内容正文:
专题13 反比例函数(二次函数)与几何综合问题
内容早知道
☛第一层 巩固提升练(7大题型)
题型一 与角度综合问题
题型二 与特殊三角形综合问题
题型三 与特殊四边形综合问题
题型四 与定值综合问题
题型五 与定点综合问题
题型六 与新定义相关的综合问题
题型七 与最值相关的问题
☛第二层 能力培优练
☛第三层 拓展突破练
与角度综合问题
⭐技巧积累与运用
反比例函数(或二次函数)与角度综合问题,常见类型:
1)特殊角问题:(1)利用特殊角的三角函数值找到线段之间的数量关系;(2) 遇到特殊角可以构造特殊三角形,如遇到45°构造等腰直角三角形,遇到30°、60°构造等边三角形,遇到90°构造直角三角形。
2)角的数量关系问题
(1)等角问题:基于动点构造某个角使其与特定已知角相等,主要借助特殊图形的性质、全等和相似的性质来解决;
(2)倍角问题:基于动点构造某个角使其等于特定已知角的倍角,主要利用角平分线的性质、等腰三角形的性质、对称、辅助圆等知识来解答;
(3)角的和差问题:角度和为90度、45度等。
1.(23-24九年级·长沙·期末)如图1,在平面直角坐标系中,函数(为常数,,)的图象经过点和,直线与轴,轴分别交于,两点.
(1)求的度数;(2)如图2,连接、,当时,求此时的值:
【答案】(1);(2);
【详解】(1)由,,得,∴,
∴,∴为等腰直角三角形,∴;
(2)∵,∴,
∴易得,
∴,∴(舍负);
2.(2024·成都·中考模拟预测)如图,在二次函数(m是常数,且)的图像与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,顶点为D.其对称轴与线段BC交于点E,与x轴交于点F.连接AC,BD.(1)求A,B,C三点的坐标(用数字或含m的式子表示),并求的度数;(2)若,求m的值;(3)若在第四象限内二次函数(m是常数,且)的图像上,始终存在一点P,使得,请结合函数的图像,直接写出m的取值范围.
【答案】(1)A(-1,0);B(2m+1,0);C(0,2m+1);(2)(3)
【详解】(1)当时,.解方程,得,.
∵点A在点B的左侧,且,∴,.
当时,.∴.∴.∵,∴.
(2)方法一:如图1,连接AE.∵,
∴,.∴,,.
∵点A,点B关于对称轴对称,∴.∴.∴.
∵,,∴,即.
∵,∴.∴.∵,∴解方程,得.
方法二:如图2,过点D作交BC于点H.
由方法一,得,.∴.
∵,∴,
.∴.
∵,,∴.
∴.∴,即.∵,∴解方程,得.
(3).
设PC与x轴交于点Q,当P在第四象限时,点Q总在点B的左侧,此时,即.
∵,∴.,
,∴.解得,又,∴.
3.(23-24九年级上·四川成都·期末)利用尺规作图将一个角三等分已经被数学家证明不可能完成,但是数学家帕普斯利用反比例函数图象完成了将一个角三等分,具体方法如下:
第一步:建立平面直角坐标系,将已知锐角的顶点与原点重合,角的一边与轴正方向重合.在平面直角坐标系里,绘制函数的图象,图象与已知角的另一边交于点;
第二步:以为圆心、以为半径作弧,交函数的图象于点;
第三步:分别过点和作轴和轴的平行线,两线相交于点,连接,得到(如图1),这时.为什么呢?小静想要证明这个结论却没有思路,老师便组织同学们进行了研究讨论.讨论后有以下思路:分别过点和作轴和轴的平行线,两线交于点(如图2),此时,四边形便构成了一个矩形;如果我们能再证明三点共线,就可以利用矩形性质证明这个结论了.研究讨论后,小静采用代数设点,设,.请你和小静一起完成下列问题.
(1)请你写出的坐标(用含的式子表示);
(2)请你在第()问的基础上证明三点共线;(3)请证明.
【答案】(1),;(2)证明见解析;(3)证明见解析.
【详解】(1)解:∵四边形是矩形,,∴,;
(2)证明:设直线的解析式为,则,解得,
∴直线的解析式为,当时,,
∴点在直线上,即三点共线;
(3)证明:设和交于点,∵ 轴,∴,
∵四边形是矩形,∴,∴,
∴,
∵,∴,∴,
∴,∴,∴.
与特殊三角形综合问题
⭐技巧积累与运用
1)等腰三角形存在性问题处理技巧:需注意分类讨论思想的应用,找准顶确与底角分类讨论的关键,借助等腰三角形的等边对等角、等角对等边、三线合一等性质来转化已知条件是常用的处理手段。
2)直角三角形存在性问题处理技巧:需注意分类讨论思想的应用,找准直角顶点是分类讨论的关键,借助直角三角形的勾股定理,两锐角互补等性质来转化已知条件是常用的处理手段。
3)相似三角形存在性问题:(1)若两个相似三角形对应关系已知,则根据对应边或对应角关系;①设点坐标;②表示线段长(或点坐标);③列比例关系式求解;④将点坐标代入到满足的函数关系中求解;(2)若两个相似三角形对应关系末知,则需根据已知三角形分类讨论三角形的对应边关系,再由(1)中的步骤求解即可。
1.(2023年四川省广安市中考数学真题)如图,一次函数(为常数,)的图象与反比例函数为常数,的图象在第一象限交于点,与轴交于点.(1)求一次函数和反比例函数的解析式.(2)点在轴上,是以为腰的等腰三角形,请直接写出点的坐标.
【答案】(1)一次函数的解析式为,反比例函数的解析式为(2)或或
【详解】(1)解:把点代入一次函数得,解得:,
故一次函数的解析式为,把点代入,得,,
把点代入,得,故反比例函数的解析式为;
(2)解:,,,
当时,或,当时,点关于直线对称,,
综上所述:点的坐标为或或.
2.(2023·江苏无锡·模拟预测)如图,已知二次函数的图象与x轴相交于A、B两点(A在B的左侧),它的对称轴l与图象交于点P,直线所对应的函数表达式为
(1)请直接写出点P的坐标.(2)若为直角三角形,设直线与这个二次函数的图象的另一个交点为Q.
①求a、c的值与点Q的坐标;②若M为直线l上的点,且以M、B、Q为顶点的三角形是锐角三角形,请直接写出点M的纵坐标t的取值范围.
【答案】(1)(2)①,;②或
【详解】(1)解:抛物线的对称轴为直线,∴点P的横坐标为,
∵直线的表达式为,当时,,;
(2)①由抛物线的对称性可知,,∴是等腰直角三角形,
设抛物线的对称轴与x轴交于点E,则轴,,
,,
把代入得,
,解得,∴抛物线的解析式为,
令,解得或,当时,,;
②由题意可知,,
当为直角三角形时,分三种情况:
当为直角时,,即,解得;
当为直角时,,即解得;
当为直角时,,即,解得或,
∴当为锐角三角形时,t的取值范围为或.
3.(2024·江苏苏州·一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴的交点分别为,,其中(),且,与轴的交点为,直线轴,在轴上有一动点,过点E作直线轴,与抛物线、直线的交点分别为.(1)求抛物线的解析式;(2)当时,是否存在点,使以为顶点的三角形与相似?若存在,求出此时的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)当时,面积有最大值,为(3)、或
【分析】(1)根据抛物线对称性得到,再由得到,联立方程组求解得到,,利用待定系数法确定函数解析式即可得到答案;(2)分两种情况:点在上方;点在下方;当点在上方时,如图所示,,当以为顶点的三角形与相似时,分两种情况:①;②;利用相似比代值求解即可得到答案;同理,当点在下方时,如图所示,,当以为顶点的三角形与相似时,分两种情况:①;②;利用相似比代值求解即可得到答案.
【详解】(1)解:抛物线,对称轴为,
抛物线与轴的交点分别为,,其中(),且,
,,则,解得,,,
将代入得,解得,抛物线的解析式为;
(2)解:由(1)知,当时,,解得或,
,当在上方,即时,如图所示:,
当以为顶点的三角形与相似时,分两种情况:①;②;
由(1)(2)可知,,,且,,
当时,,,
,即,解得(舍去)或;
当时,,,
,即,解得(舍去)或(舍去);
当在下方,即时,如图所示:,
当以为顶点的三角形与相似时,分两种情况:①;②;
由(1)(2)可知,,,且,,
当时,,,
,即,解得(舍去)或;
当时,,,
,即,解得(舍去)或;
综上所述,存在点,使以为顶点的三角形与相似,此时,、或.
