2025年贵州省九年级中考数学一轮复习课件:专题5二次函数综合题
2024-12-15
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普通
内容正文:
专题五 二次函数综合题
二次函数性质综合题(8年2考:2022·24,2019·24)
类型一
例1 如图,已知抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)经过点A(1,0)和点B(3,0),与y轴相交于点C.
(1)求此抛物线的表达式;
典例精析
典例精析
解:∵抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)经过点A(1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C,
∴y=a(x-1)(x-3)=ax2-4ax+3a.
∴3a=3,即a=1.
∴抛物线表达式为y=x2-4x+3.
已知抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)经过点A(1,0)和点B(3,0),代入即可求解.
(2)若P是直线BC下方的抛物线上一动点(不与点B,C重合),过点P作y轴的平行线交直线BC于点D,设点P的横坐标为m.
①用含有m的代数式表示线段PD的长;
解:如答图,设直线BC表达式为y=kx+b,①由y=
x2-4x+3可知,对称轴为直线x=2,点C(0,3),
将点B(3,0),C(0,3)代入直线BC表达式y=kx+b,
则解得
∴直线BC表达式为:yBC=-x+3.
设P(m,m2-4m+3),
∵过点P作y轴的平行线交直线BC于点D,
∴D(m,-m+3).
∴PD=(-m+3)-(m2-4m+3)=-m2+3m.
②连接PB,PC,求△PBC的面积最大时点P的坐标.
解:S△PBC=S△CPD+S△BPD=OB·PD=-m2+m=-+,
∴当m=时,S有最大值.
此时,m2-4m+3=-.∴P.
∴△PBC的面积最大时点P的坐标为.
①求出点C坐标及BC表达式,根据过点P作y轴的平行线交直线BC于点D,即可用含m的代数式表示出点P和D的坐标,进而求解;
②用含m的代数式表示出△PBC的面积,可得S是关于m的二次函数,即可求解.
1.(2024毕节三模)如图1,是一间学校体育场的遮阳棚截面图,某校数学兴趣小组学习二次函数后,受到该图启示设计了一个遮阳棚截面模型,它的截面图是抛物线的一部分(如图2所示),抛物线的顶点在C处,对称轴OC与横梁AB相互垂直,且CO=5,AB=10.
针对训练
(1)建立如图2平面直角坐标系,求此抛物线的函数表达式;
解:∵CO=5,AB=10,∴C(0,5),A(-5,0),B(5,0).设抛物线的函数表达式为y=ax2+5,把B(5,0)代入得25a+5=0,解得a=-.∴抛物线的函数表达式为y=-x2+5.
(2)若为了使遮阳棚更加牢固,在遮阳棚内部设计了一个矩形框架(如图2所示),且DE∶EF=4∶3,求EF的长;
解:∵四边形DEFG是矩形,∴∠FEO=90°.∵DE∶EF=4∶3,∴设DE=4a,EF=3a.∴F(2a,3a).把F(2a,3a)代入y=-x2+5得3a=-×(2a)2+5,解得a=(负值舍去).∴EF=.
(3)根据(1)中求解得到的函数表达式,若当p≤x≤p+1时,函数的最大值与最小值的差为1,求p的值.
解:∵a=-<0,对称轴为直线x=0,∴当x<0时,y随着x的增大而增大;当x>0时,y随着x的增大而减小.
①p<0,∴当p≤x≤p+1时,y随着x的增大而增大.∴函数的最大值为y=-(p+1)2+5,函数最小值为y=-p2+5.∵函数的最大值与最小值的差为1,即-(p+1)2+5+p2-5=1,∴p=-3;
②p>0,∴当p≤x≤p+1时,y随着x的增大而减小.∴函数的最小值为y=-(p+1)2+5,函数最大值为y=-p2+5.∵函数的最大值与最小值的差为1,∴-p2+5+(p+1)2-5=1.∴p=2.
综上所述,p的值为-3或2.
