2022-2023学年九年级数学上学期期末专题13 压轴大题精选分类练
展开
这是一份2022-2023学年九年级数学上学期期末专题13 压轴大题精选分类练,共34页。
专题13 压轴大题精选分类练
一.二次函数综合
1.已知抛物线y=ax2+bx+3经过点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C,点P为第二象限内抛物线上的动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)过P点作x轴的垂线分别交BC、x轴于点D、E,设点P的横坐标为m.
①用含m的代数式表示线段PD的长;
②连接BP、CP,是否存在点P,使得四边形BPCO的面积最大?若存在,请求出四边形BPCO的最大面积;若不存在,请说明理由.
2.如图,在直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣2与x轴交于点A(﹣3,0)、B(1,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)在抛物线上是否存在点D,使得△ABD的面积等于△ABC的面积的53倍?若存在,求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)若点E是以点C为圆心且1为半径的圆上的动点,点F是AE的中点,请直接写出线段OF的最大值和最小值.
3.如图1,若抛物线l1的顶点A在抛物线l2上,抛物线l2的顶点B也在抛物线l1上(点A与点B不重合).我们称抛物线l1,l2互为“友好”抛物线,一条抛物线的“友好”抛物线可以有多条.
(1)如图2,抛物线l3:y=12(x﹣2)2﹣1与y轴交于点C,点D与点C关于抛物线的对称轴对称,则点D的坐标为 ;
(2)求以点D为顶点的l3的“友好”抛物线l4的表达式,并指出l3与l4中y同时随x增大而增大的自变量的取值范围;
(3)若抛物线y=a1(x﹣m)2+n的任意一条“友好”抛物线的表达式为y=a2(x﹣h)2+k,写出a1与a2的关系式,并说明理由.
4.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c交x轴于A、B两点,OA=1,OB=3,抛物线的顶点坐标为D(1,4).
(1)求A、B两点的坐标;
(2)求抛物线的表达式;
(3)过点D作直线DE∥y轴,交x轴于点E,点P是抛物线上A、D两点间的一个动点(点P不于A、D两点重合),PA、PB与直线DE分别交于点G、F,当点P运动时,EF+EG的值是否变化,如不变,试求出该值;若变化,请说明理由.
5.如图,已知抛物线经过原点O,顶点为A(1,1),且与直线y=x﹣2交于B,C两点.
(1)求抛物线的解析式及点C的坐标;
(2)求△ABC的面积;
(3)若点N为x轴上的一个动点,过点N作MN⊥x轴与抛物线交于点M,则是否存在以O,M,N为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
6.如图①抛物线y=ax2+bx+4(a≠0)与x轴,y轴分别交于点A(﹣1,0),B(4,0),点C三点.
(1)试求抛物线解析式;
(2)点D(3,m)在第一象限的抛物线上,连接BC,BD.试问,在对称轴左侧的抛物线上是否存在一点P,满足∠PBC=∠DBC?如果存在,请求出点P的坐标;如果不存在,请说明理由;
(3)点N在抛物线的对称轴上,点M在抛物线上,当以M、N、B、C为顶点的四边形是平行四边形时,请直接写出点M的坐标.
7.如图,抛物线y=﹣x2+bx+3与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,其中点A(﹣1,0).过点A作直线y=x+c与抛物线交于点D,动点P在直线y=x+c上,从点A出发,以每秒2个单位长度的速度向点D运动,过点P作直线PQ∥y轴,与抛物线交于点Q,设运动时间为t(s).
(1)直接写出b,c的值及点D的坐标;
(2)点E是抛物线上一动点,且位于第四象限,当△CBE的面积为6时,求出点E的坐标;
(3)在线段PQ最长的条件下,点M在直线PQ上运动,点N在x轴上运动,当以点D、M、N为顶点的三角形为等腰直角三角形时,请求出此时点N的坐标.
8.如图①,抛物线y=x2﹣(a+1)x+a与x轴交于A、B两点(点A位于点B的左侧),与y轴交于点C.已知△ABC的面积为6.
(1)求这条抛物线相应的函数表达式;
(2)在抛物线上是否存在一点P,使得∠POB=∠CBO,若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图②,M是抛物线上一点,N是射线CA上的一点,且M、N两点均在第二象限内,A、N是位于直线BM同侧的不同两点.若点M到x轴的距离为d,△MNB的面积为2d,且∠MAN=∠ANB,求点N的坐标.
二.相似综合
9.如图1,在▱ABCD中,AB=3cm,BC=5cm,AC⊥AB,△ACD沿AC的方向匀速平移得到△PNM,速度为1cm/s;同时,点Q从点C出发,沿CB方向匀速移动,速度为1cm/s,当△PNM停止平移时,点Q也停止移动,如图2,设移动时间为t(s)(0<t<4),连接PQ,MQ,解答下列问题:
(1)当t为何值时,PQ∥MN?