与特殊四边形综合问题
⭐技巧积累与运用
1)平行四边形存在性问题处理技巧:(平移或中点思想)
关键:对角线互相平分,即对角线中点重合→中点公式。
①当AB为对角线:xA+xB=xC+xD;yA+yB=yC+yD;②当AC为对角线:xA+xC=xB+xD;yA+yC=yB+yD;
③当AD为对角线:xA+xD=xB+xC;yA+yD=yB+yC。
2)菱形存在性问题处理技巧:先用中点公式证平行四边形,再构造等腰三角形,即邻边相等的点。
3)矩形存在性问题处理技巧:先用中点公式证平行四边形,再构造证直角三角形,即邻边垂直的点。
4)正方形存在性问题处理技巧:先用中点公式证平行四边形,再构造证等腰直角三角形的点。
注意:“四边形ABCD是 ....”和“以点A、B、C、D为顶点的四边形是....”的区别,前者顺序已定,后者可以随机顺序,需进一步讨论。
1.(2023年泸州市中考真题)如图,在平面直角坐标系中,直线与,轴分别相交于点A,B,与反比例函数的图象相交于点C,已知,点C的横坐标为2.(1)求,的值;(2)平行于轴的动直线与和反比例函数的图象分别交于点D,E,若以B,D,E,O为顶点的四边形为平行四边形,求点D的坐标.
【答案】(1),;(2)点D的坐标为或
【详解】(1)解:∵,∴,
∵直线经过点,∴,解得,,∴直线的解析式为,
∵点C的横坐标为2,∴,∴,
∵反比例函数的图象经过点C,∴;
(2)解:由(1)得反比例函数的解析式为,令,则,∴点,
设点,则点,
∵以B,D,E,O为顶点的四边形为平行四边形,∴,
∴,整理得或,
由得,整理得,解得,
∵,∴,∴点;由得,
整理得,解得,∵,∴,∴点;
综上,点D的坐标为或.
2.(2024·江苏徐州·一模)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象交x轴于两点,交y轴于点C,点P在线段上,过点P作轴,交抛物线于点D,交直线于点E.(1) , ;(2)在y轴上是否存在点F,使得以点C、D、E、F为顶点的四边形为菱形?若存在,请直接写出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)存在,或
【详解】(1)解:∵二次函数的图象交x轴于两点,
∴把代入得解得∴故答案为:;
(2)解:存在,或
如图:依题意,当四边形为菱形时,由(2)知的解析式为
设点,
∵四边形为菱形∴即 则
由(2)知,此时∴∴ 即如下图所示:
如图:依题意,当四边形为菱形时 ∵点,
∴ 即
∵∴∴解得,(舍去)
∴∴
综上或
3.(2024·江苏徐州·一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线的顶点坐标为交轴于、两点,交轴于点,抛物线的对称轴交轴于点.(1)求抛物线的解析式;(2)为平面直角坐标系中一点,在抛物线上是否存在一点,使得以,,,为顶点的四边形为矩形?若存在,求出点的横坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2存在,的横坐标为或或或
【分析】(1)根据二次函数的顶点坐标列出关于、的方程组,求解即可;(2)分三种情况:①若是斜边,则;②若是斜边,则;③若是斜边,则,分别列出方程求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线的顶点坐标为,
∴,解得:∴抛物线的解析式为;
(2)∵抛物线交轴于、两点,
当时,得,解得:或,∴,,
设,则,
,
∵、、、构成的四边形是矩形,∴是直角三角形,
①若是斜边,则,∴,
解得:,,(舍去),(舍去),此时点的横坐标为或;
②若是斜边,则,∴,
解得:或(舍去),此时点的横坐标是;
③若是斜边,则,∴,
解得:或(舍去),此时点的横坐标为;
综上所述,点的横坐标为或或或.
4.(23-24九年级上·广东深圳·期中)如图,一次函数的图象与反比例函数的图象相交于点和点,直线与轴交于点.(1)求反比例函数的解析式和点的坐标;(2)点为线段(不含端点)上一动点,过点作轴交反比例函数于点,点为线段的中点,点为轴上一点,点为平面内一点,当,,,四点构成的四边形为正方形时,写出点的坐标.
【答案】(1)(2)(3)点的坐标为,或
【分析】(1)利用待定系数可得答案;(2)将正方形问题转化为等腰直角三角形,再分为斜边和直角边两种情形,分别画图,利用全等三角形来解决问题.
【详解】(1)解:将代入,得,反比例函数的表达式为,
将代入,得解得,一次函数的表达式为,
联立方程组消得,即,解得:,,
由可知点的横坐标为,代入得点的纵坐标为3,点的坐标为
(3)分两种情况讨论:①当时,如图,过作于,
∵轴,∴,
∵四边形为正方形,∴,,
∴,∴,∴,
∵,而,同理可得:直线的解析式为,
∵,点在直线上,∴点的横坐标为2,当时,,∴;
②当时,如图,过作交于点H,交轴于,交反比例函数图象于,过作轴于,则四边形是矩形,∴,∴,
∵四边形为正方形,∴,,同理可得:,∴,
由①知直线的解析式为,与轴交于点,与轴的交点为,
∴,∴为等腰直角三角形,∴,,∴为等腰直角三角形,
∵,∴,∴,
∵是的中点,∴,设,,∴,
∴(舍去)或,∴,∴,
当时,若点E在左侧时,记与轴的交点为,
同理可得:,,设,则,
∵直线为,∴,,
∴,解得,∴,
当点E在右侧时,同理可得,
设,则,∴,∴,
∵为中点,∴,∴,而在直线上,
∴,解得,且满足分式方程,
∵,∴,∴,综上,点的坐标为,或.
与定值综合问题
⭐技巧积累与运用
线段比值为定值、线段乘积为定值、线段和差为定值:设点的坐标,用字母表示出线段的长,寻找等量关系,在恒等变换中消去字母,得到定值。
线段倒数和为定值:一种是与角平分线有关的纯几何问题,此时可通过角平分线上的点向角的两边作垂线,利用面积法用两种方式表示出三角形的面积,再通过恒等变换得到倒数和为定值,另一种是与抛物线的性质有关的代数问题(直线过交点),先设点的坐标,用字母表示出线段的长,利用根与系数的关系及恒等变换消去字母,得到定值。
1.(2024·山东济南·二模)如图①,已知点,,的边与轴交于点,且为的中点,双曲线经过、两点.(1)求的值;(2)以线段为对角线作正方形(如图③,点是边上一动点,是的中点,,交于,当点在上运动时,的值是否发生改变?若改变,求出其变化范围:若不改变,请求出其值,并给出你的证明.
【答案】(1)(2),,(3)结论:的值不发生改变,证明见解析
【详解】(1)解:,,为中点,,
设,又,,,,;
(2)解:结论:的值不发生改变,理由:如图4,连、、,
是线段的垂直平分线,,四边形是正方形,,
在与中,,,,,
四边形中,,而,
所以,,所以,四边形内角和为,
所以.,.
2.(2024·山东济南·一模)【阅读材料】:解方程:时,先两边同乘以x,得,解之得,,经检验无增根,所以原方程的解为,.
【模仿练习】(1)解方程;
【拓展应用】(2)如图1,等腰直角的直角顶点的坐标为,B,C两点在反比例函数的图象上,点的坐标是,且,求的值;
(3)如图2在双曲线有,两点,如果,,那么是否为定值,若存在请求出,不存在请说明理由.
【答案】(1),;(2);(3)是定值,
【详解】(1)解:先两边同乘以,得,
解得:,,经检验无增根,∴原方程的解为,;
(2)过点作轴于点,过点作轴于点,∴,
∵是等腰直角三角形,∴,;
∵,,∴,∴,
∵点坐标是,∴,,
∵,∴,,∴,
∵点在反比例函数图像上,∴,由(1)可知,,∵,∴.
(3)是定值,理由如下:过点作轴的平行线交轴于点,作轴交直线于点,
∴∵∴
∵∴∵∴
∵,,∴,,∴,,∴,
∵,在反比例函数图象上,∴,
∴,解得,∴.
3.(2024·江苏无锡·一模)如图1,抛物线经过,两点,作垂直x轴于点C.(1)求该抛物线的解析式;(2)若点是抛物线上一点,满足,求点的坐标;
(3)若点P为抛物线上一点,且在第四象限内.已知直线,与x轴分别交于E、F两点.当点P运动时,是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)(2),(3)是定值,该定值为,理由见解析
【详解】(1)解:抛物线经过,两点,
∴,解得:,∴该抛物线的解析式为:;
(2)①当点D在直线的上方时,如下图所示:∵,∴轴,
∵点A与点B对应函数值都是3,即轴,∴此时点A与点D重合,即;
②当点D在直线的下方时,设与x轴交于点M,如下图所示:
∵,∴,∵垂直x轴于点C,,∴,,,
设,则,
在中,,即,解得:,∴,
设直线的解析式是:,将点B、M代入得:,解得:,
∴直线的解析式是:
将直线的解析式与抛物线解析式联立得:,解得:,或(舍去),∴;
综上所述:点D的坐标是:,;
(3)是定值,该定值为,理由如下.