角度1 特殊三角形存在性问题
1.求二次函数与等腰三角形(含等边三角形)存在性问题中的动点坐标
二次函数几何综合题(8年2考:2018·25,2017·25)
类型二
核心技法
题目类型 典型问题 基本模型(找点) 基本方法
两定
一动 已知点A,点B坐标,在x轴上取点C,使得△ABC是等腰三角形
两圆一线
1.两圆:分别以点A,B为圆心,以线段AB为半径作圆,与x轴交点即为满足条件的点C,有AB=AC,BA=BC
2.一线:作AB的垂直平分线,与x轴的交点即为满足条件的点C,有CA=CB
代数法 几何法
设点C坐标(m,0),利用两点间的距离公式表示三边,借助三边两两相等,分情况:
①AB=BC,
②AB=AC,
③BC=AC,列方程计算即可
注意:需排除三点共线的情况 构造直角三角形,利用勾股定理求解
注意:需排除三点共线的情况
一定
两动 先分析完整的动态过程,再抓住固定的角,在每一个象限内分情况讨论,一种情况是定角作为底角,一种情况是定角作为顶角
2.求二次函数与直角三角形存在性问题中的动点坐标
题目类型 典型问题 基本模型(找点) 基本方法
两定
一动 已知点A,点B的坐标,在x轴上找一点C,使得△ABC是直角三角形
一圆两线
1.两线:分别过点A,B作AB的垂线,垂线与x轴的交点即为所求的点C
2.一圆:以线段AB为直径作圆,圆与x轴的交点即为所求的点C
代数法 几何法
设点C的坐标为(m,0),利用两点间的距离公式表示三边,借助勾股定理,分情况:
①AB2=AC2+BC2,
②AC2=AB2+BC2,
③BC2=AB2+AC2,列方程,计算即可 过锐角顶点向直角顶点所在的直线作垂线,构造相似或全等的直角三角形
两动一定 利用垂直构造直角三角形,找到固定的角,然后根据直角顶点或斜边分类讨论
例2 (2024眉山)如图,抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于点A(-3,0)和点B,与y轴交于点C(0,3),点D在抛物线上.
(1)求该抛物线的表达式;
解:把A(-3,0),C(0,3)代入y=-x2+bx+c得解得∴抛物线的表达式为y=-x2-2x+3.
把A(-3,0),C(0,3)代入y=-x2+bx+c求解即可.
(2)当点D在第二象限内,且△ACD的面积为3时,求点D的坐标;
解:过点D作DK∥y轴交AC于点K,如答图,
由A(-3,0),C(0,3)得直线AC的表达式为y=x+3.设D(t,-t2-2t+3),则K(t,t+3),∴DK=-t2-2t+3-(t+3)=-t2-3t.∵△ACD的面积为3,
∴DK·|xA-xC|=3,
即(-t2-3t)×3=3.解得t=-1或t=-2.
∴D的坐标为(-1,4)或(-2,3).
第一步:过点D作DK∥y轴交AC于点K,求得直线AC的表达式为y=x+3;
第二步:设D(t,-t2-2t+3),则K(t,t+3),故DK=-t2-3t;
第三步:由△ACD的面积为3,得DK·|xA-xC|=3,即(-t2-3t)×3=3,解出t的值即可得D的坐标.
(3)在直线BC上是否存在点P,使△OPD是以PD为斜边的等腰直角三角形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
解:存在.点P的坐标为(0,3)或(,)或(,)或(,-).
第一步:求出A(-3,0),B(1,0),直线BC表达式为y=-3x+3;
第二步:设P(m,-3m+3),D(n,-n2-2n+3),过点P作PN⊥y轴于点N,过点D作DM⊥y轴于点M;
第三步:分情况分别画出图形,根据等腰直角三角形性质和全等三角形判定与性质解答即可.
2.(2024达州)如图1,抛物线y=ax2+bx-3与x轴交于点A(-3,0)和点B(1,0),与y轴交于点C,D是抛物线的顶点.
