(2023年株洲市压轴题)孔明是一个喜欢**钻研的同学,他在和同学们一起研究某条抛物线的性质时,将一把直角三角板的直角顶点置于平面直角坐标系的原点,两直角边与该抛物线交于、两点,请解答以下问题:
1)若测得(如图1),求的值;
2)对同一条抛物线,孔明将三角板绕点旋转到如图2所示位置时,过作轴于点,测得,写出此时点的坐标,并求点的横坐标;
3)对该抛物线,孔明将三角板绕点旋转任意角度时惊奇地发现,交点、的连线段总经过一个固定的点,试说明理由并求出该点的坐标.
考点:坐标系的知识、二次函数的知识,对称的性质,三角形的相似,方程的知识等等。
专题:压轴题。
解答:1)设线段与轴的交点为,由抛物线的对称性可得为中点,,,
将(,)代入抛物线得,.
2)解法一:过点作轴于点,点的横坐标为,∴ 1,),
. 又 ,易知,又,△∽
设点(,)则,,∴即点的横坐标为。
解法二:过点作轴于点,点的横坐标为,∴ 1,),
易知,, 设点(-,则,,∴即点的横坐标为。
解法三:过点作轴于点,点的横坐标为,∴ 1,),
设(-,则,解得:,即点的横坐标为。
3)解法一:设。
设直线的解析式为:, 则,得,
又易知△∽△
.由此可知不论为何值,直线恒过点(,)
解法二:设。
直线与轴的交点为,根据,可得。
化简,得。
又易知△∽△
为固定值。故直线恒过其与轴的交点(,)
2011营口)如图(1),直线y=-x+3与x轴、y轴分别交于点b、点c,经过b、c两点的抛物线y=x2+bx+c与x轴的另一个交点为a,顶点为p.
1)求该抛物线的解析式;
2)在该抛物线的对称轴上是否存在点m,使以c、p、m为顶点的三角形为等腰三角形?若存在,请直接写出所有符合条件的点m的坐标;若不存在,请说明理由;
3)连接ac,在x轴上是否存在点q,使以p、b、q为顶点的三角形与△abc相似?若存在,请求出点q的坐标;若不存在,请说明理由;
4)当0<x<3时,在抛物线上求一点e,使△cbe的面积有最大值.
图(2)、图(3)供画图**)
解:(1)由已知,得b(3,0),c(0,3),{3=c0=9+3b+c,解得{b=-4c=3,抛物线解析式为y=x2-4x+3;
2)∵y=x2-4x+3=(x-2)2-1,对称轴为x=2,顶点坐标为p(2,-1),满足条件的点m分别为m1(2,7),m2(2,25-1),m3(2,32),m4(2,-25-1);
3)由(1),得a(1,0),连接bp,∠cba=∠abp=45°,当bqbp=bcba时,△abc∽△pbq,bq=3.
q1(0,0),当bqbp=babc时,△abc∽△qbp,bq=23.
q′(73,0).
4)当0<x<3时,在此抛物线上任取一点e,连接ce、be,经过点e作x轴的垂线fe,交直线bc于点f,设点f(x,-x+3),点e(x,x2-4x+3),ef=-x2+3x,s△cbe=s△cef+s△bef=12efob,-32x2+92x,-32(x-32)2+278,a=-32<0,当x=32时,s△cbe有最大值,y=x2-4x+3=-34,e(32,-34).
2011芜湖)平面直角坐标系中,aboc如图放置,点a、c的坐标分别为(0,3)、(1,0),将此平行四边形绕点o顺时针旋转90°,得到a'b'oc'.
1)若抛物线过点c,a,a',求此抛物线的解析式;
2)aboc和a'b'oc'重叠部分△oc'd的周长;
3)点m是第一象限内抛物线上的一动点,问:点m在何处时△ama'的面积最大?最大面积是多少?并求出此时m的坐标.
解:(1)设过点c(-1,0),a(0,3),a'(3,0)的抛物线为y=ax+bx+c.则:
0=a-b+c;
3=c;0=9a+3b+c.
解得:a=-1,b=2,c=3.故此抛物线为y= -x+2x+3.
2)∠c'od=∠cao;∠oc'd=∠oca.
∠c'od+∠oc'd=∠cao+∠oca=90°,则∠odc'=∠oab=90°.
又∠c'od=∠boa.故⊿c'od∽⊿boa,(c'o+od+dc')/bo+oa+ab)=oc'/ob.
即(c'o+od+dc')/10+3+1)=1/√10,c'o+od+dc'=(5+2√10)/5.
3)设点m为(m,n),作mh垂直y轴于h,则mh=m,oh=n;n=-m+2m+3.