令,解得,即抛物线与x轴的交点是:和,
设点P的坐标是,则,设直线的解析式是:,
将点A、P代入得:,解得:,
∴直线的解析式是:,令,
解得:,即,∴,设直线的解析式是:,
将点B、P代入得:,解得:,∴直线的解析式是:,
令,解得:,即,∴,,
∴.∴是定值,该定值为.
与定点综合问题
⭐技巧积累与运用
直线过定点:设点的坐标,用字母表示出直线的解析式,再分离变量,得到定点坐标或直线的横(纵)坐标为定值。
1.(2022·四川成都·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,直线与抛物线相交于,两点(点在点的左侧),点关于轴的对称点为.
(1)当时,求,两点的坐标;(2)连接,,,,若的面积与的面积相等,求的值;(3)试探究直线是否经过某一定点.若是,请求出该定点的坐标;若不是,请说明理由.
【答案】(1)点的坐标为,点的坐标为(2)或(3)是,
【详解】(1)根据题意,得,整理得到,解方程,得,
当x=-3时,y=-9;当x=1时,y= -1;
∵点在点的左侧,∴点的坐标为(-3,-9),点的坐标为(1,-1).
(2)∵A,B是抛物线图像上的点,设A(m,),B(n,),则(-n,),
当k>0时, 根据题意,得,整理得到,
∴m,n是的两个根,∴,
设直线y=kx-3与y轴的交点为D,则点D(0,-3)
∴,,
∴==,∴3==,∴,
∵n≠0,∴,,∴,解得k=或k= -(舍去),故k=;
当k<0时, 根据题意,得,整理得到,∴m,n是的两个根,
∴,设直线y=kx-3与y轴的交点为D,则点D(0,-3)
∴,,
∴==,∴3==-,∴-,
∵n≠0,∴,,∴,解得k=-或k=(舍去),故k=-;
综上所述,k的值为或.
(3)直线A一定过定点(0,3).理由如下:
∵A,B是抛物线图像上的点,∴设A(m,),B(n,),则(-n,),
根据题意,得,整理得到,∴m,n是的两个根,
∴,设直线A的解析式为y=px+q,根据题意,得
,解得,∴直线A的解析式为y=(n-m)x-mn,
∵mn=-3,∴-mn=3,∴直线A的解析式为y=(n-m)x+3,故直线A一定过定点(0,3).
2.(2023年浙江杭州中考真题)在直角坐标系中,已知,设函数与函数的图象交于点和点.已知点的横坐标是2,点的纵坐标是.
(1)求的值.(2)过点作轴的垂线,过点作轴的垂线,在第二象限交于点;过点作轴的垂线,过点作轴的垂线,在第四象限交于点.求证:直线经过原点.
【答案】(1),(2)见解析
【详解】(1)∵点的横坐标是2,∴将代入
∴,∴将代入得,,∴,
∵点的纵坐标是,∴将代入得,,∴,
∴将代入得,,∴解得,∴;
(2)如图所示,由题意可得,,,∴设所在直线的表达式为,
∴,解得,∴,∴当时,,∴直线经过原点.
与新定义相关的综合问题
⭐技巧积累与运用
所谓的“新定义”型问题是指给出一个学生未学过的新规定,要求学生现学现用,将陌生的问题转化成熟悉的问题,将非常规的问题转化成常规问题,从而解决问题。很好的锻炼了学生的阅读理解能力、数学抽象、数学归纳、类比迁移、转化等综合创新能力,很好地体现了数学核心素养的考查。
1.(2024.成都市校考期中)【阅读理解】定义:在平面直角坐标系中,点为抛物线的顶点,直线与抛物线分别相交于,两点(其中点在点的右侧),与抛物线的对称轴相交于点,若记,则称是直线与抛物线的“截积”.
【迁移应用】根据以上定义,解答下列问题:如图,若直线的函数表达式为.
(1)若抛物线的函数表达式为,分别求出点,的坐标及的值;(2)在(1)的基础上,过点作直线的平行线,现将抛物线进行平移,使得平移后的抛物线的顶点落在直线上,试探究是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由;(3)设抛物线的函数表达式为,若,,且点在点的下方,求的值.
【解答】解:(1)直线的函数表达式为①,抛物线的函数表达式为②,
联立①②解得,或,,,,针对于直线,令,则,,
抛物线的函数表达式为,顶点,,;
(2)是定值,其值为;由(1)知,,,直线的解析式为①,
设平移后的抛物线的顶点坐标为,
抛物线的函数表达式为,平移后的抛物线的解析式为②,
,,联立①②整理得,,
或,,,,,
,即是定值,其值为.
(3)抛物线的函数表达式为①的顶点坐标为,,,
,,,
直线的函数表达式为②,联立①②整理得,,
设,,,,,,
,,,,或,
抛物线的顶点在直线与抛物线的对称轴交点的下方,且与直线相交于,
两点,抛物线的开口向上,,即.
2.(2023·四川成都·一模)已知一次函数与反比例函数的图象交于、B两点,交y轴于点C.(1)求反比例函数的表达式和点B的坐标;(2)过点C的直线交x轴于点E,且与反比例函数图象只有一个交点,求CE的长;(3)我们把一组邻边垂直且相等,一条对角线平分另一条对角线的四边形叫做“维纳斯四边形”.设点P是y轴负半轴上一点,点Q是第一象限内的反比例函数图象上一点,当四边形是“维纳斯四边形”时,求Q点的横坐标的值.
【答案】(1),(2)(3)
【详解】(1)∵过,∴,∴,则,
又∵过,∴,∴反比例函数的表达式为.
∴,解得:或,∴.
(2)令,则,∴.设直线的解析式为设,∴,即:,
∵直线与反比例函数图象只有一个交点,
∴,∴,∴,令,则,∴,∴.
(3)由图可知在第一象限、不可能相等,如图,当,时,点作轴于,轴于,与的交点为,,设点的坐标为,
∵,∴,
∵,,∴,∴,,
∴,∴,∴,设(),∴,
∵点在一次函数图象上,∴,整理得,
解得(负数舍去),∴点的横坐标的值为.
与最值相关的问题
⭐技巧积累与运用
函数的几何最值1(代数法):引入新的变量,将所求的长度、面积、坐标等用新的变量表示出来,再运用二次函数的最值解决即可。
函数的几何最值2(几何法):将我们要求的线段、多线段和差的最值问题转化为基本的几何模型(将军饮马、胡不归、费马点、阿氏圆、瓜豆原理等)进行解决即可。
1.(2024·江苏淮安·二模)如图,在平而直角坐标系中,二次函数的图象与轴分别交于点,顶点为.连接,将线段绕点按顺时针方向旋转得到线段,连接.点分别在线段上,连接与交于点.
(1)求点,的坐标;(2)随着点在线段上运动.①的大小是否发生变化?请说明理由;
②线段的长度是否存在最大值?若存在,求出最大值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),;(2)①的大小不变,理由见解析;②线段的长度存在最大值为
【详解】(1)解:∵,∴顶点为,
令,,解得或,∴;
(2)解:①的大小不变,理由如下:在上取点,使得,连接,
∵,∴抛物线对称轴为,即,
∵将线段绕点按顺时针方向旋转得到线段,
∴,,∴是等边三角形,∴,,
∵,,,,∴,,,
∴, ∴是等边三角形,,∴,
∵,,∴是等边三角形,
∴,,∴,,
∵,∴,
∵,∴,
∴, ∴,∴,
又,∴是等边三角形,∴,即的大小不变;
②设,则,∵是等边三角形,,∴,
∵,∴,∴,
∴即,∴,∴当时,有最大值为.
2.(2023·四川宜宾·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,等腰直角三角形的直角顶点,顶点A、恰好落在反比例函数第一象限的图象上.
(1)分别求反比例函数的表达式和直线所对应的一次函数的表达式;
(2)在x轴上是否存在一点P,使周长的值最小.若存在,求出最小值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),(2)在x轴上存在一点,使周长的值最小,最小值是.
