m+5)=-(m+)2+,
∴当m=-时,S最大,
即当点P(-,-)时,面积最大,最大面积为.
【知识点】二次函数的综合题;动点问题;轴对称;
6.(2018四川遂宁,25,12分)如图,已知抛物线的对称轴是直线x=3,且与x轴相交于A,B两点(B点在A点右侧),与y轴交于C点。
(1)求抛物线的解析式和A、B两点的坐标
(2)若点P是抛物线上B、C两点之间的一个动点(不与B、C重合),则是否存在一点P,使△PBC的面积最大,若存在,请求出△PBC的最大面积;若不存在,试说明理由
(3)若M是抛物线上任意一点,过点M作y轴的平行线,交直线BC于点N,当MN=3时,求M点的坐标
【思路分析】(1)首先根据抛物线的对称轴可得出a的值,进而得出抛物线的解析式,然后令y=0,得出A,B的坐标即可;
(2)首先由抛物线解析式得出C点的坐标,进而得出直线BC的解析式,然后连接PB,PC,过P点作PD∥y轴,可得S△PBC=PD·OB=,最后利用二次函数的性质得出结果;
(3)首先根据平行于y轴的直线上两点的距离公式以及MN=3得出,然后根据绝对值的意义分别求解方程和即可.
【解析】解:(1)∵抛物线的对称轴是直线x=3,
∴,解得a=-,
∴抛物线解析式为,
又抛物线与x轴交于点A,B两点,且B点在A点右侧,
令y=0,得,解得x1=-2,x2=8,
∴A(-2,0),B(8,0)
(2)∵抛物线与y轴交与点C,
令x=0,得=4,
∴C(0,4).
设直线BC的解析式:yBC=kx+b(k≠0),
把B,C两点坐标代入,可得
,解得,
∴,
假设存在,设P(x,y)(0<x<8)
连接PB,PC,过点P作PD∥y轴交直线BC于点D,
∴PD=yP-yD=()-()==
又∵S△PBC=PD·OB=×8×[]=
∴当x=4时,△PBC的面积最大,最大面积是16,
又∵0<x<8,
∴存在点P使△PBC的面积最大,最大面积是16.
(3)∵M是抛物线上任意一点,
设M点的横坐标为m,
∴M点的纵坐标为yM=,
∵MN∥y轴,N是直线MN与直线BC交点,
∴N点的纵坐标yN=,
∵MN=3,
∴,
∴,
∴,
当时,解得m1=2,m2=6;
当时,解得m3=4+2,m4=4-2
∴M的坐标为(2,6)或(6,4)或(4+2,-1-)或(4-2,-1+).
【知识点】二次函数图象与系数的关系,函数图象与坐标轴的交点问题,二次函数的性质,待定系数法求一次函数的解析式,平行于坐标轴的直线上的两点的距离,解一元二次方程
7. (2018·重庆A卷,26,12)如图,在平面直角坐标系中,点A在抛物线y=-x2+4x上,且横坐标为1,点B与点A关于抛物线的对称轴对称,直线AB与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点,点E的坐标为(1,1).
(1)求线段AB的长;
(2)点P为线段AB上方抛物线上的任意一点,过点P作AB的垂线交AB于点H,点F为y轴上一点,当△PBE的面积最大时,求PH+HF+FO的最小值;
(3)在(2)中,PH+HF+FO取得最小值时,将△CFH绕点C顺时针旋转60°后得到△.过点作的垂线与直线AB交于点Q,点R为抛物线对称轴上的一点,在平面直角坐标系中是否存在点S,使以点D,Q,R,S为顶点的四边形为菱形,若存在,请直接写出点S的坐标;若不存在,请说明理由.
26题备用图
26题图
【思路分析】(1)将x=1代入抛物线的解析式求出A点坐标,再利用对称轴公式求出抛物线的对称轴,然后利用轴对称性质求出点B坐标,最后用A、B两点的横坐标之差求出线段AB的长.
(2)过点E作EN⊥PH,交PH延长线于点N,PN交BE于点M.①先求出直线BE的解析式为y=x,设P(t,-t2+4t),则M(t,t),PM=-t2+4t-t=-t2+3t;②再利用S△PEB=S△EPM+S△BPM,求出S△PEB=-(t-)2+,得到当t=时,S△PEB有最大值为,此时P(,),H(,3),PH=;③然利用30°所对的直角边等于斜边的一半,过原点O在y轴左侧作射线OJ,使∠COJ=30°,过点H作HG⊥OJ于点G,交y轴于点K,则当K与点F重合时,HF+FO取得最小值,此时,HF+FO=OK+KH=KG+KH=HG;④最后利用解直角三角形知识求出HG的长,于是锁定PH+HF+FO的最小值.