(2)当t为何值时,∠CPQ=45°?
(3)当t为何值时,PQ⊥MQ?
10.在矩形ABCD中,AB=3,AD=5,E是射线DC上的点,连接AE,将△ADE沿直线AE翻折得△AFE.
(1)如图①,点F恰好在BC上,求证:△ABF∽△FCE;
(2)如图②,点F在矩形ABCD内,连接CF,若DE=1,求△EFC的面积;
(3)若以点E、F、C为顶点的三角形是直角三角形,则DE的长为 .
专题13 压轴大题精选分类练
一.二次函数综合
1.已知抛物线y=ax2+bx+3经过点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C,点P为第二象限内抛物线上的动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)过P点作x轴的垂线分别交BC、x轴于点D、E,设点P的横坐标为m.
①用含m的代数式表示线段PD的长;
②连接BP、CP,是否存在点P,使得四边形BPCO的面积最大?若存在,请求出四边形BPCO的最大面积;若不存在,请说明理由.
试题分析:(1)根据抛物线y=ax2+bx+3经过点A(1,0)和点B(﹣3,0),用待定系数法即可求解;
(2)①先根据已知求出BC的表达式,再求出点P和点D坐标,用P点纵坐标减去D点纵坐标即可;②利用S四边形BOCP=S△OBC+S△PBC即可求解.
答案详解:解:(1)将A(1,0),B(﹣3,0)代入抛物线得:
a+b+3=09a−3b+3=0,
解得:a=−1b=−2,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3;
(2)①当x=0时,y=3,
∴C(0,3),
设直线BC为y=kx+b(k≠0),
将B(﹣3,0)(10,3)代入得:
−3k+b=03=b,
解得:k=1b=3,
∴直线BC为y=x+3,
当x=m时,y=m+3,
∴D(m,m+3),P(m,﹣m2﹣2m+3),
∴PD=﹣m2﹣2m+3﹣(m+3)=﹣m2﹣3m;
②存在,理由:
∵S△BPC=S△BPD+S△CPD=12×3×PD=−32m2−92m,
∴S四边形BPOC=S△BPC+S△BOC=−32m2−92m+92=−32(m+32)2+638,
∵−32<0.
∴当m=−32时,四边形BPOC面积最大,最大值为638.
答:存在点P使S四边形BPOC面积最大,最大面积为638.
2.如图,在直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣2与x轴交于点A(﹣3,0)、B(1,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)在抛物线上是否存在点D,使得△ABD的面积等于△ABC的面积的53倍?若存在,求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)若点E是以点C为圆心且1为半径的圆上的动点,点F是AE的中点,请直接写出线段OF的最大值和最小值.
试题分析:(1)把点A、B的坐标分别代入函数解析式,列出关于a、b的方程组,通过解方程组求得它们的值即可;
(2)D点应该在x轴的上方或下方,在下方时,通过计算得到),△ABD的面积是△ABC面积的43倍,判断D点一定在x轴上方.设D(m,n),根据两个三角形间的面积关系求得m、n的值,由此易得点D的坐标;
(3)设E(x,y),由点E是以点C为圆心且1为半径的圆上的动点,利用勾股定理得到点E的坐标为(x,−1−x2−2);再由点F是AE的中点表示出点F的坐标(x−32,−1−x2−22);设F(m,n),利用m、n、x的关系得到:n=−1−(2m+3)2−22,通过计算整理出(n+1)2+(m+32)2=(12)2,由此得出点F的运动轨迹是以(−32,﹣1)为圆心,以12为半径的圆,再计算AF的最大值与最小值即可.
答案详解:解:(1)把A(﹣3,0)、B(1,0)分别代入,得
9a−3b−2=0a+b−2=0.
解得a=23b=43.
故该抛物线解析式是:y=23x2+43x−2;
(2)若D在x轴的下方,当D为抛物线顶点(﹣1,−83)时,
∵C(0,﹣2),
∴△ABD的面积是△ABC面积的43倍,
∵43<53,所以D点一定在x轴上方.
设D(m,n),
∵△ABD的面积是△ABC面积的53倍,
∴n=103,
∴23m2+43m−2=103,
∴m=﹣4或m=2.
∴D(﹣4,103)或(2,103);
(3)设E(x,y),
∵点E是以点C为圆心且1为半径的圆上的动点,
∴x2+(y+2)2=1,
∴y=−1−x2−2
∴E(x,−1−x2−2).
∵点F是AE的中点,
∴F(x−32,−1−x2−22).
设F(m,n),
∴m=x−32,n=−1−x2−22.
∴x=2m+3,
∴n=−1−(2m+3)2−22.
∴(2n+2)2=1﹣(2m+3)2.
整理,得(n+1)2+(m+32)2=(12)2,
∴点F的运动轨迹是以(−32,﹣1)为圆心,以12为半径的圆,
∴最大值:(0+32)2+12+12=132+12.