【详解】(1)解:过点A作轴于点E,过点B作轴于点D,则,
∵点,,∴,∴,
∵是等腰直角三角形,∴,
∵,∴,
∴,∴,
∴,∴点A的坐标是,
∵A、恰好落在反比例函数第一象限的图象上.∴,解得,
∴点A的坐标是,点B的坐标是,∴,∴反比例函数的解析式是,
设直线所对应的一次函数的表达式为,把点A和点B的坐标代入得,
,解得,∴直线所对应的一次函数的表达式为,
(2)延长至点,使得,连接交x轴于点P,连接,
∴点A与点关于x轴对称,∴,,
∵,∴的最小值是的长度,
∵,即是定值,∴此时的周长为最小,设直线的解析式是,则,解得,∴直线的解析式是,
当时,,解得,即点P的坐标是,
此时,
综上可知,在x轴上存在一点,使周长的值最小,最小值是.
3.(2023·河南濮阳·三模)如图,一次函数与反比例函数交于A、B两点,交x轴于点C,已知点A的坐标为.(1)求反比例函数解析式;(2)直接写出不等式的解集_____.
(3)在x轴是否存在点P,使得有最大值,若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)反比例函数解析式为:y=.(2).
(3)在x轴上存在点P,使有最大值为此时P点坐标是.
【详解】(1)解:∵点A的坐标为在一次函数上,∴,∴,
∵在反比例函数上,∴,∴反比例函数解析式为:.
(2)联立一次函数和反比例函数得析式为:,解得或,∴,,
由图示可知:不等式的解集是.
(3)∵直线的解析式是,令,则,则,
∴,∴当P点坐标是,有最大值理由如下:
在中,根据三边关系,,
当P在点C处时,.即最大值为.
故在x轴上存在点P,使有最大值为此时P点坐标是.
1.(23-24九年级·江苏连云港·阶段练习)如图,在第一象限内作与轴的夹角为的射线,在射线上取一点,过点作轴于点.在抛物线上取一点,在轴上取一点,使得以为顶点的三角形与全等,则符合条件的点A的坐标是 .
【答案】或或或
【详解】(1)当,时,
设,代入,解得:(舍去),,,,
又,,,;
(2)当,时,
过点作轴,垂足为,由(1)得,,,
由勾股定理得:,在中,由勾股定理得:,
又,,;
(3)当,时,
设,代入,解得:(舍去),,,,
,,,;
(4)当,时,
过点作轴,垂足为点,由(3)得,,
在中,由勾股定理得:,在中,,,
由勾股定理得:,又,,,,
综上所述,点A的坐标是或或或.
2.(2023·广东珠海·一模)如图,点为函数图象上一点,连接,点B在线段上,且,C是x轴的正半轴上一点,连接,.(1)求点B的坐标;(2)若M是线段上一点,且,求的面积.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)解:将点A的坐标代入反比例函数表达式得:,解得:,即点,
分别过点A、B作x轴的垂线,垂足分别为N、H,如图所示:
则,∴,∴,
∵,即,∴,
解得:,同理可得,,∴点B的坐标为;
(2)解:∵,解得:,
设直线的表达式为:,把,代入得:
,解得:∴直线的表达式为:,
设点,∵,,∴,
∵,则,∴,
解得:,∴点,∴的面积为:.
3.(2023年四川省眉山市中考数学真题)如图,在平面直角坐标系中,直线与x轴交于点,与y轴交于点,与反比例函数在第四象限内的图象交于点.(1)求反比例函数的表达式:(2)在双曲线上是否存在点P,使是以点A为直角顶点的直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)或
【分析】(1)将,代入,求得一次函数表达式,进而可得点C的坐标,再将点C的坐标代入反比例函数即可;(2)过点A作交y轴于点M,勾股定理得出点M的坐标,在求出直线AP的表达式,与反比例函数联立方程组即可.
【详解】(1)解:把,代入中得:,∴,
∴直线的解析式为,
在中,当时,,∴,
把代入中得:,∴,∴反比例函数的表达式;
(2)解:如图所示,设直线交y轴于点,
∵,,∴,,,
∵是以点A为直角顶点的直角三角形,∴,
∴,∴,解得,∴,
同理可得直线的解析式为,
联立,解得或,∴点P的坐标为或.
4.(23-24九年级上·辽宁阜新·期末)定义:如图1,在平面直角坐标系中,点P是平面内任意一点(坐标轴上的点除外),过点P分别作x轴、y轴的垂线,若由点P、原点O、两个垂足A、B为顶点的矩形的周长与面积的数值相等时,则称点P是平面直角坐标系中的“美好点”.
(1)[尝试初探]点______“美好点”(填“是”或“不是”);
(2)[深入探究]①若“美好点”在双曲线上,则______;
②在①的条件下,在双曲线,画出,求的值;
(3)[拓展延伸]我们可以从函数的角度研究“美好点”,已知点是第一象限内的“美好点”.
①求y关于x的函数表达式;②对于图象上任意一点,代数式是否为定值?如果是,请求出这个定值;如果不是,请说明理由.
【答案】(1)不是(2)①18;②画图见解析,
(3)①;②对于图象上任意一点,代数式是为定值,定值为
【详解】(1)解:∵,∴点不是“美好点”,故答案为:不是;
(2)解:①∵是“美好点”,∴,解得:,∴,
将代入双曲线中,得,故答案为:18;
②∵,∴双曲线的解析式是:.∵在双曲线上,∴,∴,
设直线的解析式为:,∴,解得,∴直线的解析式为:,
令直线与轴交于点,当时,,解得:,∴,画出图如图所示:
∴;
(3)解:①∵点是第一象限内的“美好点”,∴,化简得:,
∵第一象限内的点的横坐标为正,∴,解得:,
∴y关于x的函数表达式为:;
②∵,∴,
∴对于图象上任意一点,代数式是为定值,定值为.
5.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)【阅读理解】对于任意正实数a、b,(只有当时,).
【获得结论】在(a、b均为正实数)中,若为定值p,则,只有当时,有最小值.
【探索应用】根据上述内容,回答下列问题:(1)若,只有当_______时,有最小值_______.
(2)已知点是双曲线上点,过作轴于点,作轴于点.点为双曲线上任意一点,连接,,求四边形的面积的最小值.
【答案】(1)2,4(2)40
【详解】(1)解:根据题意得当时,,此时.故答案为:2,4;
(2)解:连接,∵点是双曲线上的点,
∴,即,设,
.
四边形的面积最小值为40.
6.(23-24八年级下·江苏苏州·期中)如图,一次函数的图象与反比例函数的图象交于点,与轴交于点,与轴交于点,轴于点,为中点,点关于直线的对称点为点.(1)点是否在这个反比例函数的图象上?请说明理由;
(2)连接,若四边形为正方形.①求的值;
②若点在轴上,当最大时,点的坐标为______.
【答案】(1)点在这个反比例函数的图象上,理由见解析(2)①;②.
【详解】(1)解:点在这个反比例函数的图象上,
理由:一次函数的图象与反比例函数的图象交于点,
设点的坐标为,点关于直线的对称点为点,,平分,
如图.连接交于,,∵为中点,轴于点,∴,
,,,轴于,∴轴,,
,点在这个反比例函数的图象上;
(2)解:①四边形为正方形,,垂直平分,,
设点的坐标为,,,,(负值舍去),,,
把,代入得,;
②延长交轴于,,,点与点关于轴对称,
,则点即为符合条件的点,
由①知,,,,,设直线的解析式为,
,,直线的解析式为,
当时,,.故当最大时,点的坐标为.故答案为:.
7.(2024·江苏宿迁·一模)材料一;《见微知著》谈到:从一个简单的经典问题出发,从特殊到 一般,由简单到复杂,从部分到整体,由低维到高维,知识与方法上的类比是探索题 发展的重要途径,是思想阀门发现新问题、新结论的重要方法,在数学学习和研究中,我们经常会用到类比、转化、从特殊到一般等思想方法,请利用上述有关思想,解答下列问题.
材料二:分类讨论是一种重要的数学思想,也是一种解题策略,在数学中的应用相当多,它能使许多看似非常复杂的问题简单化.因此在用分类讨论解决数学问题时要遵循一定的规则,注意合理的分类,对全体对象的分类必须做到不重复、不遗漏,每次分类必须保持在同一标准.
请阅读上述材料,完成题目:
如图,抛物线与轴交于、两点(点在点的左侧),点的坐标为,与轴交于点,直线与轴交于点.动点在抛物线上运动,过点作轴,垂足为,交直线于点.(1)求抛物线的解析式;(2)当点在线段上时,的面积是否存在最大值,若存在,请求出最大值;若不存在,请说明理由;(3)点是抛物线对称轴与轴的交点,点是轴上一动点,点在运动过程中,若以为顶点的四边形是平行四边形时,请直接写出点的坐标.
【答案】(1);(2)存在.的最大值为;
(3)点坐标为或或,.