(3)先由题意,求出CQ=1,DQ=,再分类讨论,如下面的答图3至答图6共四种情况,利用菱形的对角线互相垂直平分且四边相等,找到S点并计算出相应的坐标,得到符合条件的S点的坐标为(5,3)或(-1,3+)或(-1,3-)或(-1,8).
26题答图3
26题答图4
26题答图5
26题答图6
【解析】解:(1)在y=-x2+4x中,当x=1时,y=3,从而A(1,3).
∵抛物线的对称轴是直线x=-,点B与点A关于该直线对称,
∴B(3,3),从而AB=3-1=2.
∴线段AB的长为2.
(2)如答图1所示,过点E作EN⊥PH,交PH延长线于点N,PN交BE于点M.由E(1,1),B(3,3)可知直线BE的解析式为y=x,设P(t,-t2+4t),则M(t,t),PM=-t2+4t-t=-t2+3t.
∵S△PEB=S△EPM+S△BPM=EN•PM+BH•PM=( EN+BH)•PM
=(-t2+3t)×2=-t2+3t=-(t-)2+,
∴当t=时,S△PEB有最大值为,此时P(,),H(,3),PH=.
26题答图2
26题答图1
如答图2所示,过原点O在y轴左侧作射线OJ,使∠COJ=30°,过点H作HG⊥OJ于点G,交y轴于点K,则当K与点F重合时,HF+FO取得最小值,此时,HF+FO=OK+KH=KG+KH=HG.易知∠CHK=∠KOG=30°,由tan∠CHK=,得CK=tan30°=,HK=2CK=,从而OK=OC-CK=3-,故GK=OK=,HG=GK+KH=+=,因此,PH+HF+FO的最小值为PH+HG=+=.
(3)点S的坐标为(5,3)或(-1,3+)或(-1,3-)或(-1,8).
【知识点】二次函数;一元二次方程的解法;勾股定理;平移;旋转;轴对称;最值问题;等腰三角形;分类思想;数形结合思想;探究性问题;压轴题
8. (2018甘肃天水,T25,F12)如图所示,在正方形ABCD和△EFG中,AB=EF=EG=5cm,FG=8cm,点B、C、F、G在同一条直线l上.当点C,F重合时,△EFG以1cm/s的速度沿直线l向左开始运动,t秒后正方形ABCD与△EFG重合,部分的面积为Scm2.请解答下列问题:
(1)当t=3秒时,求S的值;
(2)当t=5秒时,求S的值;
(3)当5秒<t≤8秒时,求S与t的函数关系式,并求出S的最大值.
第25题图
【思路分析】对于(1),首先确定重叠部分是三角形,再根据相似三角形的判定和性质求出高,进而得出面积;
对于(2),确定重叠部分的面积是四边形,再根据△EFG的面积-△CHG的面积计算即可;
对于(3),先确定重叠部分是五边形,然后根据相似三角形的判定和性质表示出对应边,再根据S=S△EFG- S△BFH- S△CGP,列出关于S,t的关系式,再根据二次函数的性质讨论极值即可.
【解析】过点E作EM⊥l,于点M.
∵EF=EG=5cm,FG=8cm,
∴FM=MG=4cm.
在Rt△EFM中,EM=3cm.
由△EFG以1cm/s的速度运动,可知CF=tcm………………………………………………1分
(1) 当t=3秒时,CF=3cm<CM,知重叠部分为△CFH,如图所示………………….2分
∵∠FCH=∠FME,∠HFC=∠EFM,
∴△FCH∽△FME,
∴CFFM=CHEM.
∵CF=3cm,FM=4cm,EM=3cm,
∴CH=94.
则S=12CF·CH=278(cm2)……………………………………………………………………….4分
(2) 如图所示.当t=5秒时,点F与点B重合,△CHG的面积=278cm2…………………5分
S=12FG·EM-S△CHG=12-278=698(cm2)……………………………………………………………7分
(3) 当5秒<t≤8秒时,重叠部分是五边形………………………………………….8分
BF=(t-5)cm,CG=(8-t)cm,
∵∠FBH=∠FME,∠HFB=∠EFM,
∴△FBH∽△FME,
∴BFFM=BHEM,
∵BF=(t-5)cm,FM=4cm,EM=3cm,
则BH=34(t-5).