最小值:(0+32)2+12−12=132−12.
综上所述,线段OF的最大值是132+12;,最小值是132−12.
3.如图1,若抛物线l1的顶点A在抛物线l2上,抛物线l2的顶点B也在抛物线l1上(点A与点B不重合).我们称抛物线l1,l2互为“友好”抛物线,一条抛物线的“友好”抛物线可以有多条.
(1)如图2,抛物线l3:y=12(x﹣2)2﹣1与y轴交于点C,点D与点C关于抛物线的对称轴对称,则点D的坐标为 (4,1) ;
(2)求以点D为顶点的l3的“友好”抛物线l4的表达式,并指出l3与l4中y同时随x增大而增大的自变量的取值范围;
(3)若抛物线y=a1(x﹣m)2+n的任意一条“友好”抛物线的表达式为y=a2(x﹣h)2+k,写出a1与a2的关系式,并说明理由.
试题分析:(1)求出C点的坐标,根据得出求出D点的坐标即可;
(2)设l4的函数解析式是y=a(x﹣4)2+1,根据由“友好”抛物线的定义得出l4过点(2,﹣1),代入求出a,即可得出答案;
(3)根据抛物线y=a1(x﹣m)2+n与抛物线y=a2(x﹣h)2+k互为“友好”抛物线得出方程组,再相加,即可得出答案.
答案详解:解:(1)y=12(x﹣2)2﹣1,
当x=0时,y=12×(0﹣2)2﹣1=1,
即C点的坐标是(0,1),
∵抛物线y=12(x﹣2)2﹣1的对称轴是直线x=2,
∴点C关于直线x=2的对称点D的坐标是(4,1),
即D点的坐标是(4,1),
所以答案是:(4,1);
(2)y=12(x﹣2)2﹣1的顶点坐标是(2,﹣1),
设l4的函数解析式是y=a(x﹣4)2+1,
∵由“友好”抛物线的定义,l4过点(2,﹣1),
∴﹣1=a(2﹣4)2+1,
解得:a=−12,
∴l4的函数解析式是y=−12(x﹣4)2+1,
∴l3与l4中y同时随x增大而增大的自变量的取值范围是2≤x≤4;
(3)a1+a2=0,
理由是:∵抛物线y=a1(x﹣m)2+n与抛物线y=a2(x﹣h)2+k互为“友好”抛物线,
∴k=a1(ℎ−m)2+nn=a2(m−ℎ)2+k,
方程的两边相加得:k+n=(a1+a2)(m﹣h)2+n+k,
即(a1+a2)(m﹣h)2=0,
∵m≠h,
∴a1+a2=0.
4.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c交x轴于A、B两点,OA=1,OB=3,抛物线的顶点坐标为D(1,4).
(1)求A、B两点的坐标;
(2)求抛物线的表达式;
(3)过点D作直线DE∥y轴,交x轴于点E,点P是抛物线上A、D两点间的一个动点(点P不于A、D两点重合),PA、PB与直线DE分别交于点G、F,当点P运动时,EF+EG的值是否变化,如不变,试求出该值;若变化,请说明理由.
试题分析:(1)由OA、OB的长度及已知点A在x轴负半轴,点B在x轴正半轴上等可直接写出点A、B的坐标;
(2)由顶点D的坐标可设顶点式y=a(x﹣1)2+4,将点A的坐标代入即可;
(3)EF+EG的值不发生变化,设点P(a,﹣a2+2a+3),分别求出直线AP和直线BP的解析式,再求出点G和点F的坐标,可写出含字母a的GE和FE的长度,直接计算即可.
答案详解:解:(1)∵OA=1,OB=3,且点A在x轴负半轴,点B在x轴正半轴上,
∴A(﹣1,0),B(3,0);
(2)∵顶点坐标为D(1,4),
∴可设抛物线的解析式为y=a(x﹣1)2+4,
将点A(﹣1,0)代入y=a(x﹣1)2+4,
得,0=4a+4,
∴a=﹣1,
∴抛物线解析式为y=﹣(x﹣1)2+4=﹣x2+2x+3;
(3)EF+EG的值不发生变化,理由如下:
设点P(a,﹣a2+2a+3),
设直线AP的解析式为y=kx+b,
将点A(﹣1,0),(a,﹣a2+2a+3)代入,
得,−k+b=0ak+b=−a2+2a+3,
解得,k=3−ab=3−a,
∴直线AP的解析式为y=(3﹣a)x+3﹣a,
∵抛物线y=﹣(x﹣1)2+4的对称轴为x=1,点G在对称轴上,
∴G(1,6﹣2a),
∴EG=6﹣2a,
设直线BP的解析式为y=mx+n,
将点B(3,0),(a,﹣a2+2a+3)代入,
得,3m+n=0am+n=−a2+2a+3,
解得,m=−(a+1)n=3(a+1),
∴直线BP的解析式为y=﹣(a+1)x+3(a+1),
∵点F在对称轴上,
∴F(1,2a+2),
∴EF=2a+2,
∴EF+EG=2a+2+6﹣2a=8,
∴当点P运动时,EF+EG的值不变化,值为8.