【详解】(1)解:抛物线经过点,点,
,解得,抛物线的解析式为;
(2)解:存在.当,,解得,则,设,则,
,,
,当时,有最大值为;
(3)解:抛物线的对称轴为直线,,
当时,则,以、、、为顶点的四边形是平行四边形,
,点坐标为或;
当时,以、、、为顶点的四边形是平行四边形,,
点向右平移1个单位,向下平移2个单位得到点,
点向右平移1个单位,向下平移2个单位得到点,设,则,
把代入得,解得,,
此时点坐标为,,综上所述,点坐标为或或,.
8.(2024·重庆·中考模拟预测)如图,抛物线与轴交于A(-1,0),B(4,0),与轴交于点C.连接AC,BC,点P在抛物线上运动.(1)求抛物线的表达式;(2)如图①,若点P在第四象限,点Q在PA的延长线上,当∠CAQ=∠CBA45°时,求点P的坐标;(3)如图②,若点P在第一象限,直线AP交BC于点F,过点P作轴的垂线交BC于点H,当△PFH为等腰三角形时,求线段PH的长.
【答案】(1);(2)(6,-7);(3)PH=或1.5或
【详解】解:(1)把A(-1,0),B(4,0)代入,得
,解得:,∴抛物线的解析式是;
(2)令x=0,则y=2,即C(0,2),
∵,,AB2=25,∴,∴∠ACB=90°,
∵∠ACO+∠CAO=∠CBA+∠CAO=90°,∴∠ACO=∠CBA,
在x轴上取点E(2,0),连接CE,如图,则CE=OE=2,
∴∠OCE=45°,∴∠ACE=∠ACO+45°=∠CBA+45°=∠CAQ,∴CE∥PQ,
∵C(0,2),E(2,0),∴直线CE的解析式为y=-x+2,
设直线PQ的解析式为y=-x+n,把点A(-1,0)代入,可得n=-1,∴直线PQ的解析式为y=-x-1,
解方程组,得或,∴点P的坐标是(6,-7);
(3)设直线AP交y轴于点G,如图,∵PH∥y轴,∴∠PHC=∠OCB,∠FPH=∠CGF,
∴若△PFH为等腰三角形,则△CFG也为等腰三角形,
∵C(0,2),B(4,0),∴直线BC的解析式为,
设G(0,m),∵A(-1,0),∴直线AF的解析式为y=mx+m,
解方程组,得,∴点F的坐标是,
∴,
当CG=CF时,,解得:(舍去负值),
此时直线AF的解析式为y=x+,解方程组,得或,
∴点P的坐标是(,),此时点H的坐标是(,),∴PH=;
当FG=FC时,,解得m=或m=(舍)或m=2(舍),
此时直线AF的解析式为y=x+,解方程组,得或,
∴点P的坐标是(3,2),此时点H的坐标是(3,),∴PH=2-=1.5;
当GF=GC时,,解得或m=2(舍去),
此时直线AF的解析式为y=x+,解方程组,得或,
∴点P的坐标是(,),此时点H的坐标是(,),∴PH=;
综上,PH=或1.5或.
9.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)在平面直角坐标系中,已知反比例函数的图像与正比例函数的图像交于点、点,与正比例函数的图像交于点、点,设点、的横坐标分别为,().
(1)如图1,若点坐标为.①求,的值;②若点的横坐标为,连接,求的面积.(2)如图2,依次连接,,,,若四边形为矩形,求的值.
【答案】(1)①,;②(2)
【详解】(1)解:①点在上,,;
点在上,,
②点的横坐标为,当时,,;
分别过点、作轴的垂线交轴于点、,
,,
;
(2)解:直线,经过原点且与反比例函数分别交于点,,,,反比例函数的图像关于原点中心对称,点,关于原点对称,点、关于原点对称,
,,四边形为平行四边形.当时,四边形是矩形.
点,的横坐标分别为,,点的坐标为,点的坐标为,
,,,
,
又在上,, ,在上,
,.
1.(2023·江苏无锡·中考真题)已知二次函数的图像与轴交于点,且经过点和点.(1)请直接写出,的值;(2)直线交轴于点,点是二次函数图像上位于直线下方的动点,过点作直线的垂线,垂足为.
①求的最大值;②若中有一个内角是的两倍,求点的横坐标.
【答案】(1),(2)①;②2或
【详解】(1)∵二次函数的图像与轴交于点,且经过点和点
∴解得:∴,,;
(2)①如图1,过点作轴平行线分别交、于、.
∵,当时,,∴,
∴,,∴,∴.
∵,,∴,
∴,∴,∴. ∵
设直线的解析式为∴解得:直线解析式为.
设,,,
当时,取得最大值为,的最大值为.
②如图2,已知,令,则,
在上取点,使得,∴,
设,则,则,解得,
∴,即.
如图3构造,且轴,相似比为,
又∵,设,则.
分类讨论:ⅰ当时,则,
∴与的相似比为,∴,,
∴,代入抛物线求得,(舍).∴点横坐标为.
ⅱ当时,则,∴相似比为,
∴,,∴,
代入抛物线求得,(舍).∴点横坐标为.综上所示,点的横坐标为2或.
2.(23-24八年级·江苏泰州·期中)[定义]平面直角坐标系内的矩形若满足以下两个条件:①各边平行于坐标轴;②有两个顶点在同一反比例函数图象上,我们把这个矩形称为该反比例函数的“伴随矩形”.
例如,图1中,矩形的边轴,轴,且顶点在反比例函数的图象上,则矩形是反比例函数的“伴随矩形”.
(1)已知,矩形中,点的坐标分别为:①②;③,其中可能是某反比例函数的“伴随矩形”的是 ;(填序号)
(2)如图1,已知点)是反比例函数的“伴随矩形”的顶点,求直线的函数解析式;
(3)若反比例函数的“伴随矩形”如图2所示,试说明有一条对角线所在的直线一定经过原点.
【答案】(1)①③(2)(3)见解析
【详解】(1)解:①∵,∴,∴满足同一个反比例函数,
②∵,∴,∴不满足同一个反比例函数,
③∵,∴,∴满足同一个反比例函数,
∴可能是某反比例函数的“伴随矩形”的是①③,故答案为:①③;
(2)∵的反比例函数的“伴随矩形”的顶点,
∴,∴,设直线的解析式为,
则,∴,∴;
(3)证明:∵在反比例函数上,设,,则,,
设直线的解析式为,
则,∴,即,∴直线过原点.
3.(23-24九年级·山西晋中·期末)综合与探究:如图,一次函数与反比例函数的图象交于点,与轴交于点.(1)求这个反比例函数的表达式;(2)点是轴上的一个动点,连接,,当线段与之和最小时,求点的坐标;(3)过点作直线轴,交反比例函数的图象于点,若点是直线上的一个动点,点是平面直角系内的一个动点,试判断是否存在这样的点,使得以点,,,为顶点的四边形是菱形.若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)(3)存在,或或或
【详解】(1)解:把代入,得:,∴,
∴,∴反比例函数的解析式为:;
(2)∵,当时间,,∴,作点关于轴的对称点,
则:,,∴当三点共线时,的值最小,
连接,与轴的交点即为点,
设直线的解析式为:,把代入,得:,
∴,∴当时,,∴;
(3)∵过点作直线轴,交反比例函数的图象于点,
∴点的纵坐标为,∴,设,设,
则:,,;
当点,,,为顶点的四边形是菱形,分两种情况:
①当为边时,则:,当时:,,则:,解得:,
当时:,,即:;
当时:,,即:;
当时,,,则:,解得:或(舍掉),
当时,,,即:;
②当为对角线时:则,∴,
此时,即:,解得:,∴,即:;
综上:或或或.
4.(2024·江苏扬州·一模)如图1,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,已知抛物线的顶点坐标为,与x轴分别交于点A,B.连接,点D是线段上方抛物线上的一动点.(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,在点D运动过程中,连接,求面积的最大值;
(3)如图2,在点D运动过程中,连接交于点E,点F在线段上,连接,若,求点F横坐标的最大值.
【答案】(1)(2)1(3)
【详解】(1)解:∵抛物线的顶点坐标为,
∴抛物线解析式为;
(2)解:在中,当时,解得或,
∴;设直线解析式为,
∴,∴,∴直线解析式为;
如图所示,过点D作轴,交于E,设,则,
∴;
∴ ,
∵,∴当时,有最大值,最大值为1;
(3)解:∵,,∴,,,∴,∴,
∵,,∴,
∵,∴,∴,
∴,设,则,∴,
∴,∴当时,有最大值,最大值为1,
∴点F的横坐标的最大值为.