∴S△BFH=12BF·BH=12(t-5)×34(t-5)=38(t-5)2=38t2-154t+758………………………………………….9分
同理CP=34(8-t),
∴S△CGP=12CG·CP=12(8-t)×34(8-t)=38(8-t)2=38t2-6t+24…………………………………………..10分
∴S=S△EFG- S△BFH- S△CGP=12-(38t2-154t+758)-( 38t2-6t+24)=-34(t-132)2+16516.
∵-34<0,
∴函数图象有最高点,
当t=132时,S的最大值为16516……………………………………………………………………12分
【知识点】动点问题,二次函数的应用,相似三角形的性质和判定
9.(2018甘肃天水,T26,F12)已知:抛物线y=ax2+4ax+m(a>0)与x轴的一个交点为A(-1,0).
(1)求抛物线以x轴的另一个交点B的坐标;
(2)点D是抛物线与y轴的交点,点C是抛物线上的一个点,且以AB为一底的梯形ABCD的面积为9,求此抛物线的解析式;
(3)点E是第二象限内到x轴,y轴的距离比为5:2的点,如果点E在(2)中的抛物线上,且点E与点A在此抛物线对称轴的同侧.问:在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△APE的周长最小.若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【思路分析】
【解析】(1)抛物线y=ax2+4ax+m的对称轴为x=-2,
∵该抛物线与x轴的一个交点为A(-1,0),
∴抛物线与x轴的另一个交点为B(-3,0)………………………………………………….2分
(2)设点D的坐标为(0,m),
根据抛物线的对称性,可知点C的坐标为(-4,m)……………………………………….3分
S梯形ABCD=12(AB+CD)×OD=12×(2+4)m=9,
解得m=3………………………………………………………………………………………4分
设抛物线的关系式为y=a(x+3)(x+1),
∵点D(0,3)在图像上,
∴3=3a,
解得a=1,
则抛物线的解析式为y=x2+4x+3………………………………………………………………7分
(3)由点E是第二象限内到x轴,y轴的距离比为5:2的点,
设点E的坐标为(-2c,5c),
∵点E在抛物线y=x2+4x+3的图像上,
∴5c=4c2-8c+3,
解得c=14或c=3,
当c=14时,点E(-12,54);
当c=3时,点E(-6,15)(不符合题意,舍去). …………………………………………9分
点A关于对称轴x=-2对称的点为点B,△PAE的周长=PE+AP+AE=PE+PB+AE,AE的长
为定值,要求△PAE的周长最小,即要求PB+PE最小,根据两点之间线段最短,可知连接
BE与对称轴的交点即为点P…………………………………………………………………10分
设过点B(-3,0)和点E(-12,54)的直线为y=kx+b,
得54=-12k+b,0=-3k+b.
解得k=12,b=32.
∴直线BE的关系式为y=12x+32,………………………………………………………………11分
当x=-2时,y=12,
∴点P的坐标为(-2,12)……………………………………………………………………12分
【知识点】二次函数的应用,根据轴对称求线段和最小,待定系数法求一次函数解析式
10. (2018广东广州,23,12分)如图,在四边形ABCD中,∠B=∠C=90°,AB>CD,AD=AB+CD.
(1)利用尺规作∠ADC的平分线DE,交BC于点E,连接AE(保留作图痕迹,不写作法);
(2)在(1)的条件下,
①证明:AE⊥DE;
②若CD=2,AB=4,点M,N分别是AE,AB上的动点,求BM+MN的最小值.
【思路分析】(1)利用基本作图“作已知角的角平分线”,按照题目的作图语句作图;(2)①延长DE、AB相交于点F,由“角平分线、平行线”可以得出“等腰三角形ADF”,再结合“AD=AB+CD”,利用全等证得DE=EF,然后由“等腰三角形三线合一”证得AE⊥DE;②利用轴对称转化BM+MN,再利用垂线段最短分析得出B N′即为所求,利用相似三角形求出BN′的长.
【解析】(1)如图所示:
(2)如下图,延长DE、AB相交于点F.
∵∠ABC=∠C=90°,∴∠ABC+∠C=180°.∴AB∥CD.∴∠CDE=∠F.∵DE平分∠ADC,∴∠ADE=∠CDE.∴∠ADE=∠F.∴AD=AF=AB+BF.又AD=AB+CD.∴AB+BF=AB+CD.∴BF=CD.在△CED和△BFE中,,∴△CED≌△BFE.∴DE=EF.又AD=AF,∴AE⊥DE;
②如图,作DH垂直AB于H,作点N关于AE的对称点N′,则MN=M N′.∴BM+MN=BM+M N′.由①可得AD=AF,DE=EF.∴AE平分∠DAB. ∴点N′在AD上.∴当点B,M,N′共线且B N′⊥AD时BM+M N′有最小值,即BM+MN有最小值.在Rt△ADH中,AD=AB+CD=6,AH=AB-BH=2,有勾股定理可得,DH=.∵∠DHA=∠BN′A=90°,∠DAH=∠DAH,∴△DAH∽△BAN′.∴.∴.∴B N′=.