(1)求抛物线的表达式;
针对训练
解:由题意,得y=a(x+3)(x-1)=a(x2+2x-3)=ax2+bx-3,解得a=1,b=2,∴抛物线的表达式为y=x2+2x-3.
(2)如图2,连接AC,DC,直线AC交抛物线的对称轴于点M,若P是直线AC上方抛物线上一点,且S△PMC=2S△DMC,求点P的坐标;
解:由抛物线的表达式知,点C(0,-3),D(-1,-4),
抛物线的对称轴为直线x=-1,过点D作直线DG∥AC交y
轴于点G,在点C上方取点L使CL=2CG,过点L作直线LP∥AC交抛物线于点P,则点P为所求点,如图,由点A,C坐标,得直线AC的表达式为y=-x-3.∵DG∥AC,∴直线DG的表达式为y=-(x+1)-4.∴点G(0,-5),则CG=5-3=2,则CL=4.∴点L的坐标为(0,1).∴直线LP的表达式为y=-x+1.联立上式和抛物线的表达式,得x2+2x-3=-x+1,解得x=1或x=-4.
即点P(1,0)或(-4,5).
(3)若N是抛物线对称轴上位于点D上方的一动点,是否存在以点N,A,C为顶点的三角形是等腰三角形,若存在,请直接写出满足条件的点N的坐标;若不存在,请说明理由.
解:存在,点N的坐标为(-1,±)或(-1,-1)或(-1,-3+).
角度2 相似三角形的存在性问题
核心技法
题目类型 典型问题 基本方法
“两个定三
角形”判定
相似
设A(xA,yA)
B(xByB),
C(xC,yC) 已知一角相等,证相似 等角分显性和隐性,方法如下:
①运用两点间的距离公式求出已知角的两条边,若是“相似”,对应边成比例有两种情况,分类求解;
②利用定角定比结论,即确定的角,其三角函数值确定,巧用三角函数求解
没有角相等,证相似 运用两点间的距离公式求出两个三角形各边的长,看是否成比例.若成比例则相似,否则不相似
题目类型 典型问题 基本方法
“一定一
动”两三角
形相似 如图,在抛物线上是否存在点P,使△AOC与△ACP相似
设A(xA,yA),B(xB,yB),
C(xC,yC),P(m,n) 已知有一个角相等的情形 ①把动点坐标表示出来(用字母表示);
②让形成相等的夹角的那两边对应成比例;
③列出方程;④解方程,去掉不合题意的点
未知是否有一角相等的情形 ①找特殊角:在定三角形中,先用观察法得出某一个角可能是特殊角,再为该角寻找一个直角三角形,用锐角三角函数的方法得出特殊角的度数;②求(动)点坐标:在动点坐标用字母表示后,分析在动三角形中哪个角可以和定三角形中的那个特殊角相等,借助特殊角为动点寻找一个直角三角形,求出动点坐标;③再验证:验证已知角的两边是否成比例
例3 如图,二次函数y=ax2+bx+4交x轴于点A(-1,0)和B(4,0),交y轴于点C.
(1)求二次函数的表达式;
典例精析
典例精析
解:∵二次函数y=ax2+bx+4交x轴于点A(-1,0)和B(4,0),
∴把A,B代入y=ax2+bx+4,得
解得
∴二次函数的表达式为y=-x2+3x+4.
把A(-1,0)和B(4,0)代入抛物线表达式得出二元一次方程组求出a,b的值,即可得出二次函数的表达式.
(2)如图,在第一象限有一点M,到O点距离为2,线段BN与BM的夹角为45°,且BN=BM,连接CN,求CN的长度;
解:∵二次函数y=ax2+bx+4交y轴于点C,∴对于y=
-x2+3x+4,当x=0时,y=4,∴C(0,4).∵B(4,0),∴OB=OC=4.∴∠OCB=∠OBC=45°.∴BC==4.∴==.又∵BN=BM,∴=.∴=.∵∠OBM+∠MBC=45°,∠MBC+∠CBN=45°,∴∠OBM=∠CBN.在△CBN和△OBM中,∵∠OBM=∠CBN,=,∴△CBN∽△OBM.∴=.∴=.∴CN=2.