5.(2024·湖北武汉·三模)如图,抛物线与轴交于两点,与轴交于点,顶点为.其中,.(1)直接写出该抛物线的解析式;(2)如图,在第三象限内抛物线上找点,使,求点的坐标;(3)如图,过抛物线对称轴上点的直线交抛物线于两点,线段的中点是,过点作轴的平行线交抛物线于点.若是一个定值,求点的坐标.
【答案】(1)(2)(3)
【详解】(1)解:∵抛物线的顶点为,且经过点,
∴解得,∴该抛物线的解析式为;
(2)解:如图,过点作轴于,过点作轴于,则,
∵,,∴,,
把代入得,,∴,∴,
设点,则,,∴,
∵,∴,∴,即,
整理得,,解得或(不合,舍去),∴;
(3)解:设,设直线的解析式为:,
∴,即,∴直线的解析式为:,设,
由,得,即:,∴,
∴=
∵线段的中点是,∴,,∴,∴,∴,
∴当时,即时,是定值,∴.
6.(2024重庆中考模拟预测)如图,抛物线与轴相交于,两点(点在点的左侧),已知点的横坐标是2,抛物线的顶点为.(1)求的值及顶点的坐标;(2)点是轴正半轴上一点,将抛物线绕点旋转后得到抛物线,记抛物线的顶点为,抛物线与轴的交点为,(点在点的右侧).当点与点重合时(如图,求抛物线的表达式;(3)如图2,在(2)的条件下,从,,中任取一点,,,中任取两点,若以取出的三点为顶点能构成直角三角形,我们就称抛物线为抛物线的“勾股伴随同类函数”.当抛物线是抛物线的勾股伴随同类函数时,求点的坐标.
【分析】(1)将点代入,即可求出,把抛物线的解析式化为顶点式即可得出顶点坐标;(2)如图1,连接,作轴于,作轴于,由,可得,,故抛物线的顶点的坐标为,即可得出抛物线的函数表达式为;(3)设点,如图2,作轴于,轴于,于,根据旋转可得:,进而可得:点的坐标为,点的坐标为,再分类讨论即可得出答案.
【解答】解:(1)由得,顶点的坐标为,
点在抛物线上,,解得:;
(2)如图1,连接,作轴于,作轴于,
根据题意,点,关于点成中心对称,过点,且,
在和中,,,
,,抛物线的顶点的坐标为,
抛物线由绕点旋转后得到,抛物线的函数表达式为;
(3)抛物线由绕轴上的点旋转后得到,
顶点,关于点成中心对称,由(2)知:点的纵坐标为8,设点,
如图2,作轴于,轴于,于,
旋转中心在轴上,,点的坐标为,点的坐标为,
根据勾股定理得,,显然,和不可能是直角三角形,
①当是直角三角形时,显然只能有,
根据勾股定理得:,
,,解得:,
,点的坐标为,;
②当是直角三角形时,显然只能有,
根据勾股定理得:,
,,解得:,
,点的坐标为,,
③当是直角三角形时,,
,
当时,,即,解得:,
,点的坐标为,;
当时,,即,解得:,
,点的坐标为,;
,,
综上所述,当抛物线是抛物线的勾股伴随同类函数时,点的坐标为,或,或,.
7.(2024·四川成都·一模)如图,直线分别交x轴,y轴于A,C两点,点B在x轴正半轴上.抛物线过A,B,C三点.(1)求抛物线的解析式;(2)过点B作交y轴于点D,交抛物线于点F.若点P为直线下方抛物线上的一动点,连接交于点E,连接,求的最大值及最大值时点P的坐标;(3)如图2,将原抛物线进行平移,使其顶点为原点,进而得到新抛物线,直线与新抛物线交于O,G两点,点H是线段的中点,过H作直线(不与重合)与新抛物线交于R,Q两点,点R在点Q左侧.直线与直线交于点T,点T是否在某条定直线上?若是,请求出该定直线的解析式,若不是,请说明理由.
【答案】(1)(2)的最大值为2,此时点P的坐标为
(3)点T在定直线上,该直线解析式为
【详解】(1)解:当时,则有,即;当时,则有;∴,
∴,解得:,∴抛物线的解析式为;
(2)解:由(1)可知抛物线解析式为,
当时,则有,解得:,∴,
由可设直线的解析式为,把点代入得:,
∴直线的解析式为,∴当时,则有,即,
连接,过点P作轴交于点M,如图所示:
设点,则,∴,
∴,
∵,∴,
∴,
∵,开口向下,∴当时,则取得最大值,最大值为2,此时点P的坐标为;
(3)解:点T在某条定直线上,理由如下:由题意可知平移后的二次函数解析式为,
则联立方程得:,解得:,∴,
∵点H是线段的中点,∴根据中点坐标公式可得:,即,
设点,直线的解析式为,则有:
,解得:,∴直线的解析式为,
代入点H得:,∴,
同理可得直线的解析式为,直线的解析式为,
联立上述两个函数表达式得:,解得:,
∴代入直线的解析式得,∴,设点T在直线,则有:
∴,即,
整理得:,比较系数得:,
∴当时,无论m、n为何值时,都符合题设条件,∴点T在定直线上.
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专题13 反比例函数(二次函数)与几何综合问题
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☛第一层 巩固提升练(7大题型)
题型一 与角度综合问题
题型二 与特殊三角形综合问题
题型三 与特殊四边形综合问题
题型四 与定值综合问题
题型五 与定点综合问题
题型六 与新定义相关的综合问题
题型七 与最值相关的问题
☛第二层 能力培优练
☛第三层 拓展突破练
与角度综合问题
⭐技巧积累与运用
反比例函数(或二次函数)与角度综合问题,常见类型:
1)特殊角问题:(1)利用特殊角的三角函数值找到线段之间的数量关系;(2) 遇到特殊角可以构造特殊三角形,如遇到45°构造等腰直角三角形,遇到30°、60°构造等边三角形,遇到90°构造直角三角形。
2)角的数量关系问题
(1)等角问题:基于动点构造某个角使其与特定已知角相等,主要借助特殊图形的性质、全等和相似的性质来解决;
(2)倍角问题:基于动点构造某个角使其等于特定已知角的倍角,主要利用角平分线的性质、等腰三角形的性质、对称、辅助圆等知识来解答;
(3)角的和差问题:角度和为90度、45度等。
1.(23-24九年级·长沙·期末)如图1,在平面直角坐标系中,函数(为常数,,)的图象经过点和,直线与轴,轴分别交于,两点.
(1)求的度数;(2)如图2,连接、,当时,求此时的值:
2.(2024·成都·中考模拟预测)如图,在二次函数(m是常数,且)的图像与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,顶点为D.其对称轴与线段BC交于点E,与x轴交于点F.连接AC,BD.(1)求A,B,C三点的坐标(用数字或含m的式子表示),并求的度数;(2)若,求m的值;(3)若在第四象限内二次函数(m是常数,且)的图像上,始终存在一点P,使得,请结合函数的图像,直接写出m的取值范围.
3.(23-24九年级上·四川成都·期末)利用尺规作图将一个角三等分已经被数学家证明不可能完成,但是数学家帕普斯利用反比例函数图象完成了将一个角三等分,具体方法如下:
第一步:建立平面直角坐标系,将已知锐角的顶点与原点重合,角的一边与轴正方向重合.在平面直角坐标系里,绘制函数的图象,图象与已知角的另一边交于点;
第二步:以为圆心、以为半径作弧,交函数的图象于点;
第三步:分别过点和作轴和轴的平行线,两线相交于点,连接,得到(如图1),这时.为什么呢?小静想要证明这个结论却没有思路,老师便组织同学们进行了研究讨论.讨论后有以下思路:分别过点和作轴和轴的平行线,两线交于点(如图2),此时,四边形便构成了一个矩形;如果我们能再证明三点共线,就可以利用矩形性质证明这个结论了.研究讨论后,小静采用代数设点,设,.请你和小静一起完成下列问题.
(1)请你写出的坐标(用含的式子表示);
(2)请你在第()问的基础上证明三点共线;(3)请证明.
与特殊三角形综合问题
⭐技巧积累与运用
1)等腰三角形存在性问题处理技巧:需注意分类讨论思想的应用,找准顶确与底角分类讨论的关键,借助等腰三角形的等边对等角、等角对等边、三线合一等性质来转化已知条件是常用的处理手段。
2)直角三角形存在性问题处理技巧:需注意分类讨论思想的应用,找准直角顶点是分类讨论的关键,借助直角三角形的勾股定理,两锐角互补等性质来转化已知条件是常用的处理手段。
3)相似三角形存在性问题:(1)若两个相似三角形对应关系已知,则根据对应边或对应角关系;①设点坐标;②表示线段长(或点坐标);③列比例关系式求解;④将点坐标代入到满足的函数关系中求解;(2)若两个相似三角形对应关系末知,则需根据已知三角形分类讨论三角形的对应边关系,再由(1)中的步骤求解即可。
1.(2023年四川省广安市中考数学真题)如图,一次函数(为常数,)的图象与反比例函数为常数,的图象在第一象限交于点,与轴交于点.(1)求一次函数和反比例函数的解析式.(2)点在轴上,是以为腰的等腰三角形,请直接写出点的坐标.