【知识点】全等三角形的判定与性质;矩形的判定与性质;作图—基本作图;轴对称的应用-最短距离问题;相似三角形的判定与性质
11. (2018贵州遵义,27题,14分)在平面直角坐标系中,二次函数的图像经过点C(0,2)和点D(4,-2),点E是直线与二次函数图像在第一象限内的交点。
(1)求二次函数的解析式及点E的坐标;
(2)如图①,若点M是二次函数图像上的点,且在直线CE的上方,连接MC,OE,ME,求四边形COEM面积的最大值及此时点M的坐标;
(3)如图②,经过A、B、C三点的圆交y轴于点F,求点F的坐标。
第27题图
【思路分析】(1)由待定系数法可得a和c的值,进而得到二次函数解析式,联立两个函数解析式可得交点E的坐标;(2)分析四边形COEM是由△COE和△CME组成的,而△COE面积已经确定,△CME中CE确定,点M位置不确定,因此以CE为底,M到CE的距离则为高,因为M在抛物线上运动,作一条与CE平行的直线,当它与抛物线相切时,两直线距离最远,即三角形的高最大,切点即为M点,设出直线的解析式,与抛物线联立得到一元二次方程,令△=0,可得直线解析式,进而求出点M坐标,求得四边形面积;(3)连接BF、AC,可得∠ACO=∠ABF,则△AOC∽△FOB,通过边的比例关系得到OF,进而得到F坐标。
【解析】(1)因为二次函数的图像经过点C(0,2)和点D(4,-2),由此可得,解得,二次函数解析式为,与联立,得x1=0(舍去),x2=3,此时,y=1,故E(3,1)。
(2)S四边形COEM=S△COE+S△CME,S△COE=,因为C(0,2),E(3,1),所以S△COE=3,S△CME=,其中h为点M到CE的距离,因为M在抛物线上运动,因此当平行于CE的直线与抛物线相切于点M时,h最大,从而面积最大,设l’:,与联立,得,△=36+8(6-3b)=0,b=,此时点M坐标为(,3),过M作MN∥y轴,交CE与点N,在中,令x=,得y=,N(,),所以S△CME==,所以S四边形COEM=S△COE+S△CME=
N
第27题解图
(3)在中,令y=0,得,,连接BF,AC,因为∠ACO=∠ABF,∠AOC=∠FOB,所以△AOC∽△FOB,则,所以,得,OF=,所以F(0,-)
【知识点】二次函数解析式,交点坐标,三角形面积,最值,相似三角形
12. (2018湖南省湘潭市,26,10分)如图,点P为抛物线y=x2上一动点.
(1)若抛物线y=x2是由抛物线y=(x+2)2-1通过图象平移得到的,请写出平移的过程;
(2)若直线l经过y轴上一点N,且平行于x轴,点N的坐标为(0,-1),过点P作PM⊥l于M.
①问题探究:如图一,在对称轴上是否存在一定点F,使得PM=PF恒成立?若存在,求出点F的坐标:若不存在,请说明理由.
②问题解决:如图二,若点Q的坐标为(1,5),求QP+PF的最小值.
【思路分析】(1)直接根据抛物线的平移规律“上加下减,左加右减”解答;(2)①过点P作PB⊥y轴于点B构造Rt△PFB,从而利用勾股定理求出BF的长,最后根据线段的和差关系求出OF的长,从而确定出点F的坐标;②根据①中的结论,得到PM=PF,所以QP+PF的最小值为QP+QM的最小值,即当Q、P、M三点共线时,从而求出结果.
【解析】解:(1)∵抛物线y=(x+2)2-1的顶点为(-2,-1),
∴抛物线y=(x+2)2-1的图象向上平移1个单位,再向右2个单位得到抛物线y=x2的图象.
(2)①存在一定点F,使得PM=PF恒成立.
如图一,过点P作PB⊥y轴于点B,
设点P坐标为(a,a2),∴PM=PF=a2+1,∵PB=a,∴点B的坐标为(0,a2),
∴Rt△PBF中,BF===a2-1,∵BO=a2,
∴OF=OB-BF=1,
∴点F坐标为(0,1)
②由①,PM=PF,
∴QP+PF的最小值为QP+QM的最小值,即当Q、P、M三点共线时,QP+QM有最小值为点Q纵坐标5.