证明△CBN∽△OBM,根据相似三角形的性质求解即可.
(3)对称轴交抛物线于点D,交BC交于点E,在对称轴的右侧有一动直线l垂直于x轴,交线段BC于点F,交抛物线于点P,动直线在沿x轴正方向移动到点B的过程中,是否存在点P,使得以点P,C,F为顶点的三角形与△DCE相似?如果存在,求出点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
解:存在,如答图:
∵y=-x2+3x+4=-+,∴点D.
设直线BC的表达式为y=kx+b,把B(4,0),
C(0,4)代入得解得∴BC所在直线的表达式为y=-x+4,将x=代入y=-x+4得y=-+4=,∴点E.
由题意得PF∥DE,∴∠CED=∠CFP.∵∠PCF与∠DCE有共同的顶点C,且∠PCF在∠DCE的内部,∴∠PCF≠∠DCE.∴只有∠PCF=∠CDE时,△PCF∽△CDE.∴=.∵D,E,∴DE=-=.设点P为(t,-t2+3t+4),则F为(t,-t+4),∴PF=-t2+3t+4-(-t+4)=-t2+4t.∴CE==,CF==t.∴=.解得t=.当t=时,-t2+3t+4=.∴点P坐标为.
由平行线的性质得出∠CED=∠CFP,当∠PCF=∠CDE时,△PCF∽△CDE,则=,得出方程,解方程即可.
3.(2024内江)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=-2x+6的图象与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=-x2+bx+c经过A,B两点,在第一象限的抛物线上取一点D,过点D作DC⊥x轴于点C,交AB于点E.
针对训练
(1)求这条抛物线所对应的函数表达式;
解:令y=0,则-2x+6=0,x=3.令x=0,则y=6,∴A(3,0),B(0,6).把A(3,0),B(0,6)代入y=-x2+bx+c,得解得∴抛物线所对应的函数表达式为y=-x2+x+6.
(2)是否存在点D,使得△BDE和△ACE相似?若存在,请求出点D的坐标,若不存在,请说明理由;
解:存在点D,使得△BDE和△ACE相似,设点D(t,-t2+t+6),则E(t,-2t+6),C(t,0).∴EC=-2t+6,AC=3-t.
∵△BDE和△ACE相似,∠BED=∠AEC,∴△ACE∽△BDE或△ACE∽△DBE.
①如答图1,当△ACE∽△BDE时,∠BDE=∠ACE=90°,
∴BD∥AC.∴点D纵坐标为6.∴-t2+t+6=6.解得t=0(舍去)或t=1.∴D(1,6);
②如答图2,当△ACE∽△DBE时,∠BDE=∠CAE,过点B作BH⊥DC于点H,∴H(t,6),DH=-t2+t,DE=-t2+3t,BH=t.∴∠BHD=90°.∴=tan∠BDE=tan∠CAE=.
∴==2.解得t=0(舍去)或t=.
∴D.
综上所述,点D的坐标为(1,6)或.
(3)F是第一象限内抛物线上的动点(不与点D重合),过点F作x轴的垂线交AB于点G,连接DF,当四边形EGFD为菱形时,求点D的横坐标.
解:如答图3,∵四边形EGFD为菱形,∴DE∥FG,
DE=FG=EG.设点D(m,-m2+m+6),E(m,-2m
+6),F(n,-n2+n+6),G(n,-2n+6),∴DE=-m2+3m,FG=-n2+3n.∴-m2+3m=-n2+3n,即(m-n)(m+n-3)=0.∵m-n≠0,∴m+n-3=0,即n=3-m.∵A(3,0),B(0,6),∴AO=3,BO=6.∴AB==3.过点G作GK⊥DE于点K,∴KG∥AC.∴∠EGK=∠BAC.
