内容正文:
二轮专题培优练·数学
专
题
四
二
次
函
数
与
几
何
图
形
综
合
题
类型 5 相似、全等存在性问题
热身小练
1.
若△ABC∽△A′B′C′,∠A= 60°,则∠A′= 60 °,
AB
A′B′
= BC
( )
.
2.
若以点 D,E,F 为顶点的三角形与△ABC 相似,且∠A= ∠D,AB
AC
= 1
2
,则DE
DF
= .
3.
已知直线 l 与 x 轴交于点 B,与 y 轴交于点 C,点 F 是线段 BC 上一点,FM⊥x 轴于点 M,
点 O 是坐标原点. 若点 E 是直线 FM 上一点,请在图中画出当△CEF 和△COB 相似时点
E 的位置草图.
第 3 题图
解:点 E 的位置如解图所示.
针对训练
1.
(2024 内江节选)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.
(1)求这条抛物线所对应的函数表达式;
(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.
第 1 题图
备用图
12
二轮专题培优练·数学
专
题
四
二
次
函
数
与
几
何
图
形
综
合
题
2.
(2022 桂林)如图,抛物线 y= -x2 +3x+4 与 x 轴交于 A,B 两点(点 A 位于点 B 的左侧),与 y 轴交
于 C 点,抛物线的对称轴 l 与 x 轴交于点 N,长为 1 的线段 PQ(点 P 位于点 Q 的上方)在 x 轴上
方的抛物线对称轴上运动.
(1)直接写出 A,B,C 三点的坐标;
(2)过点 P 作 PM⊥y 轴于点 M,当△CPM 和△QBN 相似时,求点 Q 的坐标.
第 2 题图
解:(1)A(-1,0),B(4,0),C(0,4);
【解法提示】在 y=-x2+3x+4 中,令 x= 0 得 y= 4,令 y= 0 得 x=-1 或 x= 4.
(2)由 y=-x2+3x+4 得抛物线对称轴为直线 x=-
3
-2
= 3
2
,
设 Q( 3
2
,t),则 P( 3
2
,t+1),M(0,t+1),N( 3
2
,0),
∵B(4,0),C(0,4),
∴BN= 5
2
,QN= t,PM= 3
2
,CM= | t-3 | ,
∵∠CMP=∠QNB= 90°,
∴△CPM 和△QBN 相似,只需CM
QN
=PM
BN
或
CM
BN
=PM
QN
,
①当CM
QN
=PM
BN
时, | t
-3 |
t
=
3
2
5
2
,
解得 t= 15
2
或 t= 15
8
,
∴Q( 3
2
,15
2
)或( 3
2
,15
8
);
②当CM
BN
=PM
QN
时, | t
-3 |
5
2
=
3
2
t
,
解得 t= 3
+2 6
2
或 t= 3
-2 6
2
(舍去),
∴Q( 3
2
,3
+2 6
2
),
综上所述,点 Q 的坐标是( 3
2
,15
2
)或( 3
2
,15
8
)或( 3
2
,3
+2 6
2
) .
22
二轮专题培优练·数学
专
题
四
二
次
函
数
与
几
何
图
形
综
合
题
第 2 题图
热身小练
1.
已知,△ABC 和△DEF.
(1)若∠A=∠D,再添加两个条件 AB= DE ,AC= DF 或 AB= DF ,AC= DE ,可
使△ABC 和△DEF 全等;
(2)若∠B=∠E,∠C=∠F,再添加一个条件使△ABC 和△DEF 全等,这样的条件有 3 个,
请写出所有可以添加的条件: BC=EF 或 AB=DE 或 AC=DF ;
(3)若 AB=DE,再添加两个条件 AC= DF ,BC= EF 或 AC= EF ,BC= DF ,
可使△ABC 和△DEF 全等.
2.
已知直线 BC 与 x 轴交于点 C,与 y 轴交于点 B,点 E 是线段 BC 上一点,过点 E 作 BC 的
垂线 l,点 F 是直线 BC 上一点,过点 F 作 x 轴的平行线与直线 l 交于点 D,若已知△DEF
与△BOC 全等,OB= 4,则可以确定△DEF 中哪条边的长? 并说明理由.