∴QP+PF的最小值为5.
【知识点】二次函数的平移规律;勾股定理;点到直线的距离
13. (2018江苏淮安,27,12)如图,在平面直角坐标系中,一次函数的图像与x轴和y轴分别相交于A、B两点。动点P从点A出发,在线段AO上以每秒3个单位长度的速度向点O作匀速运动,到达点O停止运动。点A关于点P的对称点为点Q,以线段PQ为边向上作正方形PQMN。设运动时间为x秒。
(1) 当秒时,点Q的坐标是 ;
(2) 在运动过程中,设正方形PQMN与△AOB重叠部分的面积为S,求S与t的函数表达式;
(3) 若正方形PQMN对角线的交点为T,请直接写出运动过程中OT+PT的最小值。
【思路分析】本题综合考查动点问题,(1)由动点的特征,代入数据直接计算即可;
(2)由题意分类讨论,由动点的特征,分别代入数据直接计算即可
【解析】 (1)当 秒时,可得 AP=1,则点 P 坐标为(5,0),因点 A 坐标为(6,0),则点 Q 坐
标为(4,0).
(2)由题意可知:重叠部分面积为正方形面积减去△CDN 的面积,因运动时间为 t,且点 A 关
于点 P 的对称点为点 Q,即 AP=PQ=3t,则可设点 P 坐标为(6-3t,0),则点 C 坐标为(6-3t,2t),则 CN=t,
则当 0≤ t≤1 时,
则当时,
则当 时,
综上:
(3)
【知识点】正方形的性质;勾股定理;分类讨论思想;转化思想;待定系数法;数形结合法;条件探索型问题;
动点问题;坐标系中点的坐标特征
14. (2018贵州安顺,T26,F14)如图,已知抛物线的对称轴为直线x=-1,且抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,其中 A(1, 0),C (0, 3).
(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x=-1上找一个点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x=-1上的一个动点,求使△BPC为直角三角形的点P的坐标.
第26题图
【思路分析】(1)根据抛物线的对称轴是x=-1,A(1,0),可求出点B的坐标,联系C(0,3)利用两点式即可求出直线y=mx+n的解析式;把点A、C的坐标分别代入抛物线解析式得到a和b,c的关系式,再根据抛物线的对称轴方程可得a和b的关系式,联立得到方程组,解出a,b和c的值即可得到抛物线的解析式;
(2)由于点M在抛物线的对称轴上,∴点M到点B的距离和到点A的距离相等,要使MB+MC的值最小,就是使点B、M、C三点共线即可,即对称轴与直线BC的交点就是要求的点M位置,进而求出点M的坐标即可;
(3)设出点P的坐标为(-1,t),再根据点B、C的坐标得出BC²=18,PB²=4+t²,PC²=t²-6t+10,然后根据直角顶点分三种情况讨论,最后求出符合题意的t值即可求出点P的坐标.
【解题过程】解:(1)∵抛物线的对称轴是直线x=-1,A(1,0),
∴点B的坐标为(-3,0).
把B(-3,0)、C(0,3)分别代入直线y=mx+n中,
得解得
∴直线y=mx+n的解析式为y=x+3.
将A(1,0)和C(0,3)代入,
得a+b+c=0,c=3.由对称轴公式,得=-1,.
有解得
∴抛物线的解析式为.
(2)由于点M在抛物线的对称轴上,∴点M到点B的距离和到点A的距离相等,要使MB+MC的值最小,就是使点B、M、C三点共线即可,即对称轴与直线BC的交点就是要求的点M位置.
把x=-1代入直线y=x+3,得y=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)设P的坐标为(-1,t),
又∵B(-3,0)、C(0,3),
∴BC²=(-3)²+3²=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,解得t=-2;
②若点C为直角顶点,则BC²+PC²= PB²,即18+ t²-6t+10=4+t²,解得t=4;
③若点P为直角顶点,则PB²+PC²=BC²,即4+t²+ t²-6t+10=18,解得,.
综上所述,点P的坐标为(-1,-2)或(-1,4)或(-1,)或(-1,).
【知识点】待定系数法,二次函数图象的性质,勾股定理,解一元二次方程.
15. (2018湖南省永州市,25,12)如图1,抛物线的顶点A的坐标为(1,4),抛物线与x轴相交于B、C两点,与y轴交于点E(0,3).