∴=cos∠EGK=cos∠BAC=,即=.∴EG=(n-m)=(3-2m).∵DE=EG,∴-m2+3m=(3-2m).解得m=(舍去)或m=.∴点D的横坐标为.
角度3 特殊四边形存在性问题
核心技法
题目类型 典型问题 基本模型 基本方法
三定
一动 已知平面内不共线的三点A,B,C(三定),求一点D(一动),使得以A,B,C,D为顶点的四边形是平行四边形
分别过点A,B,C作对边的平行线,三条平行线的交点均为所求点D
1.以AC为对角线,平移BA至CD1,确定点D的坐标.
2.以AB为对角线,平移CB至AD3确定点D的坐标.
3.以BC为对角线,平移AC至BD2确定点D的坐标
题目类型 典型问题 基本模型 基本方法
两定
两动 已知平面内的两点A,B(两定),求坐标轴上的两点C,D(两动),使得以A,B,C,D为顶点的四边形是平行四边形
已知两点A,B,求两点C,D,题目中的C,D两动点位置受特殊四边形的条件约束.分两种情况:如图1,若以AB为一边,根据题目约束条件,可将AB进行上下左右平移,找到适合条件的两个点的坐标;如图2,若以AB为对角线,找出AB的中点,旋转AB寻找适合条件的两个点的坐标
1.利用平行四边形对边平行且相等,构造全等三角形解决.
2.设点C(x,0),点D(0,y),利用平行四边形对顶点的横坐标之和相等,纵坐标之和也相等,列方程组解决
注意:①探究菱形存在性问题时,一般会用到菱形对角线互相垂直平分、四边相等的性质列关系式;
②探究矩形存在性问题时,一般会用到对边相等、对角线相等列关系式求解;或根据邻边互相垂直,利用勾股定理列关系式求解;
③探究正方形存在性问题时,一般会用到正方形对角线互相垂直平分且相等的性质列式计算.
例4 (2024广元)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线F:y=-x2+bx+c经过点A(-3,-1),与y轴交于点B(0,2).
典例精析
典例精析
(1)求抛物线的函数表达式;
解:将A(-3,-1),B(0,2)代入y=-x2+bx+c,
得
解得
∴抛物线的函数表达式为y=-x2-2x+2.
用待定系数法求函数的表达式即可.
(2)在直线AB上方抛物线上有一动点C,连接OC交AB于点D,求的最大值及此时点C的坐标;
解:如答图,过点C作x轴的垂线交
AB于点M,则CM∥y轴,
∴△CDM∽△ODB.
∴==.
设直线AB的表达式为y=mx+n,把A(-3,-1),B(0,2)代入表达式,得解得
∴直线AB的表达式为y=x+2.
设C(t,-t2-2t+2),则M(t,t+2),∴CM=-t2-2t+2-t-2=-t2-3t=-+.∵-3<t<0,
∴当t=-时,CM有最大值,此时的最大值为,
此时点C的坐标为.
第一步:过点C作x轴的垂线交AB于点M,则CM∥y轴,可知△CDM∽△ODB,由此得到==;
第二步:设C(t,-t2-2t+2),则M(t,t+2),所以CM=-+;
第三步:当t=-时,CM有最大值,此时取得最大值,此时点C的坐标为.
(3)作抛物线F关于直线y=-1上一点的对称图象F',抛物线F与F'只有一个公共点E(点E在y轴右侧),G为直线AB上一点,H为抛物线F'对称轴上一点,若以B,E,G,H为顶点的四边形是平行四边形,求G点坐标.
解:由中心对称可知,抛物线F与F'的公共点E为直线y=-1与抛物线F的右交点,当-x2-2x+2=-1时,
解得x=-3(舍去)或x=1.∴E(1,-1).