2.(2023·江苏无锡·模拟预测)如图,已知二次函数的图象与x轴相交于A、B两点(A在B的左侧),它的对称轴l与图象交于点P,直线所对应的函数表达式为
(1)请直接写出点P的坐标.(2)若为直角三角形,设直线与这个二次函数的图象的另一个交点为Q.
①求a、c的值与点Q的坐标;②若M为直线l上的点,且以M、B、Q为顶点的三角形是锐角三角形,请直接写出点M的纵坐标t的取值范围.
3.(2024·江苏苏州·一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴的交点分别为,,其中(),且,与轴的交点为,直线轴,在轴上有一动点,过点E作直线轴,与抛物线、直线的交点分别为.(1)求抛物线的解析式;(2)当时,是否存在点,使以为顶点的三角形与相似?若存在,求出此时的值;若不存在,请说明理由.
与特殊四边形综合问题
⭐技巧积累与运用
1)平行四边形存在性问题处理技巧:(平移或中点思想)
关键:对角线互相平分,即对角线中点重合→中点公式。
①当AB为对角线:xA+xB=xC+xD;yA+yB=yC+yD;②当AC为对角线:xA+xC=xB+xD;yA+yC=yB+yD;
③当AD为对角线:xA+xD=xB+xC;yA+yD=yB+yC。
2)菱形存在性问题处理技巧:先用中点公式证平行四边形,再构造等腰三角形,即邻边相等的点。
3)矩形存在性问题处理技巧:先用中点公式证平行四边形,再构造证直角三角形,即邻边垂直的点。
4)正方形存在性问题处理技巧:先用中点公式证平行四边形,再构造证等腰直角三角形的点。
注意:“四边形ABCD是 ....”和“以点A、B、C、D为顶点的四边形是....”的区别,前者顺序已定,后者可以随机顺序,需进一步讨论。
1.(2023年泸州市中考真题)如图,在平面直角坐标系中,直线与,轴分别相交于点A,B,与反比例函数的图象相交于点C,已知,点C的横坐标为2.(1)求,的值;(2)平行于轴的动直线与和反比例函数的图象分别交于点D,E,若以B,D,E,O为顶点的四边形为平行四边形,求点D的坐标.
2.(2024·江苏徐州·一模)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象交x轴于两点,交y轴于点C,点P在线段上,过点P作轴,交抛物线于点D,交直线于点E.(1) , ;(2)在y轴上是否存在点F,使得以点C、D、E、F为顶点的四边形为菱形?若存在,请直接写出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
3.(2024·江苏徐州·一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线的顶点坐标为交轴于、两点,交轴于点,抛物线的对称轴交轴于点.(1)求抛物线的解析式;(2)为平面直角坐标系中一点,在抛物线上是否存在一点,使得以,,,为顶点的四边形为矩形?若存在,求出点的横坐标;若不存在,请说明理由.
4.(23-24九年级上·广东深圳·期中)如图,一次函数的图象与反比例函数的图象相交于点和点,直线与轴交于点.(1)求反比例函数的解析式和点的坐标;(2)点为线段(不含端点)上一动点,过点作轴交反比例函数于点,点为线段的中点,点为轴上一点,点为平面内一点,当,,,四点构成的四边形为正方形时,写出点的坐标.
与定值综合问题
⭐技巧积累与运用
线段比值为定值、线段乘积为定值、线段和差为定值:设点的坐标,用字母表示出线段的长,寻找等量关系,在恒等变换中消去字母,得到定值。
线段倒数和为定值:一种是与角平分线有关的纯几何问题,此时可通过角平分线上的点向角的两边作垂线,利用面积法用两种方式表示出三角形的面积,再通过恒等变换得到倒数和为定值,另一种是与抛物线的性质有关的代数问题(直线过交点),先设点的坐标,用字母表示出线段的长,利用根与系数的关系及恒等变换消去字母,得到定值。
1.(2024·山东济南·二模)如图①,已知点,,的边与轴交于点,且为的中点,双曲线经过、两点.(1)求的值;(2)以线段为对角线作正方形(如图③,点是边上一动点,是的中点,,交于,当点在上运动时,的值是否发生改变?若改变,求出其变化范围:若不改变,请求出其值,并给出你的证明.
2.(2024·山东济南·一模)【阅读材料】:解方程:时,先两边同乘以x,得,解之得,,经检验无增根,所以原方程的解为,.
【模仿练习】(1)解方程;
【拓展应用】(2)如图1,等腰直角的直角顶点的坐标为,B,C两点在反比例函数的图象上,点的坐标是,且,求的值;
(3)如图2在双曲线有,两点,如果,,那么是否为定值,若存在请求出,不存在请说明理由.
3.(2024·江苏无锡·一模)如图1,抛物线经过,两点,作垂直x轴于点C.(1)求该抛物线的解析式;(2)若点是抛物线上一点,满足,求点的坐标;
(3)若点P为抛物线上一点,且在第四象限内.已知直线,与x轴分别交于E、F两点.当点P运动时,是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
与定点综合问题
⭐技巧积累与运用
直线过定点:设点的坐标,用字母表示出直线的解析式,再分离变量,得到定点坐标或直线的横(纵)坐标为定值。
1.(2022·四川成都·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,直线与抛物线相交于,两点(点在点的左侧),点关于轴的对称点为.
(1)当时,求,两点的坐标;(2)连接,,,,若的面积与的面积相等,求的值;(3)试探究直线是否经过某一定点.若是,请求出该定点的坐标;若不是,请说明理由.
2.(2023年浙江杭州中考真题)在直角坐标系中,已知,设函数与函数的图象交于点和点.已知点的横坐标是2,点的纵坐标是.
(1)求的值.(2)过点作轴的垂线,过点作轴的垂线,在第二象限交于点;过点作轴的垂线,过点作轴的垂线,在第四象限交于点.求证:直线经过原点.
与新定义相关的综合问题
⭐技巧积累与运用
所谓的“新定义”型问题是指给出一个学生未学过的新规定,要求学生现学现用,将陌生的问题转化成熟悉的问题,将非常规的问题转化成常规问题,从而解决问题。很好的锻炼了学生的阅读理解能力、数学抽象、数学归纳、类比迁移、转化等综合创新能力,很好地体现了数学核心素养的考查。
1.(2024.成都市校考期中)【阅读理解】定义:在平面直角坐标系中,点为抛物线的顶点,直线与抛物线分别相交于,两点(其中点在点的右侧),与抛物线的对称轴相交于点,若记,则称是直线与抛物线的“截积”.
【迁移应用】根据以上定义,解答下列问题:如图,若直线的函数表达式为.
(1)若抛物线的函数表达式为,分别求出点,的坐标及的值;(2)在(1)的基础上,过点作直线的平行线,现将抛物线进行平移,使得平移后的抛物线的顶点落在直线上,试探究是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由;(3)设抛物线的函数表达式为,若,,且点在点的下方,求的值.
2.(2023·四川成都·一模)已知一次函数与反比例函数的图象交于、B两点,交y轴于点C.(1)求反比例函数的表达式和点B的坐标;(2)过点C的直线交x轴于点E,且与反比例函数图象只有一个交点,求CE的长;(3)我们把一组邻边垂直且相等,一条对角线平分另一条对角线的四边形叫做“维纳斯四边形”.设点P是y轴负半轴上一点,点Q是第一象限内的反比例函数图象上一点,当四边形是“维纳斯四边形”时,求Q点的横坐标的值.
与最值相关的问题
⭐技巧积累与运用
函数的几何最值1(代数法):引入新的变量,将所求的长度、面积、坐标等用新的变量表示出来,再运用二次函数的最值解决即可。
函数的几何最值2(几何法):将我们要求的线段、多线段和差的最值问题转化为基本的几何模型(将军饮马、胡不归、费马点、阿氏圆、瓜豆原理等)进行解决即可。
1.(2024·江苏淮安·二模)如图,在平而直角坐标系中,二次函数的图象与轴分别交于点,顶点为.连接,将线段绕点按顺时针方向旋转得到线段,连接.点分别在线段上,连接与交于点.
(1)求点,的坐标;(2)随着点在线段上运动.①的大小是否发生变化?请说明理由;
②线段的长度是否存在最大值?若存在,求出最大值;若不存在,请说明理由.