连接aa',则s⊿ama'=s梯形mhoa'-s⊿mha-s⊿aoa'
即s⊿ama'=(mh+oa')*oh/2-mh*ha/2-3*3/2=(m+3)*n/2-m*(n-3)/2-9/2=(3/2)n+(3/2)m-9/2
3/2)*(m+2m+3)+(3/2)m-9/2=(-3/2)m+(9/2)m=(-3/2)(m-3/2)+27/8.
当m=3/2时,s⊿ama'有最大值,且最大值为27/8;
此时:n=-m+2m+3=-(3/2)+2*(3/2)+3=15/4.即此时点m为(3/2,15/4).
2011潍坊)如图,y关于x的二次函数y=-33m(x+m)(x-3m)图象的顶点为m,图象交x轴于a、b两点,交y轴正半轴于d点.以ab为直径作圆,圆心为c.定点e的坐标为(-3,0),连接ed.(m>0)
1)写出a、b、d三点的坐标;
2)当m为何值时m点在直线ed上?判定此时直线与圆的位置关系;
3)当m变化时,用m表示△aed的面积s,并在给出的直角坐标系中画出s关于m的函数图象的示意图.
解答:解:(1)a(﹣m,0),b(3m,0),d(0, m).
(2)设直线ed的解析式为y=kx+b,将e(﹣3,0),d(0, m)代入得:
解得,k= ,b= m.
∴直线ed的解析式为y= mx+ m.
将y=﹣ x+m)(x﹣3m)化为顶点式:y=﹣ x+m)2+ m.
∴顶点m的坐标为(m, m).代入y= mx+ m得:m2=m
∵m>0,∴m=1.所以,当m=1时,m点在直线de上.
连接cd,c为ab中点,c点坐标为c(m,0).
∵od= ,oc=1,∴cd=2,d点在圆上。
又oe=3,de2=od2+oe2=12,ec2=16,cd2=4,∴cd2+de2=ec2.
∴∠fdc=90°
∴直线ed与⊙c相切.
(3)当0<m<3时,s△aed= ae.ood= m(3﹣m)
s=﹣ m2+ m.
当m>3时,s△aed= ae.ood= m(m﹣3).
即s= m2_ m.
2011上海)已知平面直角坐标系xoy(如图),一次函数y=34x+3的图象与y轴交于点a,点m在正比例函数y=32x的图象上,且mo=ma.二次函数y=x2+bx+c的图象经过点a、m.
1)求线段am的长;
2)求这个二次函数的解析式;
3)如果点b在y轴上,且位于点a下方,点c在上述二次函数的图象上,点d在一次函数y=34x+3的图象上,且四边形abcd是菱形,求点c的坐标.
解析:∵函数 y=3/4x+3的图象与y轴交于点a,点m在正比例函数 y=3/2x的图像上。
a(0,3)
设m(x,y)
过m作me⊥y轴于e
在⊿aem和⊿oem中。
om=am,∴am^2=x^2+(3-y)^2=om^2=x^2+y^2==>y=3/2
m(1,3/2)
点a、m在二次函数y=x2+bx+c的图象上。
c=3, 3/2=1+b+3==>b=-5/2
二次函数y=x^2-5/2x+3
点b在y轴上,且位于点a下方,点c在上述二次函数的图象上,点d在一次函数 y=3/4x+3的图象上,且四边形abcd是菱形。
3 cd=ad c=(xc,xc2-2.5xc+3d(xc,3/4xc+3)
cd=3/4x+3-(x2-5x/2+3)=-x2+13x
ad=根号x2+(3/4x)2=5x/4
5x/4=-x2+13x/4解得x1=0(舍去) x2=2
∴x=2 把x=2代入。
y=2c(2,2)
由勾股定理得am=om=√(1+9/4)=√13/2
2011黔南州)如图,在平面直角坐标系中,点a的坐标为(1,3),△aob的面积是3.
1)求点b的坐标;
2)求过点a、o、b的抛物线的解析式;
3)在(2)中抛物线的对称轴上是否存在点c,使△aoc的周长最小?若存在,求出点c的坐标;若不存在,请说明理由;
4)在(2)中x轴下方的抛物线上是否存在一点p,过点p作x轴的垂线,交直线ab于点d,线段od把△aob分成两个三角形,使其中一个三角形面积与四边形bpod面积比为2:3?若存在,求出点p的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)由题意得:12ob3=3,ob=2,b(-2,0);
2)设抛物线的解析式为y=ax(x+2),代入点a(1,3),得a=33,y=33x2+233x;(3)存在点c.
b、o两点关于抛物线对称轴x=-1对称,连接ab交抛物线对称轴于c点连接oc、oa,c点即为所求.
设直线ab解析式为y=kx+b,将a、b两点坐标代入,得{k+b=3-2k+b=0,解得{k=33b=233,y=33x+233,当x=-1时,y=33,∴c(-1,33).
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