(1)求抛物线的表达式;
(2)已知点F(0,-3),在抛物线的对称轴上是否存在一点G,使得EG+FG最小,如果存在,求出点G的坐标;如果不存在,请说明理由.
(3)如图2,连接AB,若点P是线段OE上的一动点,过点P作线段AB的垂线,分别与线段AB、抛物线相交于点M、N(点M、N都在抛物线对称轴的右侧),当MN最大时,求△PON的面积.
【思路分析】(1)将已知点代入二次函数的表达式y=a(x-1)2+4中求出a的值,即可求出二次函数的表达式;(2)由于点E、F位于抛物线的对称轴的同侧,因此,只需要作出其中一个点关于对称轴的对称点,再连接这个对称点与另外一个点所得直线与对称轴的交点,即为所求的点G,使得EG+FG最小;(3) 由于AB的长度是一个定值,当MN最大时,即转化为求△ABN的面积最大时对应的线段MN的长度,从而确定点N的坐标和PN所在的直线,即可求得点P的坐标和△PON的面积.
【解题过程】(1) 设所求二次函数的表达式为y=a(x-1)2+4,
∵ 抛物线与y轴交于点E(0,3),∴a(0-1)2+4=3,解得a=-1,
∴ 所求二次函数的表达式为y=-(x-1)2+4,即y=-x2+2x+3;
(2) 存在一点G,使得EG+FG最小.
∵ 抛物线的顶点A的坐标为(1,4),
∴ 点E(0,3)关于抛物线对称轴成轴对称的点为E′(2,3),
∵ 设直线E′F的函数表达式为y=kx+b,
∴ ,解得,即y=3x-3,
当x=1时,y=0,即点G(1,0),使得EG+FG最小.
(3) 连接AN、BN,过点N作NT∥y轴交AB、x轴分别于点S、T.
y=-x2+2x+3,当y=0时,x1=-1,x2=3,则B(3,0);
∵ A(1,4),B(3,0),∴AB=2;
设直线AB的函数表达式为y=mx+n,
∴ ,解得,即y=-2x+6,
设N(n,-n2+2n+3),则S(n,-2n+6),∴ NS=-n2+4n-3
∵ S△ABN=S△ANS+S△BNS,∴AB·MN=NS·(3-1),
∴ MN=(-n2+4n-3)=-(n2-4n+3)=-(n-2)2+,
即n=2时,N(2,3),线段MN最大,为;
∵ PN⊥AB,则直线PN的函数表达式为:y=x+c,且N(2,3),∴c=2,则y=x+2,
∴ 点P(0,2),∴S△OPN=OP·xN=×2×2=2.
【知识点】一次函数的图像与性质 二次函数的图像与性质 轴对称的性质
16.(2018广西玉林,26题,12分)如图,直线y=-3x+3与x轴、y轴分别交于A、B两点,抛物线y=-x2+bx+c与直线y=c分别交y轴的正半轴于点C和第一象限的点P,连接PB,得△PCB≌△BOA(O为坐标原点)。若抛物线与x轴正半轴交点为点F,设M是点C、F间抛物线上的一点(包括端点),其横坐标为m。
(1)直接写出点P的坐标和抛物线的解析式;
(2)当m为何值时,△MAB面积S取得最小值和最大值?请说明理由;
(3)求满足∠MPO=∠POA的点M的坐标。
第26题图
【思路分析】(1)由一次函数可得点A和点B坐标,由全等可得点C和点P坐标,带入二次函数解析式可得b、c的值,求得解析式;(2)△MAB中,AB的长度确定,面积随着M与AB的距离变化而变化,分析在CF范围内,点M距离AB最远和最近的位置,即可求得点M的坐标;(3)由∠MPO=∠POA,分类讨论,当M在CP段时,MP∥x轴,点M与点C重合,当M在FP段时,三角形OPN为等腰三角形,利用勾股定理求得点N坐标,从而得到PN表达式,联立二次函数求出点M坐标。
【解题过程】(1)在y=-3x+3中,令x=0,得y=3,B(0,3),令y=0,得x=1,A(1,0),因为△PCB≌△BOA,所以C(0,4),P(3,4),所以抛物线y=-x2+bx+c过点C(0,4),P(3,4),带入可得,解得,所以抛物线解析式为y=-x2+3x+4;