2.(2023·四川宜宾·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,等腰直角三角形的直角顶点,顶点A、恰好落在反比例函数第一象限的图象上.(1)分别求反比例函数的表达式和直线所对应的一次函数的表达式;(2)在x轴上是否存在一点P,使周长的值最小.若存在,求出最小值;若不存在,请说明理由.
3.(2023·河南濮阳·三模)如图,一次函数与反比例函数交于A、B两点,交x轴于点C,已知点A的坐标为.(1)求反比例函数解析式;(2)直接写出不等式的解集_____.
(3)在x轴是否存在点P,使得有最大值,若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
1.(23-24九年级·江苏连云港·阶段练习)如图,在第一象限内作与轴的夹角为的射线,在射线上取一点,过点作轴于点.在抛物线上取一点,在轴上取一点,使得以为顶点的三角形与全等,则符合条件的点A的坐标是 .
2.(2023·广东珠海·一模)如图,点为函数图象上一点,连接,点B在线段上,且,C是x轴的正半轴上一点,连接,.(1)求点B的坐标;(2)若M是线段上一点,且,求的面积.
3.(2023年四川省眉山市中考数学真题)如图,在平面直角坐标系中,直线与x轴交于点,与y轴交于点,与反比例函数在第四象限内的图象交于点.(1)求反比例函数的表达式:(2)在双曲线上是否存在点P,使是以点A为直角顶点的直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
4.(23-24九年级上·辽宁阜新·期末)定义:如图1,在平面直角坐标系中,点P是平面内任意一点(坐标轴上的点除外),过点P分别作x轴、y轴的垂线,若由点P、原点O、两个垂足A、B为顶点的矩形的周长与面积的数值相等时,则称点P是平面直角坐标系中的“美好点”.
(1)[尝试初探]点______“美好点”(填“是”或“不是”);
(2)[深入探究]①若“美好点”在双曲线上,则______;
②在①的条件下,在双曲线,画出,求的值;
(3)[拓展延伸]我们可以从函数的角度研究“美好点”,已知点是第一象限内的“美好点”.
①求y关于x的函数表达式;②对于图象上任意一点,代数式是否为定值?如果是,请求出这个定值;如果不是,请说明理由.
5.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)【阅读理解】对于任意正实数a、b,(只有当时,).
【获得结论】在(a、b均为正实数)中,若为定值p,则,只有当时,有最小值.【探索应用】根据上述内容,回答下列问题:(1)若,只有当_______时,有最小值_______.(2)已知点是双曲线上点,过作轴于点,作轴于点.点为双曲线上任意一点,连接,,求四边形的面积的最小值.
6.(23-24八年级下·江苏苏州·期中)如图,一次函数的图象与反比例函数的图象交于点,与轴交于点,与轴交于点,轴于点,为中点,点关于直线的对称点为点.(1)点是否在这个反比例函数的图象上?请说明理由;
(2)连接,若四边形为正方形.①求的值;
②若点在轴上,当最大时,点的坐标为______.
7.(2024·江苏宿迁·一模)材料一;《见微知著》谈到:从一个简单的经典问题出发,从特殊到 一般,由简单到复杂,从部分到整体,由低维到高维,知识与方法上的类比是探索题 发展的重要途径,是思想阀门发现新问题、新结论的重要方法,在数学学习和研究中,我们经常会用到类比、转化、从特殊到一般等思想方法,请利用上述有关思想,解答下列问题.
材料二:分类讨论是一种重要的数学思想,也是一种解题策略,在数学中的应用相当多,它能使许多看似非常复杂的问题简单化.因此在用分类讨论解决数学问题时要遵循一定的规则,注意合理的分类,对全体对象的分类必须做到不重复、不遗漏,每次分类必须保持在同一标准.
请阅读上述材料,完成题目:
如图,抛物线与轴交于、两点(点在点的左侧),点的坐标为,与轴交于点,直线与轴交于点.动点在抛物线上运动,过点作轴,垂足为,交直线于点.(1)求抛物线的解析式;(2)当点在线段上时,的面积是否存在最大值,若存在,请求出最大值;若不存在,请说明理由;(3)点是抛物线对称轴与轴的交点,点是轴上一动点,点在运动过程中,若以为顶点的四边形是平行四边形时,请直接写出点的坐标.
8.(2024·重庆·中考模拟预测)如图,抛物线与轴交于A(-1,0),B(4,0),与轴交于点C.连接AC,BC,点P在抛物线上运动.(1)求抛物线的表达式;(2)如图①,若点P在第四象限,点Q在PA的延长线上,当∠CAQ=∠CBA45°时,求点P的坐标;(3)如图②,若点P在第一象限,直线AP交BC于点F,过点P作轴的垂线交BC于点H,当△PFH为等腰三角形时,求线段PH的长.
9.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)在平面直角坐标系中,已知反比例函数的图像与正比例函数的图像交于点、点,与正比例函数的图像交于点、点,设点、的横坐标分别为,().
(1)如图1,若点坐标为.①求,的值;②若点的横坐标为,连接,求的面积.(2)如图2,依次连接,,,,若四边形为矩形,求的值.
1.(2023·江苏无锡·中考真题)已知二次函数的图像与轴交于点,且经过点和点.(1)请直接写出,的值;(2)直线交轴于点,点是二次函数图像上位于直线下方的动点,过点作直线的垂线,垂足为.
①求的最大值;②若中有一个内角是的两倍,求点的横坐标.
2.(23-24八年级·江苏泰州·期中)[定义]平面直角坐标系内的矩形若满足以下两个条件:①各边平行于坐标轴;②有两个顶点在同一反比例函数图象上,我们把这个矩形称为该反比例函数的“伴随矩形”.
例如,图1中,矩形的边轴,轴,且顶点在反比例函数的图象上,则矩形是反比例函数的“伴随矩形”.
(1)已知,矩形中,点的坐标分别为:①②;③,其中可能是某反比例函数的“伴随矩形”的是 ;(填序号)
(2)如图1,已知点)是反比例函数的“伴随矩形”的顶点,求直线的函数解析式;
(3)若反比例函数的“伴随矩形”如图2所示,试说明有一条对角线所在的直线一定经过原点.
3.(23-24九年级·山西晋中·期末)综合与探究:如图,一次函数与反比例函数的图象交于点,与轴交于点.(1)求这个反比例函数的表达式;(2)点是轴上的一个动点,连接,,当线段与之和最小时,求点的坐标;(3)过点作直线轴,交反比例函数的图象于点,若点是直线上的一个动点,点是平面直角系内的一个动点,试判断是否存在这样的点,使得以点,,,为顶点的四边形是菱形.若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
4.(2024·江苏扬州·一模)如图1,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,已知抛物线的顶点坐标为,与x轴分别交于点A,B.连接,点D是线段上方抛物线上的一动点.(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,在点D运动过程中,连接,求面积的最大值;
(3)如图2,在点D运动过程中,连接交于点E,点F在线段上,连接,若,求点F横坐标的最大值.
5.(2024·湖北武汉·三模)如图,抛物线与轴交于两点,与轴交于点,顶点为.其中,.(1)直接写出该抛物线的解析式;(2)如图,在第三象限内抛物线上找点,使,求点的坐标;(3)如图,过抛物线对称轴上点的直线交抛物线于两点,线段的中点是,过点作轴的平行线交抛物线于点.若是一个定值,求点的坐标.
6.(2024重庆中考模拟预测)如图,抛物线与轴相交于,两点(点在点的左侧),已知点的横坐标是2,抛物线的顶点为.(1)求的值及顶点的坐标;(2)点是轴正半轴上一点,将抛物线绕点旋转后得到抛物线,记抛物线的顶点为,抛物线与轴的交点为,(点在点的右侧).当点与点重合时(如图,求抛物线的表达式;(3)如图2,在(2)的条件下,从,,中任取一点,,,中任取两点,若以取出的三点为顶点能构成直角三角形,我们就称抛物线为抛物线的“勾股伴随同类函数”.当抛物线是抛物线的勾股伴随同类函数时,求点的坐标.
7.(2024·四川成都·一模)如图,直线分别交x轴,y轴于A,C两点,点B在x轴正半轴上.抛物线过A,B,C三点.(1)求抛物线的解析式;(2)过点B作交y轴于点D,交抛物线于点F.若点P为直线下方抛物线上的一动点,连接交于点E,连接,求的最大值及最大值时点P的坐标;(3)如图2,将原抛物线进行平移,使其顶点为原点,进而得到新抛物线,直线与新抛物线交于O,G两点,点H是线段的中点,过H作直线(不与重合)与新抛物线交于R,Q两点,点R在点Q左侧.直线与直线交于点T,点T是否在某条定直线上?若是,请求出该定直线的解析式,若不是,请说明理由.
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