∵抛物线F:y=-x2-2x+2的顶点坐标为(-1,3),
∴抛物线F'的顶点坐标为(3,-5).设G(m,m+2),
当BE为平行四边形的对角线时,m+3=1,
解得m=-2,∴G(-2,0);
当BG为平行四边形的对角线时,
m=3+1=4,
∴G(4,6);
当BH为平行四边形的对角线时,m+1=3,
解得m=2,∴G(2,4);
综上所述,G点坐标为(-2,0)或(4,6)或(2,4).
第一步:由中心对称可知,抛物线F与F'的公共点E为直线y=-1与抛物线F的右交点,求出E(1,-1),抛物线F'的顶点坐标为(3,-5);
第二步:设G(m,m+2),当BE为平行四边形的对角线时,G(-2,0);当BG为平行四边形的对角线时,G(4,6);当BH为平行四边形的对角线时,G(2,4).
4.已知抛物线Q1:y=-x2+bx+c与x轴交于A(-3,0),B两点,交y轴于点C(0,3).
(1)请求出抛物线Q1的表达式;
针对训练
解:∵抛物线Q1:y=-x2+bx+c经过A(-3,0),C(0,3)两点,
∴解得
∴抛物线Q1的表达式为y=-x2-2x+3.
(2)如图,在y轴上有一点D(0,-1),点E在抛物线Q1上,F为坐标平面内一点,是否存在点E,F使得四边形DAEF为正方形?若存在,请求出点E,F的坐标;若不存在,请说明理由.
解:存在点E,F使得四边形DAEF为正方形.
如答图,过点E作EG⊥x轴于点G,则∠AGE=90°
=∠AOD.
∵A(-3,0),D(0,-1),∴OA=3,OD=1.∵四边
形DAEF是正方形,
∴AE=AD=DF,∠DAE=∠ADF=90°.
∴∠EAG=∠ADO.∴△EAG≌△ADO(AAS).
∴AG=OD=1,EG=OA=3.∴点E的坐标为(-2,3).
当x=-2时,y=-x2-2x+3=-(-2)2-2×(-2)+3
=3.∴点E在抛物线上.
过点F作FL⊥y轴于点L,同理,△DFL≌△ADO(AAS).
∴FL=OD=1,DL=OA=3.
∴OL=DL-OD=3-1=2.∴点F的坐标为(1,2).
1.(2024北京)如图,AB是☉O的直径,点C,D在☉O上,OD平分∠AOC.
(1)求证:OD∥BC;
证明:如图,连接AC交OD于点H,
∵AB是☉O的直径,∴AC⊥BC.∵OD平分∠AOC,
∴∠AOD=∠COD.∴=.∴OD⊥AC.∴OD∥BC.
与圆的性质有关的证明与计算
4
3
2
1
(2)延长DO交☉O于点E,连接CE交OB于点F,过点B作☉O的切线交DE的延长线于点P.若=,PE=1,求☉O半径的长.
解:∵OE∥BC,∴△OEF∽△BCF.
∴==.设OE=5x,BC=6x,
∵AO=OB,OH∥BC,∴AH=CH.∴OH=BC=3x.∵PB是☉O的切线,∴∠OBP=90°.
∴∠PBO=∠AHO.
4
3
2
1
∵∠BOP=∠AOH,
∴△AOH∽△POB.
∴=.∴=.
∴x=或x=0(舍去).∴OE=.
即☉O半径的长为.
4
3
2
1
2.(2024广元)如图,在△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,☉O经过A,C两点,交AB于点D,CO的延长线交AB于点F,DE∥CF交BC于点E.
(1)求证:DE为☉O的切线;
与切线有关的证明与计算
证明:连接OD,如图,
∵AC=BC,∠ACB=90°,
∴△ACB为等腰直角三角形.∴∠CAB=45°.
∴∠COD=2∠CAB=90°.
∵DE∥CF,∴∠COD+∠EDO=180°.
∴∠EDO=90°.又∵OD为☉的半径,∴DE为☉O的切线.
4
3
2
1
(2)若AC=4,tan∠CFD=2,求☉O的半径.