5.如图,已知抛物线经过原点O,顶点为A(1,1),且与直线y=x﹣2交于B,C两点.
(1)求抛物线的解析式及点C的坐标;
(2)求△ABC的面积;
(3)若点N为x轴上的一个动点,过点N作MN⊥x轴与抛物线交于点M,则是否存在以O,M,N为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
试题分析:(1)可设顶点式,把原点坐标代入可求得抛物线解析式,联立直线与抛物线解析式,可求得C点坐标;
(2)设直线AC的解析式为y=kx+b,与x轴交于D,得到y=2x﹣1,求得BD=2−12=32于是得到结论;
(3)设出N点坐标,可表示出M点坐标,从而可表示出MN、ON的长度,当△MON和△ABC相似时,利用三角形相似的性质可得MNAB=ONBC或MNBC=ONAB,可求得N点的坐标.
答案详解:解:(1)∵顶点坐标为(1,1),
∴设抛物线解析式为y=a(x﹣1)2+1,
又抛物线过原点,
∴0=a(0﹣1)2+1,解得a=﹣1,
∴抛物线解析式为y=﹣(x﹣1)2+1,
即y=﹣x2+2x,
联立抛物线和直线解析式可得y=−x2+2y=x−2,
解得x=2y=0或x=−1y=−3,
∴B(2,0),C(﹣1,﹣3);
(2)设直线AC的解析式为y=kx+b,与x轴交于D,
把A(1,1),C(﹣1,﹣3)的坐标代入得1=k+b−3=−k+b,
解得:k=2b=−1,
∴y=2x﹣1,
当y=0,即2x﹣1=0,
解得:x=12,
∴D(12,0),
∴BD=2−12=32
∴△ABC的面积=S△ABD+S△BCD=12×32×1+12×32×3=3;
(可以利用勾股定理的逆定理证明∠ABC=90°).
(3)假设存在满足条件的点N,设N(x,0),则M(x,﹣x2+2x),
∴ON=|x|,MN=|﹣x2+2x|,
由(2)知,AB=2,BC=32,
∵MN⊥x轴于点N,
∴∠ABC=∠MNO=90°,
∴当△ABC和△MNO相似时,有MNAB=ONBC或MNBC=ONAB,
①当MNAB=ONBC时,
∴|−x2+2x|2=|x|32,即|x||﹣x+2|=13|x|,
∵当x=0时M、O、N不能构成三角形,
∴x≠0,
∴|﹣x+2|=13,
∴﹣x+2=±13,解得x=53或x=73,
此时N点坐标为(53,0)或(73,0);
②当MNBC=ONAB时,
∴|−x2+2x|32=|x|2,
即|x||﹣x+2|=3|x|,
∴|﹣x+2|=3,
∴﹣x+2=±3,
解得x=5或x=﹣1,
此时N点坐标为(﹣1,0)或(5,0),
综上可知存在满足条件的N点,其坐标为(53,0)或(73,0)或(﹣1,0)或(5,0).
6.如图①抛物线y=ax2+bx+4(a≠0)与x轴,y轴分别交于点A(﹣1,0),B(4,0),点C三点.
(1)试求抛物线解析式;
(2)点D(3,m)在第一象限的抛物线上,连接BC,BD.试问,在对称轴左侧的抛物线上是否存在一点P,满足∠PBC=∠DBC?如果存在,请求出点P的坐标;如果不存在,请说明理由;
(3)点N在抛物线的对称轴上,点M在抛物线上,当以M、N、B、C为顶点的四边形是平行四边形时,请直接写出点M的坐标.
试题分析:(1)把已知点A、B代入抛物线y=ax2+bx+4中即可求解;
(2)将二次函数与方程、几何知识综合起来,先求点D的坐标,再根据三角形全等证明∠PBC=∠DBC,最后求出直线BP解析式即可求出P点坐标;
(3)根据平行四边形的判定即可写出点M的坐标.
答案详解:解:如图:
(1)∵抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴,y轴分别交于点A(﹣1,0),B(4,0),点C三点.
∴a−b+4=016a+4b+4=0,
解得a=−1b=3.
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+3x+4.
(2)存在.理由如下:
y=﹣x2+3x+4=﹣(x﹣1.5)2+6.25.
∵点D(3,m)在第一象限的抛物线上,
∴m=4,
∴D(3,4),
∵C(0,4),
∴OC=OB,
∴∠OBC=∠OCB=45°.