(2)设平行于直线y=-3x+3的直线l:y=-3x+n,如解图(1):①当直线l过点C时,n=4,即y=-3x+4,此时,点M和点C重合,②当直线l过点F时,n=12,即y=-3x+12,此时点M与点F重合,③当直线l与抛物线相切时,即-3x+n=-x2+3x+4,其中,△=36-4(n-4)=0,解得n=13,所以l:y=-3x+13,联立可解得x=3,y=4,此时点M与点P重合,因此,第①种情况时,△MAB面积最小,此时m=0,第③种情况时,△MAB面积最大,此时m=3;
第26题解图(1)
(3)如图,①当M在CP段时,因为∠MPO=∠POA,所以PM1∥x轴,即M1与C重合,所以M1(0,4);②当M在PF段时,设直线PM2与x轴交于点N,因为∠MPO=∠POA,则△ONP是等腰三角形,过点P作PQ⊥x轴于点Q,因为P(3,4),则OQ=3,PQ=4,设QN=x则PN=ON=x+3,在Rt△PQN中,由勾股定理得,42+x2=(x+3)2,解得,x=,所以N(,0),直线PN:,与二次函数联立,解得x1=3(舍去),x2=,此时y=,故M2(,).综上所述,M坐标为M1(0,4),M2(,)
M1
M2
N
Q
第26题解图(2)
【知识点】待定系数法,三角形面积,根的判别式,等腰三角形,勾股定理
17. (2018江苏省宿迁市,28,12)如图,在边长为1的正方形ABCD中,动点E、F分别在边AB、CD上,将正方形ABCD沿直线EF折叠,使点B的对应点M始终落在边AD上(点M不与点A、D重合),点C落在点N处,MN与CD交于点P,设BE=x.
(1)当AM=时,求x的值;
(2)随着点M在边AD上位置的变化,△PDM的周长是否发生变化?如果变化,请说明理由;如果不变,请求出该定值;
(3)设四边形BEFC的面积为S,求S与x之间的函数表达式,并求出S的最小值.
【思路分析】(1)利用△AEM为直角三角形,结合勾股定理可得x的值;(2)考量△MDP的周长,由于MP的长度不方便求,∴需要考虑将MP的长度进行转化,进而确定周长是否为定值;(3)只需考虑将CF的长度用x表示出来,面积的最小值即可利用二次函数求出.
第28题图
A
P
F
E
B
C
N
M
D
【解题过程】(1)由折叠可知ME=BE=x,∴AE=1-x.
在Rt△AEM中,由AM=,得()2+(1-x)2=x2. 2分
解得x=. 1分
第28题图
A
P
F
E
B
C
N
M
D
H
(2)连接AM、BO,过点B作BH⊥MN,垂足为H.
∵EB=EM,∴∠EBM=∠EMB.
∵∠EBC=∠EMN,
∴∠MBC=∠BMN.
又∵∠A=∠MHB,BM=BM,
∴△BAM≌△BHM. 1分
∴AM=HM,BH=AB.
∵BC=AB,
∴BH=BC.
又∵BP=BP,
∴Rt△BHP≌Rt△BCP. 1分
∴HP=PC.
∴△MDP的周长=MD+DP+MP=MD+DP+MH+HP=MD+AM+DP+PC=AD+DC=2.
∴△MDP的周长为2. 3分
第28题答图(2)
A
P
F
E
B
C
N
M
D
Q
(3)连接BM,过点F作FQ⊥AB,垂足为Q.
则QF=BC=AB.
∵∠BEF+∠EBM=90°,∠AMB+∠EBM=90°,
∴∠BEF=∠AMB.
又∵∠A=∠EQF,
∴△AMB≌△QEF.
∴AM=EQ.
设AM=a,则a2+(1-x)2=x2.
∴a=.
∴CF=x-. 1分
∴S=(CF+BE)×1
=( x-+x)
=(2 x-) . 1分
设=t,则2x=t2+1.
S=(t2+1-t)=(t-)2+. 1分
∴当t=,即x=时,面积的最小值为. 1分
【知识点】折叠问题,勾股定理,正方形的性质,一元二次方程,三角形全等
18. (2018山东省泰安市, 24,11)如图,在平面直角坐标系中,二次函数交轴于点、,交轴于点,在轴上有一点,连接.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若点为抛物线在轴负半轴上方的一个动点,求面积的最大值;
(3)抛物线对称轴上是否存在点,使为等腰三角形,若存在,请直接写出所有点的坐标,若不存在请说明理由.
