内容正文:
2024成都中考数学二轮复习专题
二次函数--矩形和正方形专项训练(学生版)
目标层级图
课中讲解
一. 矩形的存在性问题
内容讲解
例题:抛物线与x轴交于A、B两点,(点A在B的左侧),与y轴交于点C,点P是对称轴上一点,点Q为平面内任意一点,是否存在以A、C、P、Q为顶点的四边形是矩形?若存在,求出点Q坐标,若不存在,说明理由。
类比平行四边形存在性问题的解法,解决问题时仍考虑分两类情况:
1 定线段AC为边 ②定线段AC为对角线。 由矩形的性质可知,矩形的四个角都是直角,结合这一特性,可以考虑使用“两线一圆”(参考直角三角形存在性问题)的构图方式,准确做出图形,然后依据图形特征设计方案求解。
1. 当AC为边时,利用“两线”构图方式准确确定点P位置,此时图形中出现“斜直角”,可考虑“改斜归正”,构造相似,利用相似三角形性质转换线段OA、OC长,得出点P坐标,进而利用平移得出点Q坐标;(这里还有其它解决办法,不再叙述,请思考)
2. 当AC为对角线时,利用“一圆”构图方式准确确定点P位置,图形之中仍有“斜直角”的存在,利用“改斜归正”的方法构造相似,结合相似三角形的性质,把A、C、P三点坐标转化线段长并建立方程,然后解方程可得点P坐标,再次利用点的平移求出点Q坐标。
矩形存在性问题的这种解决思路,方法比较简单,需要在平行四边形基础上利用“两线一圆”构图,然后设计求解方案。
题型一:固定一条边,设点坐标和K型相似列方程
例1.如图,已知抛物线与坐标轴的交点依次是,,.
(1)求抛物线关于原点对称的抛物线的解析式;
(2)设抛物线的顶点为,抛物线与轴分别交于,两点(点在点的左侧),顶点为,四边形的面积为.若点,点同时以每秒1个单位的速度沿水平方向分别向右、向左运动;与此同时,点,点同时以每秒2个单位的速度沿竖直方向分别向下、向上运动,直到点与点重合为止.求出四边形的面积与运动时间之间的关系式,并写出自变量的取值范围;
(3)当为何值时,四边形的面积有最大值,并求出此最大值;
(4)在运动过程中,四边形能否形成矩形?若能,求出此时的值;若不能,请说明理由.
过关检测
1.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于,两点(点在点的左侧),经过点的直线与轴交于点,与抛物线的另一个交点为,且.
(1)直接写出点的坐标,并求直线的函数表达式(其中,用含的式子表示);
(2)点是直线上方的抛物线上的一点,若的面积的最大值为,求的值;
(3)设是抛物线对称轴上的一点,点在抛物线上,以点,,,为顶点的四边形能否成为矩形?若能,求出点的坐标;若不能,请说明理由.
2.如图,在平面直角坐标系中,抛物线的图象与x轴交于点A(2,0)、B(﹣4,0),与y轴交于点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接BD,点P在抛物线的对称轴上,以Q为平面内一点,以点P、B、D、Q为顶点的四边形能否成为矩形?若能,请求出点P的坐标;若不能,请说明理由;
题型二:固定一个点,其他两个点或者三个点有限制条件
例2.已知抛物线经过点,顶点为,对称轴是直线.
(1)求抛物线的函数表达式和顶点的坐标;
(2)如图1,抛物线与轴交于点,连接,过作轴于点,是线段上的动点(点不与,两点重合);
若直线将四边形分成面积比为的两部分,求点的坐标;
如图2,连接,作矩形,在点的运动过程中,是否存在点落在轴上的同时点恰好落在抛物线上?若存在,求出此时的长;若不存在,请说明理由.
过关检测
1.在平面直角坐标系中,平行四边形如图放置,点、的坐标分别是、,将此平行四边形绕点顺时针旋转,得到平行四边形.
(1)若抛物线经过点、、,求此抛物线的解析式;
(2)在(1)的情况下,点是第一象限内抛物线上的一动点,问:当点在何处时,的面积最大?最大面积是多少?并求出此时的坐标;
(3)在(1)的情况下,若为抛物线上一动点,为轴上的一动点,点坐标为,当、、、构成平行四边形时,求点的坐标,当这个平行四边形为矩形时,求点的坐标.
题型三:矩形相关的代数问题
例3.如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,抛物线的对称轴与轴交于点,顶点坐标为.
(1)求抛物线的表达式和顶点的坐标;
(2)如图1,点为抛物线上一点,点不与点重合,当时,过点作轴,交抛物线的对称轴于点,作轴与点,得到矩形,求矩形的周长的最大值;
过关检测
1.如图1,在平面直角坐标系中,直线:与轴、轴分别交于点和点,抛物线经过点,且与直线的另一个交点为.
(1)求的值和抛物线的解析式;
(2)点在抛物线上,且点的横坐标为.轴交直线于点,点在直线上,且四边形为矩形(如图2).若矩形的周长为,求与的函数关系式以及的最大值.
二.正方形存在性问题
由于正方形比较特殊,其中相等的角、边太多,所以解决有关正方形的题目,多采用几何论证方法,最主要围