内容正文:
第2讲 二次函数背景下的相似三角形的存在性
—(2022青浦、嘉定、崇明、宝山、静安一模24题解法分析+经典变式练)
二次函数背景下的相似三角形考点分析:
1.先求函数的解析式,然后在函数的图像上探求符合几何条件的点;
2.简单一点的题目,就是用待定系数法直接求函数的解析式;
3.复杂一点的题目,先根据图形给定的数量关系,运用数形结合的思想,求得点的坐标,继而用待定系数法求函数解析式;
4.还有一种常见题型,解析式中由待定字母,这个字母可以根据题意列出方程组求解;
5.当相似时:一般说来,这类题目都由图像上的点转化到三角形中的边长的问题,再由边的数量关系转化到三角形的相似问题;
6.考查利用几何定理和性质或者代数方法建立方程求解的方法。
【备注】:
1.以下每题教法建议,请老师根据学生实际情况参考;
2.在讲解时:不宜采用灌输的方法,应采用启发、诱导的策略,并在读题时引导学生发现一些题目中的条件(相等的量、不变的量、隐藏的量等等),使学生在复杂的背景下自己发现、领悟题目的意思;
3.可以根据各题的“教法指导”引导学生逐步解题,并采用讲练结合;注意边讲解边让学生计算,加强师生之间的互动性,让学生参与到例题的分析中来;
4.例题讲解,可以根据“参考教法”中的问题引导学生分析题目,边讲边让学生书写,每个问题后面有答案提示;
5.引导的技巧:直接提醒,问题式引导,类比式引导等等;
6.部分例题可以先让学生自己试一试,之后再结合学生做的情况讲评;
7.每个题目的讲解时间根据实际情况处理,建议每题7分钟,选讲例题在时间足够的情况下讲解。
例1.(2022青浦一模24).(12分)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C,顶点为点D.
(1)求该抛物线的表达式及点C的坐标;
(2)联结BC、BD,求∠CBD的正切值;
(3)若点P为x轴上一点,当△BDP与△ABC相似时,求点P的坐标.
【解答】解:(1)将A(﹣1,0)、B(3,0)代入y=x2+bx+c,
得,
解得:,
所以抛物线的表达式为y=x2﹣2x﹣3.
当x=0时,y=﹣3.
∴点C的坐标为(0,﹣3).
(2)∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴点D的坐标为(1,﹣4).
∵B(3,0)、C(0,﹣3)、D(1,﹣4),
∴BC=,DC=,BD=.
∴BC2+DC2=18+2=20=DB2.
∴∠BCD=90°.
∴tan∠CBD=.
(3)∵tan∠ACO=,
∴∠ACO=∠CBD.
∵OC=OB,
∴∠OCB=∠OBC=45°.
∴∠ACO+∠OCB=∠CBD+∠OBC.
即:∠ACB=∠DBO.
∴当△BDP与△ABC相似时,点P在点B左侧.
(i)当时,
∴.
∴BP=6.
∴P(﹣3,0).
(ii)当时,
∴.
∴BP=.
∴P(﹣,0).
综上,点P的坐标为(﹣3,0)或(﹣,0).
例2.(2022嘉定一模24)(12分)(2021秋•嘉定区期末)在平面直角坐标系xOy中,点A、B两点在直线y=x上,如图.二次函数y=ax2+bx﹣2的图象也经过点A、B两点,并与y轴相交于点C,如果BC∥x轴,点A的横坐标是2.
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)设这个二次函数图象的对称轴与BC交于点D,点E在x轴的负半轴上,如果以点E、O、B所组成的三角形与△OBD相似,且相似比不为1,求点E的坐标;
(3)设这个二次函数图象的顶点是M,求tan∠AMC的值.
【解答】解:(1)∵二次函数y=ax2+bx﹣2的图像与y轴相交于点C,
∴点C的坐标为(0,﹣2),
∵BC//x轴,
∴点B的纵坐标是﹣2,
∵点A、B两点在直线y=x上,点A的横坐标是2,
∴点A的坐标为(2,1),点B的坐标为(﹣4,﹣2),
∵这个二次函数的图像也经过点A(2,1)、B(﹣4,﹣2),
∴,
解这个方程组,得 a=,b=1,
∴二次函数的解析式是y=+x﹣2;
(2)根据(1)得,二次函数y=+x﹣2图像的对称轴是直线x=﹣2,
∴点D的坐标为(﹣2,﹣2),
∴OB=2,BD=2,
∵BC//x轴,
∴∠OBD=∠BOE,
∴以点E、O、B组成的三角形与△OBD相似有可能以下两种:
①当时,△BOD∽△OBE,显然这两相似三角形的相似比为1,与已知相似比不为1矛盾,这种情况应舍去,
②当时,△BOD∽△OEB,
∴,
∴OE=10,
又点E在x轴的负半轴上,
∴点E的坐标为 (﹣10,0);
(3)过点C作CH⊥AM,垂足为H,
根据(1)得,二次函数的解析式是y=+x﹣2的顶点坐标为M(﹣2,﹣3),
设直线AM的解析式为y=kx+m,
,
解得k=1,m=﹣1,
∴直线AM的解析式为y=x﹣1,
设