连接CD,∴CD∥x轴,
∴∠DCB=∠OBC=45°,
∴∠DCB=∠OCB,
在y轴上取点G,使CG=CD=3,
再延长BG交抛物线于点P,
在△DCB和△GCB中,
CB=CB∠DCB=∠OCBCG=CD,
∴△DCB≌△GCB(SAS)
∴∠DBC=∠GBC.
设直线BP解析式为yBP=kx+b(k≠0),把G(0,1),B(4,0)代入,得
k=−14,b=1,
∴BP解析式为yBP=−14x+1.
yBP=−14x+1,y=﹣x2+3x+4,
当y=yBP 时,−14x+1=﹣x2+3x+4,
解得x1=−34,x2=4(舍去),
∴y=1916,
∴P(−34,1916).
(3)设点N(1.5,n),
当BC、MN为平行四边形对角线时,
由BC、MN互相平分,M(2.5,4﹣n),
代入y=﹣x2+3x+4,
得4﹣n=﹣6.25+7.5+4,解得n=﹣1.25,
∴M(2.5,5.25);
当BM、NC为平行四边形对角线时,
由BM、NC互相平分,M(﹣2.5,4+n),
代入y=﹣x2+3x+4,
得4+n=﹣6.25﹣7.5+4,解得n=﹣13.75,
∴M(﹣2.5,﹣9.75);
当MC、BN为平行四边形对角线时,
由MC、BN互相平分,M(5.5,n﹣4),
代入y=﹣x2+3x+4,
得n﹣4=﹣6.25﹣7.5+4,解得n=﹣5.75,
∴M(5.5,﹣9.75).
综上所述,点M的坐标为:M1(2.5,5.25),M2(﹣2.5,﹣9.75),M3(5.5,﹣9.75).
7.如图,抛物线y=﹣x2+bx+3与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,其中点A(﹣1,0).过点A作直线y=x+c与抛物线交于点D,动点P在直线y=x+c上,从点A出发,以每秒2个单位长度的速度向点D运动,过点P作直线PQ∥y轴,与抛物线交于点Q,设运动时间为t(s).
(1)直接写出b,c的值及点D的坐标;
(2)点E是抛物线上一动点,且位于第四象限,当△CBE的面积为6时,求出点E的坐标;
(3)在线段PQ最长的条件下,点M在直线PQ上运动,点N在x轴上运动,当以点D、M、N为顶点的三角形为等腰直角三角形时,请求出此时点N的坐标.
试题分析:(1)将点A的坐标分别代入抛物线和直线的表达式即可求解;
(2)求出直线CE的表达式为:y=(2﹣m)x+3,则点H(3m−2,0),△CBE的面积=12BH×(xC﹣yE)=12×(3−3m−2)(3+m2﹣2m﹣3)=6,即可求解;
(3)PQ=﹣t2+4t﹣t=﹣t2+3t,故PQ有最大值,点P(12,32),①当∠DMN为直角时,(Ⅰ)当点M在x轴上方时,如图2,证明△DGM≌△MHN(AAS),则GD=MH,NH=GM,即可求解(Ⅱ)当点M在x轴下方时,同理可得:△MEN≌△DHM(AAS),即可求解;②当∠DNM为直角时,同理可解.
答案详解:解:(1)将点A的坐标代入y=﹣x2+bx+3得:0=﹣1﹣b+3,
解得:b=2,
将点A的坐标代入y=x+c并解得:c=1,
故抛物线和直线的表达式分别为:y=﹣x2+2x+3,y=x+1;
联立上述两式得:y=−x2+2x+3y=x+1,解得:x=2y=3,
故点D(2,3);
(2)如图1,设直线CE交x轴于点H,
设点E(m,﹣m2+2m+3),而点C(0,3),
将点E、C坐标代入一次函数表达式y=sx+t得:−m2+2m+3=ms+tt=3,解得:s=−m+2t=3,
故直线CE的表达式为:y=(2﹣m)x+3,
令y=0,则x=3m−2,故点H(3m−2,0),
△CBE的面积=12BH×(yC﹣yE)=12×(3−3m−2)(3+m2﹣2m﹣3)=6,
解得:m=﹣1(舍弃)或4,故点E(4,﹣5);
(3)点C、D的纵坐标相同,故CD∥x轴,
t秒时,AP=2t,则点P在x轴和y轴方向移动的距离均为t,故点P(t﹣1,t),
当x=t﹣1时,y=﹣x2+2x+3=﹣t2+4t,故点Q(t﹣1,﹣t2+4t),
则PQ=﹣t2+4t﹣t=﹣t2+3t,
∵﹣1<0,故PQ有最大值,此时,t=32,则点P(12,32),
故直线PQ表达式为:x=12;
设点M(12,m),点N(n,0),而点D(2,3);
①当∠DMN为直角时,
(Ⅰ)当点M在x轴上方时,如图2,
设直线PQ交x轴于点H,交CD于点G,
∵∠DMG+∠GDM=90°,∠DMG+∠HMN=90°,
∴∠HMN=∠GDM,MN=MD,∠DGM=∠MHN=90°,
∴△DGM≌△MHN(AAS),
∴GD=MH,NH=GM,
即:m=2−123−m=n−12,解得:m=32n=2,
故点N(2,0);
(Ⅱ)当点M在x轴下方时,如图3,
过点M作x轴的平行线交过点与y轴的平行线于点H,交过点N与y轴的平行线于点E,
同理可得:△MEN≌△DHM(AAS),