解:过点C作CH⊥AB于点H,
如图,∵△ACB为等腰直角三角形,
AC=4,∴CH=AH=AB=2.∵tan∠CFD==2,∴FH=.
在Rt△CFH中,由勾股定理得CF2=CH2+FH2,∴CF=.∵tan∠CFD====2,∴OD=.
故☉O的半径为.
4
3
2
1
3.(2024齐齐哈尔)如图,△ABC内接于☉O,AB为☉O的直径,CD⊥AB于点D,将△CDB沿BC所在的直线翻折,得到△CEB,点D的对应点为E,延长EC交BA的延长线于点F.
(1)求证:CF是☉O的切线;
证明:连接OC,如图,∵CD⊥AB,∴∠BDC=90°.
∵OC=OB,∴∠OCB=∠OBC.∵将△CDB沿BC所在
的直线翻折,得到△CEB,∴∠EBC=∠DBC,∠E=∠BDC=90°.
∴∠OCB=∠CBE.∴OC∥BE.
∴∠OCF=∠E=90°.
∵OC是☉O的半径,∴CF是☉O的切线.
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(2)若sin∠CFB=,AB=8,求图中阴影部分的面积.
解:∵sin∠CFB=,∴∠CFB=45°.
∵∠OCF=90°,∴∠COF=∠CFO=45°.
∴CF=OC=AB=4.
∵∠CDO=90°,∴∠OCD=∠COD=45°.
∴CD=OD=OC=2.∴S阴影=S扇形AOC-S△COD=-×2×2=2π-4.
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4.(2024雅安)如图,AB是☉O的直径,C是☉O上的一点,P是BA延长线上的一点,连接AC,∠PCA=∠B.
(1)求证:PC是☉O的切线;
证明:如图,连接OC,
∵AB是☉O的直径,
∴∠ACB=90°.∴∠BCO+∠OCA=90°.∵OB=OC,
∴∠B=∠BCO.∵∠PCA=∠B,∴∠PCA=∠BCO.∴∠PCA+∠OCA=90°.∴OC⊥PC.
∴PC是☉O的切线.
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(2)若sinB=,求证:AC=AP;
证明:∵sin B=,∴∠B=30°.∴∠PCA=∠B=30°.由(1)知∠ACB=90°,∴∠CAB=60°.∴∠P=∠CAB-∠PCA=30°.∴∠PCA=∠P.∴AC=AP.
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(3)若CD⊥AB于点D,PA=4,BD=6,求AD的长.
解:设AD=x,在Rt△ACB中,CD⊥AB,
∠BCD+∠ACD=90°,∠B+∠BCD=90°,
∴∠B=∠ACD.∴△ACD∽△CBD.∴=,即CD2=AD·BD=6x.∵∠P=∠P,∠PCA=∠B,∴△PAC∽△PCB.∴=.∴PC2=PA·PB=4(6+4+x)=4(10+x).在Rt△PCD中,由勾股定理得PD2+CD2=PC2,即(4+x)2+6x=4(10+x).整理,得x2+10x-24=0.解得x1=2,x2=-12(舍去).故AD=2.
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强化练习
1.在平面直角坐标系xOy中,M(x1,y1),N(x2,y2)是抛物线y=ax2+bx+c(a>0)上任意两点,设抛物线的对称轴为直线x=t.
(1)若对于x1=1,x2=2,有y1=y2,求t的值;
二次函数性质综合题
解:∵对于x1=1,x2=2,有y1=y2,∴a+b+c=4a+2b+c.∴3a+b=0.∴=-3.
∵对称轴为x=-=,∴t=.
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(2)若对于0<x1<1,1<x2<2,都有y1<y2,求t的取值范围.
解:∵0<x1<1,1<x2<2,∴<<,x1<x2.∵y1<y2,a>0,∴(x1,y1)离对称轴更近,x1<x2,则(x1,y1)与(x2,y2)的中点在对称轴的右侧,∴>t,即t≤.