解:若已知△DEF 与△BOC 全等,OB= 4,
则可以确定△DEF 中 DE= 4,理由如下:
∵DF∥x 轴,
∴∠DFE=∠BCO,
∵∠BOC=∠DEF= 90°,△DEF 与△BOC 全等,
∴EF=OC,DE=OB= 4.
针对训练
3.
(2024 陕西模拟)如图,在平面直角坐标系中,二次函数 y = -
1
2
x2 +x+4 的图象与 x 轴交于 A、B 两
点(A 在 B 的左侧),其顶点为 P,对称轴与 x 轴交于点 H.
(1)求点 A、P 的坐标;
(2)连接 AP,点 D 是该二次函数图象第四象限上的动点,过 D 作 DE⊥x 轴于点 E,点 F 是 x 轴
上一点,是否存在以点 D、E、F 为顶点的三角形与△APH 全等? 若存在,求出所有满足条件
的点 D 的坐标;若不存在,请说明理由.
第 3 题图
解:(1)A(-2,0),P(1, 9
2
);
(2)存在,∵H在二次函数 y=-
1
2
x2+x+4=-
1
2
(x-1)2+
9
2
的对称轴上且交于 x 轴,
∴H(1,0),∵A(-2,0),P(1, 9
2
),∴ |AH | = 3, |PH | = 9
2
,
设点 D(a,- 1
2
a2+a+4),∵DE⊥x 轴于点 E,点 F 是 x 轴上一点,
∴E(a,0),∴ |ED | = 1
2
a2-a-4,∵以点 D、E、F 为顶点的三角形与△APH 全等,
∴当△AHP≌△DEF 时,AH=DE,∴3= 1
2
a2-a-4,
解得 a1 = 1+ 15,a2 = 1- 15(舍),∴D(1+ 15,-3);
当△AHP≌△FED 时,PH=ED,∴ 9
2
= 1
2
a2-a-4,解得 a1 = 3 2 +1,a2 = 1-3 2(舍),∴D(3 2 +1,-
9
2
);
综上所述,当点 D 的坐标为(1+ 15,-3)或(3 2 +1,-
9
2
)时,存在以点 D、E、F 为顶点的三角形与
△APH 全等.
32
二轮专题培优练·数学
专
题
四
二
次
函
数
与
几
何
图
形
综
合
题
4.
如图①,二次函数 y= - 1
8
x2 + 1
4
x+3 的图象交 x 轴于 A、B 两点(点 A 在点 B 的左侧),交 y 轴于 C
点,连接 AC,过点 C 作 CD⊥AC 交 AB 于点 D.
(1)求点 D 的坐标;
(2)如图②,在直线 BC 上取一点 M(不与点 B 重合),在直线 CD 的右上方是否存在这样的点
N,使得以 C、M、N 为顶点的三角形与△BCD 全等? 若存在,请求出点 N 的坐标;若不存在,
请说明理由.
图① 图②
第 4 题图
解:(1)令 x= 0,则 y= 3,∴C(0,3),∴OC= 3. 令 y= 0,则- 1
8
x2+ 1
4
x+3= 0,解得 x1 =-4,x2 = 6,
∴A(-4,0),B(6,0),∴OA= 4,OB= 6. ∵CD⊥AC,∴∠ACD= 90°,
∵CO⊥AD,∴OC2 =OA·OD,∴OD= 9
4
,∴D( 9
4
,0);
(2)存在. ∵B(6,0),C(0,3),D( 9
4
,0),∴CD=BD= 15
4
,BC= 3 5,∴∠DCB=∠DBC.
①如解图①,△CMN≌△DCB,MN 交 y 轴于 K,
则 CM=CN=DC=DB= 15
4
,MN=BC= 3 5,∠CMN=∠CNM=∠DBC=∠DCB,
∴MN∥AB,∴MN⊥y 轴,∴∠CKN=∠COB= 90°,MK=NK= 1
2
MN= 3 5
2
,
∴△CKN∽△COB,∴KN
CK
=OB
OC
= 2,∴CK= 3 5
4
,∴OK=OC+CK= 12
+3 5
4
,
∴N(3 5
2
,12
+3 5
4
) .