故:NE=MH,EM=DH,
即−m=2−1212−n=3−m,解得:m=−32n=−4,
故点N(﹣4,0);
②当∠DNM为直角时,
(Ⅰ)当点N在x轴左侧时,如图4,
过点N作y轴的平行线交过点C与x轴的平行线于点H,交过点M与x轴的平行线于点R,
同理可得:△DHN≌△NRM(AAS),
∴RM=NH,即3=12−n,解得:n=﹣2.5;
(Ⅱ)当点N在x轴右侧时,如图5,
过点N作y轴的平行线交过点M与x轴的平行线于点H,交过点D与x轴的平行线于点G,
同理可得:△MHN≌△NGD(AAS),
∴MH=GN,即n−12=3,解得:n=3.5,
综上,N的坐标为:(2,0)或(﹣4,0)或(﹣2.5,0)或(3.5,0).
8.如图①,抛物线y=x2﹣(a+1)x+a与x轴交于A、B两点(点A位于点B的左侧),与y轴交于点C.已知△ABC的面积为6.
(1)求这条抛物线相应的函数表达式;
(2)在抛物线上是否存在一点P,使得∠POB=∠CBO,若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图②,M是抛物线上一点,N是射线CA上的一点,且M、N两点均在第二象限内,A、N是位于直线BM同侧的不同两点.若点M到x轴的距离为d,△MNB的面积为2d,且∠MAN=∠ANB,求点N的坐标.
试题分析:(1)令y=0求出点A坐标为(a,0),点B坐标为(1,0),令x=0,求出点C坐标为(0,a),再由△ABC的面积得到12(1−a)⋅(−a)=6即可求a的值;
(2)①当点P在x轴上方时,直线OP的函数表达式为y=3x,则直线与抛物线的交点为P(1+132,3+3132);②当点P在x轴下方时,直线OP的函数表达式为y=﹣3x,则直线与抛物线的交点为P(−5+372,15−3372);
(3)过点A作AE⊥BM于点E,过点N作NF⊥BM于点F,设AM与BN交于点G,延长MN与x轴交于点H;由S△AMB=S△MNB,得到AE=NF,可以证明四边形AEFN是矩形,再证明△AMB≌△NBM(SAS),进而证明M、N、H三点的横坐标相同,且BH=MH,设点M的坐标为(t,t2+2t﹣3),则有1﹣t=t2+2t﹣3,能求出点N的横坐标为﹣4,再设直线AC:y=kx﹣3,则0=﹣3k﹣3,得到y=﹣x﹣3,可求N点坐标.
答案详解:解:(1)当y=0时,x2﹣(a+1)x+a=0,
解得x1=1,x2=a,
∵点A位于点B的左侧,
∴点A坐标为(a,0),点B坐标为(1,0),
当x=0时,y=a,
∴点C坐标为(0,a),
∴AB=1﹣a,OC=﹣a,
∵△ABC的面积为6,
∴12(1−a)⋅(−a)=6,
∴a1=﹣3,a2=4,
∵a<0,
∴a=﹣3,
∴y=x2+2x﹣3;
(2)设直线BC:y=kx﹣3,则0=k﹣3,
∴k=3;
①当点P在x轴上方时,直线OP的函数表达式为y=3x,
则y=3xy=x2+2x−3,
∴x1=1+132y1=3+3132,x2=1−132y2=3−3132,
∴点P坐标为(1+132,3+3132);
②当点P在x轴下方时,直线OP的函数表达式为y=﹣3x,
则y=−3xy=x2+2x−3
∴x1=−5+372y1=15−3372,x2=−5−372y2=15+3372,
∴点P坐标为(−5+372,15−3372),
综上可得 点P坐标为(1+132,3+3132)或(−5+372,15−3372);
(3)过点A作AE⊥BM于点E,过点N作NF⊥BM于点F,设AM与BN交于点G,延长MN与x轴交于点H;
∵AB=4,点M到x轴的距离为d,
∴S△AMB=12×AB×d=12×4×d=2d,
∵S△MNB=2d,
∴S△AMB=S△MNB,
∴12×BM×AE=12×BM×NF,
∴AE=NF,
∵AE⊥BM,NF⊥BM,
∴四边形AEFN是矩形,
∴AN∥BM,
∵∠MAN=∠ANB,
∴GN=GA,
∵AN∥BM,
∴∠MAN=∠AMB,∠ANB=∠NBM,
∴∠AMB=∠NBM,
∴GB=GM,
∴GN+GB=GA+GM即BN=MA,
在△AMB和△NBM中AM=NB∠AMB=∠MB=BMNBM
∴△AMB≌△NBM(SAS),
∴∠ABM=∠NMB,
∵OA=OC=3,∠AOC=90°,
∴∠OAC=∠OCA=45°,
又∵AN∥BM,
∴∠ABM=∠OAC=45°,
∴∠NMB=45°,
∴∠ABM+∠NMB=90°,
∴∠BHM=90°,
∴M、N、H三点的横坐标相同,且BH=MH,
∵M是抛物线上一点,
∴可设点M的坐标为(t,t2+2t﹣3),
∴1﹣t=t2+2t﹣3,
∴t1=﹣4,t2=1(舍去),
∴点N的横坐标为﹣4,
可设直线AC:y=kx﹣3,则0=﹣3k﹣3,
∴k=﹣1,
∴y=﹣x﹣3,
当x=﹣4时,y=﹣(﹣4)﹣3=1,
∴点N的坐标为(﹣4,1).