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2.如图,在平面直角坐标系中,抛物线L1交x轴于点A(1,0),C(5,0),顶点坐标为E(m1,k).抛物线L2交x轴于点B(2,0),D(10,0),顶点坐标为F(m2,k).
(1)连接EF,求线段EF的长;
解:由题意,得m1==3,m2==6,
∴EF=m2-m1=6-3=3.
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(2)点M(-7,d1)在抛物线L1上,点N(16,d2)在抛物线L2上.比较大小:d1________d2;
(3)若点P(n+3,f1),Q(2n-1,f2)在抛物线L1上, f1<f2,求n的取值
范围.
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解:∵f1<f2,∴点P离对称轴更近,∴|n+3-3|<|2n-1-3|.
∴(n+3-3)2-(2n-1-3)2<0.∴(n+2n-4)(n-2n+4)<0,即(3n-4)(-n+4)<0.∴或∴n<或n>4.
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3.在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx-3与x轴交于点A(-1, 0)和点B(3, 0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的表达式及顶点坐标;
二次函数几何综合题
解:将A(-1,0),B(3,0)代入y=ax2+bx-3中,
得解得
则抛物线的表达式为y=x2-2x-3=(x-1)2-4.∴顶点坐标为(1,-4).
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(2)若P为第四象限内抛物线上一点,当△PBC面积最大时,求点P的坐标;
解:过点P作y轴的平行线交BC于点H,
如图,由点B(3,0),C(0,-3)的坐标,
得直线BC的表达式为y=x-3.
设点P(m,m2-2m-3),则点H(m,m-3),则PH=m-3-m2+2m+3=-m2+3m,则S△PBC=×OB×PH=(-m2+3m).∵-<0,故函数有最大值,此时m=,则点P.
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(3)若P为抛物线上一点,Q是线段BC上一点(点Q不与两端点重合),是否存在以P,Q,O为顶点的三角形是等腰直角三角形,若存在,请直接写出满足条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
解:存在.点P的坐标为(3,0)或(0,-3)或.
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4.(2024常州)在平面直角坐标系xOy中,二次函数y=-x2+bx+3的图象与x轴相交于点A,B,与y轴相交于点C.
(1)OC=_______;
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(2)如图,已知点A的坐标是(-1,0).
①当1≤x≤m,且m>1时,y的最大值和最小值分别是s,t,s-t=2,求m的值;
②连接AC,P是该二次函数的图象上位于y轴右侧的一点(点B除外),过点P作PD⊥x轴,垂足为D,作∠DPQ=∠ACO,射线PQ交y轴于点Q,连接DQ,PC.若DQ=PC,求点P的横坐标.
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解:将点A的坐标代入抛物线表达式,得0=-1-b+3,则b=2,即抛物线的表达式为y=-x2+2x+3,则抛物线的对称轴为直线x=1,顶点为(1,4),点B(3,0);
①当1≤x≤m,且m>1时,抛物线的x=1时,取得最大值,即s=4,
当x=m时,y取得最小值为t=-m2+2m+3,
则4-(-m2+2m+3)=2,
解得m=1+(不合题意的值已舍去).
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②设点P(m,-m2+2m+3),则点D(m,0),
由点A,C的坐标,得直线AC的表达式为y=3x+3,
当点P在x轴上方时,如图,
∵∠DPQ=∠ACO,则直线PQ的表达式为
y=3(x-m)-m2+2m+3,则点Q(0,-m2-m+3),
由点P,C,D,Q的坐标,得DQ2=m2+(-m2-m+3)2,PC2=m2+(-m2+2m)2,
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∵DQ=PC,即m2+(-m2-m+3)2=m2+(-m2+2m)2,解得m=-1(舍去)或1或1.5;
当点P在x轴下方时,
同理可得点Q(0,-m2+5m+3),
则DQ2=m2+(-m2+5m+3)2=PC2=m2+(-m2+2m)2,
解得m=-1(舍去)或(舍去)或.
综上,点P的横坐标为1或1.5或.
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