内容正文:
数学
2024 济南
精讲本
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第十节 二次函数中特殊三角形存在性问题
1.等腰三角形存在性
已知条件:若A(xA,yA),B(xB,yB)为已知点,C为x轴上一点,为所求点.
二次函数中特殊三角形存在性问题
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利用距离公式求坐标:
(1)设点:设点C的坐标为(m,0);
(2)表示线段的平方:
AB2=(xA-xB)2+(yA-yB)2,
AC2=(xA-m)2+yA2,BC2=(xB-m)2+yB2;
(3)分类讨论:
①AB2=AC2,即(xA-xB)2+(yA-yB)2=(xA-m)2+yA2;
②AB2=BC2,即(xA-xB)2+(yA-yB)2=(xB-m)2+yB2;
③AC2=BC2,即(xA-m)2+yA2=(xB-m)2+yB2.
(4)求解得点C的坐标.
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2.直角三角形存在性
利用勾股定理求坐标:
(1)设点:设出点C的坐标;
(2)表示线段:利用两点间距离公式分别表示出AB,AC,BC的长;
(3)分类讨论:
①当点A为直角顶点时,AB2+AC2=BC2;
②当点B为直角顶点时,AB2+BC2=AC2;
③当点C为直角顶点时,AC2+BC2=AB2;
(4)代入列方程,求解.
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如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=- x2- x+2的图象与x轴交于A(-3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C.在抛物线的对称轴上是否存在点Q,使△BCQ是等腰三角形?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
母题分析:典型的等腰三角形存在性问题,涉及
等腰三角形的性质,重点在于要分类讨论,根据
等腰三角形两腰相等列关系式求解.
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求直角三角形存在点坐标
在核心母题中的二次函数基础上,如图,在抛物线的对称轴上是否存在点Q,使△ACQ为直角三角形;若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
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求等腰直角三角形存在点坐标
在核心母题中的二次函数基础上,如图,在平面直角坐标系中,是否存在点Q,使△BCQ是以BC为腰的等腰直角三角形?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
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解:存在.理由如下:
如图,以BC为边在两侧作正方形BCQ1Q2、正方形BCQ4Q3,则点Q1,Q2,Q3,Q4为符合题意要求的点.过点Q1作Q1D⊥y轴于点D.
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∵∠BCQ1=90°,∴∠Q1CD+∠OCB=90°.
又∵在Rt△OBC中,∠OCB+∠CBO=90°,∴∠Q1CD=∠CBO.
又∵Q1C=BC,∠Q1DC=∠BOC,
∴△Q1CD≌△CBO(AAS),∴Q1D=OC=2,CD=OB=1,
∴OD=OC+CD=3,∴Q1(2,3).
同理求得Q2(3,1),Q3(-1,-1),Q4(-2,1),
∴存在点Q,使△BCQ是以BC为腰的等腰直角三角形,点Q的坐标为(2,3)或(3,1)或(-1,-1)或(-2,1).
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求相似三角形存在点坐标
在核心母题中的二次函数基础上,如图,点Q是直线AC上方抛物线上一动点,过点Q作QE垂直于x轴,垂足为E.是否存在点Q,使以点B,Q,E为顶点的三角形与△AOC相似?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
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3.等腰直角三角形存在性
利用边相等+勾股定理:
设P(xP,yP),Q(xQ,yQ),O(xO,yO).
①∠P=90°.
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(PO2=PQ2,,PO2+PQ2=OQ2))⇒eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1((xO-xP)2+(yO-yP)2=(xP-xQ)2+(yP-yQ)2,,(xO-xP)2+(yO-yP)2+(xP-xQ)2+(yP-yQ)2=,(xO-xQ)2+(yO-yQ)2;))
②∠Q=90°.
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(QO2=QP2,,QO2+QP2=OP2))⇒
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1((xQ-xO)2+(yQ-yO)2=(xQ-xP)2+(yQ-yP)2,,(xQ-xO)2+(yQ-yO)2+(xQ-xP)2+(yQ-yP)2=,(xO-xP)2+(yO-yP)2;))
③∠O=90°.
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(OP2=OQ2,,OP2+OQ2=PQ2))⇒
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1((xO-xP)2+(yO-yP)2=(xO-xQ)2+(yO-yQ)2,,(xO-xP)2+(yO-yP)2+(xO-xQ)2+(yO-yQ)2=,(xP-xQ)2+(yP-yQ)2.))
4.相似三角形存在性
若以点A,B,C为顶点的三角形与已知△DEF相似,其中∠ABC=∠DE