【思路分析】本题考查了二次函数表达式的确定,利用函数求三角形面积的最大值以及直角三角形的判定. (1)直接将A、B、C三个点的坐标代入即可;(2)先求出直线AE的表达式,过点作与轴平行,交于点,交轴于点,过点作,垂足为,因为D、F的纵坐标相同,利用同一字母表示它们的坐标,DF为竖直高,,列出面积与的函数关系式,利用配方法求最值;(3)分为∠PAE=90°、∠APE=90°和∠AEP=90°三种情况进行讨论,利用相似或勾股定理进行解答.
【解题过程】解:(1)由题意可得
, 1分
解得,
所以二次函数的解析式为. 3分
(2)由,,
可求得所在直线解析式为. 4分
过点作与轴平行,交于点,交轴于点,过点作,垂足为,
设点坐标为,则点坐标为,
则, 5分
又,
∴
. 7分
∴当时,的面积取得最大值. 8分
(3)点的坐标为,,. 11分
【知识点】二次函数的表达式,待定系数法,二次函数求最值,勾股定理;分类讨论思想;数形结合思想;存在性问题.
19.(2018陕西,25,12分)
问题提出
(1)如图①,在△ABC中,∠A=120°,AB=AC=5,则△ABC的外接圆半径R的值为 .
问题探究
(2)如图②,⊙O的半径为13,弦AB=24,M是AB的中点,P是⊙O上一动点,求PM的最大值.
问题解决
(3)如图③所示,AB、AC、是某新区的三条规划路,其中,AB=6 km,AC=3 km,∠BAC=60°,所对的圆心角为60°.新区管委会想在路边建物资总站点P,在AB、AC路边分别建物资分站点E、F,也就是,分别在、线段AB和AC上选取点P、E、F.由于总站工作人员每天都要将物资在各物资站点间按P→E→F→P的路径进行运输,因此,要在各物资站点之间规划道路PE、EF和FP.为了快捷、环保和节约成本,要使得线段PE、EF、FP之和最短,试求PE+EF+FP的最小值.(各物资站点与所在道路之间的距离、路宽均忽略不计)
【思路分析】(1)找出△BAC外接圆的圆心,连接OA、OB、OC,证明△OAB和△OAC是等边三角形即可;(2)连接MO,并延长与⊙O相交于点P′,连接OA,OP,显然当点P运动到P′时,PM取得最大值,利用勾股定理可得;
(3)要使PE+EF+FP的和取最小值,需转化为“将军饮马”问题,即做点P关于AB和AC的对称点,由于点P也是动点,故结合(2)的结论可知点P在直线AO与的交点时PE+EF+FP取最小值,根据题目给出的数据进行计算即可.
【解题过程】(1)5
如图所示:设△ABC外接圆的圆心为O,连接OA、OB、OC.
则OA=OB=OC
∵AB=AC
∴△OAB≌△OAC
∴∠OAB=∠OAC=∠BAC=60°.
∴△OAB和△OAC都是等边三角形.
∴半径R=AB=AC=5.
(2)如图,连接MO,并延长与⊙O相交于点P′,连接OA,OP.
∵M是弦AB的中点,
∴OM⊥AB,AM=AB=12.
在Rt△AOM中,OM=.
∵PM≤OM+OP=OM+OP′=MP′=18,
∴当点P运动到P′时,PM取得最大值18.
(3)如图,P′为上任意一点,分别作点P′关于直线AB、AC的对称点P′1 、P′2,连接P′1 P′2,分别与AB、AC相交于点E′、F′,连接P′E′,P′F′,
∴△P′E′F′的周长= P′1E′+E′F′+P′2F′= P′1 P′2,
对于点P′及分别在AB、AC上的任意点E、F,
有△P′EF的周长≥△P′E′F′的周长= P′1 P′2的长.
连接A P′1 ,AP′,AP′2,
则A P′1=AP′= AP′2,∠P′1AB=∠P′AB,∠P′2AC=∠P′AC,
∴∠P′1A P′2=2∠BAC=120°,P′1 P′2=A P′1=A P′.
∴要使P′1 P′2最短,只要AP′最短.
设O为所在圆的圆心,连接OB、OC、OP′、OA,且OA与相交于点P,
则A P′+P′O≥AO.
∴A P′≥A P.
连接BC,易证,△ACB为直角三角形,且∠ABC=30°,∠ACB=90°.
∴BC=AC·tan60°=.
∵∠BOC=60°,OB=OC,
∴BO=BC=,∠OBC=60°,∠ABO=∠ABC+∠OBC=90°.
在Rt△ABO中,AO=.
∴AP=(AO-OP)=.
∴P′1 P′2的最小值为.
∴PE+EF+FP的最小值为()km.
【知识点】等腰三角形,三角形的外接圆,垂径定理,勾股定理,几何最值问题
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