二.相似综合
9.如图1,在▱ABCD中,AB=3cm,BC=5cm,AC⊥AB,△ACD沿AC的方向匀速平移得到△PNM,速度为1cm/s;同时,点Q从点C出发,沿CB方向匀速移动,速度为1cm/s,当△PNM停止平移时,点Q也停止移动,如图2,设移动时间为t(s)(0<t<4),连接PQ,MQ,解答下列问题:
(1)当t为何值时,PQ∥MN?
(2)当t为何值时,∠CPQ=45°?
(3)当t为何值时,PQ⊥MQ?
试题分析:(1)根据勾股定理求出AC,根据PQ∥AB,得出CPCA=CQCB,可求t的值;
(2)如图2,过点Q作QE⊥AC,则QE∥AB,可得CQCB=CECA=QEAB,可求CE=45t,QE=35t,由等腰直角三角形的性质可得PE=QE=35t,即可求t的值;
(3)如图2,过点P作PF⊥BC于F点,过点M作MH⊥BC,交BC延长线于点H,可证四边形PMHF是矩形,可得PM=FH=5,通过证明△ABC∽△FPC,可得PFAB=CFAC=PCBC,可求PF=12−3t5,CF=16−4t5,通过证明△PFQ∽△QHM,可得
PFFQ=QHHM,即可求解.
答案详解:解:(1)∵AB=3cm,BC=5cm,AC⊥AB,
∴AC=BC2−AB2=4cm,
∵MN∥AB,PQ∥MN,
∴PQ∥AB,
∴CPCA=CQCB,
∴4−t4=t5,
∴t=209s
(2)如图2,过点Q作QE⊥AC,则QE∥AB,
∴CQCB=CECA=QEAB,
∴t5=CE4=QE3,
∴CE=45t,QE=35t,
∵∠CPQ=45°,
∴PE=QE=35t,
∴t+35t+45t=4,
∴t=53s
(3)如图2,过点P作PF⊥BC于F点,过点M作MH⊥BC,交BC延长线于点H,
∴四边形PMHF是矩形,
∴PM=FH=5,
∵∠A=∠PFC=90°,∠ACB=∠PCF,
∴△ABC∽△FPC,
∴PFAB=CFAC=PCBC,
∴PF3=CF4=4−t5
∴PF=12−3t5,CF=16−4t5,
∴QH=5﹣FQ=5﹣(CF﹣CQ)=9+9t5,
∵PQ⊥MQ,
∴∠PQF+∠MQH=90°,且∠PQF+∠FPQ=90°,
∴∠FPQ=∠MQH,且∠PFQ=∠H=90°,
∴△PFQ∽△QHM,
∴PFFQ=QHHM,
∴12−3t516−4t5−t=9+9t512−3t5
∴t=32s.
10.在矩形ABCD中,AB=3,AD=5,E是射线DC上的点,连接AE,将△ADE沿直线AE翻折得△AFE.
(1)如图①,点F恰好在BC上,求证:△ABF∽△FCE;
(2)如图②,点F在矩形ABCD内,连接CF,若DE=1,求△EFC的面积;
(3)若以点E、F、C为顶点的三角形是直角三角形,则DE的长为 5(34−5)3或53或5或15 .
试题分析:(1)先利用同角的余角相等,判断出∠CEF=∠AFB,即可得出结论;
(2)先判断出△FGE∽△AHF,得出EFFA=GFAH,进而得出AH=5GF,在Rt△AHF中,根据勾股定理求出GF=513,即可得出结论;
(3)分点E在线段CD上和DC的延长线上,再分别分两种情况,利用勾股定理直接计算或建立方程求解即可得出结论.
答案详解:(1)解:在矩形ABCD中,∠B=∠C=∠D=90°,
由折叠可得:∠D=∠EFA=90°,
∵∠EFA=∠C=90°,
∴∠CEF+∠CFE=∠CFE+∠AFB=90°,
∴∠CEF=∠AFB,
在△ABF和△FCE中
∵∠AFB=∠CEF,∠B=∠C=90°,
∴△ABF∽△FCE;
(2)解:如图1,
过点F作FG⊥DC交DC于点G,FH⊥AB于点H,则∠EGF=∠AHF=90°
在矩形ABCD中,∠D=90°,
由折叠可得:∠D=∠EFA=90°,DE=EF=1,AD=AF=5
∵∠EGF=∠EFA=90°,
∴∠GEF+∠GFE=∠AFH+∠GFE=90°,
∴∠GEF=∠AFH,
在△FGE和△AHF中,
∵∠GEF=∠AFH,∠EGF=∠FHA=90°,
∴△FGE∽△AHF,
∴EFFA=GFAH,
∴15=GFAH,
∴AH=5GF,
在Rt△AHF中,∠AHF=90°,
∵AH2+FH2=AF2,
∴(5GF)2+(5﹣GF)2=52,
∴GF=513,
∴△EFC的面积为12×513×2=513;
(3)解:设DE=x,
∵以点E、F、C为顶点的三角形是直角三角形,
∴①当点E在线段CD上时,∠DAE<45°,
∴∠AED>45°,由折叠知,∠AEF=∠AED>45°,
∴∠DEF=∠AED+∠AEF>90°,
∴∠CEF<90°,
∴只有∠EFC=90°或∠ECF=90°,
Ⅰ、当∠EFC=90°时,如图2,
由折叠知,∠AFE=∠D=90°,
∴∠AFE+∠EFC=90°,
∴点A,F,C在同一条线上,
即:点F在矩形的对角线AC上,
在Rt△ACD中,AD=5,CD=AB=3,
根据勾股定理得,AC=34,
由折叠知,EF=DE=x,AF=AD=5,
∴CF=AC﹣AF=34−5,
在Rt△ECF中,EF2+CF2=CE2,
∴x2+(34−5)2=(3﹣x)2,
∴x=5(34−5)3,
即:DE=5(34−5)3;
Ⅱ、当∠ECF=90°时,如图3,点F在BC上,由折叠知,EF=DE=x,AF=AD=5,
在Rt△ABF中,根据勾股定理得,BF=AF2−AB2=4,
∴CF=BC﹣BF=1,
在Rt△ECF中,根据勾股定理得,CE2+CF2=EF2,
∴(3﹣x)2+12=x2,
∴x=53,
即:DE=53;
②当点E在DC延长线上时,CF在∠AFE内部,而∠AFE=90°,
∴∠CFE<90°,
∴只有∠CEF=90°或∠ECF=90°,
Ⅰ、当∠CEF=90°时,如图4,
由折叠知,AD=AF=5,∠AFE=90°=∠D=∠CEF,
∴四边形AFED是正方形,
∴DE=AF=5;
Ⅱ、当∠DCF=90°时,如图5,
∵∠ABC=∠BCD=90°,
∴点F在CB的延长线上,
∴∠ABF=90°,
由折叠知,EF=DE=x,AF=AD=5,
在Rt△ABF中,根据勾股定理得,BF=AF2−AB2=4,
∴CF=BC+BF=9,
在Rt△ECF中,根据勾股定理得,CE2+CF2=EF2,
∴(x﹣3)2+92=x2,
∴x=15,
即:DE=15,
综上所述,DE的长为5(34−5)3或53或5或15,
所以答案是5(34−5)3或53或5或15,
相关试卷
这是一份专题13 压轴大题精选分类练-2022-2023学年九年级数学上学期期末分类复习满分冲刺(苏科版),文件包含专题13压轴大题精选分类练原卷版docx、专题13压轴大题精选分类练解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共36页, 欢迎下载使用。
这是一份专题09 压轴大题分类练(三大考点)(期末真题精选)-2022-2023学年七年级数学上学期期末分类复习满分冲刺(人教版),文件包含七年级数学上册专题09压轴大题分类练三大考点期末真题精选原卷版docx、七年级数学上册专题09压轴大题分类练三大考点期末真题精选解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共53页, 欢迎下载使用。
这是一份专题05 填空压轴题分类练(十大考点) (期末真题精选)-2022-2023学年七年级数学上学期期末分类复习满分冲刺(人教版),文件包含七年级数学上册专题05填空压轴题分类练十大考点期末真题精选原卷版docx、七年级数学上册专题05填空压轴题分类练十大考点期末真题精选解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共33页, 欢迎下载使用。