②如解图②,△MCN≌△DBC,则 CN=CB= 3 5,∠MCN=∠DBC,
∴CN∥AB,∴N(3 5,3) .
③如解图③,△CMN≌△DBC,则∠CMN = ∠DCB,CM = CN = DC = DB = 15
4
,MN = BC = 3 5,∴ MN
∥CD,
作 MR⊥y 轴于 R,则CR
CO
=RM
OB
=CM
CB
= 5
4
,∴CR= 3 5
4
,RM= 3 5
2
,∴OR= 3-3 5
4
,
作 MQ∥y 轴,NQ⊥MQ 于点 Q,则∠NMQ=∠DCO,∠NQM=∠DOC= 90°,
∴△COD∽△MQN,∴MQ
NQ
=CO
DO
= 4
3
,∴MQ= 4
5
MN= 12 5
5
,NQ= 3
5
MN= 9 5
5
,
∴NQ-RM= 3 5
10
,OR+MQ= 60
+33 5
20
,∴N(-3 5
10
,60
+33 5
20
) .
综上所述,满足要求的 N 点坐标有(3 5
2
,12
+3 5
4
)、(3 5,3)、(-
3 5
10
,60
+33 5
20
) .
42
参考答案与重难题解析·数学10
二
轮
专
题
培
优
练
答
案
于点 Q,过点 B 作 BG⊥TQ 于点 G,则 OB = GQ = 3, ∴
∠CTB= 90° = ∠CQT = ∠QGB, ∴ ∠QCT + ∠CTQ = 90° =
∠CTQ+∠BTG,∴ ∠QCT = ∠BTG,∵ CT = BT,∴ △CQT≌
△TGB,∴ QT=GB,CQ=TG,设 TQ=GB=m,则 CQ=TG = 3-
m,∵ C(0,2),∴ QO = 3-m-2 = 1-m,∵ OQ = BG,∴ 1-m =
m,解得 m= 1
2
,∴ T( 1
2
,- 1
2
),设直线 CT 的解析式为 y =
nx+2,∴ 1
2
n+2 = - 1
2
,解得 n = -5,∴ 直线 CT 的解析式为
y = - 5x + 2, 联 立
y= -
2
3
x2 +
4
3
x+2,
y= -5x+2,
{ 解 得 x= 0,y= 2{ 或
x=
19
2
,
y= -
91
2
,
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
∴ M( 19
2
,- 91
2
),同理可得 K( 5
2
, 5
2
),直线 CK
的解析式为 y = 1
5
x + 2, 联立
y= -
2
3
x2 +
4
3
x+2,
y=
1
5
x+2,
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
解得
x=
17
10
,
y=
117
50
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
或
x= 0,
y= 2,{ ∴ M (
17
10
, 117
50
), 综上, 点 M 的坐标为
( 19
2
,-91
2
)或( 17
10
,117
50
) .
第 2 题解图
类型 5 相似、全等存在性问题
热身小练
1.
60,B′C′ 2.
2 或 1
2
3.
解:点 E 的位置如解图所示.
第 3 题解图
针对训练
1.
解:(1)令 y= 0,则-2x+6 = 0,解得 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
-9+3b+c= 0,
c= 6,{ 解得
b= 1,
c= 6,{
∴ 抛物线所对应的函数表达式为 y= -x2 +x+6;
(2)存在,设点 D( t,-t2 +t+6),
∵ △BDE 和△ACE 相似,∠BED= ∠AEC,
∴ △ACE∽△BDE 或△ACE∽△DBE,
①如解图①,当△ACE∽△BDE 时,∠BDE= ∠ACE= 90°,
∴ BD∥AC,∴ D 点纵坐标为 6,
∴ -t2 +t+6 = 6,解得 t= 0 或 t= 1,∴ D(1,6);
第 1 题解图① 第 1 题解图②
②如解图②,当△ACE∽△DBE 时,∠BDE= ∠CAE,
过 B 作 BH⊥DC 于点 H,则 H( t,6),BH = t,DH = -t2 +t,
∠BHD= 90°,
∴ BH
DH
= tan∠BDE= tan∠CAE=OB
OA
,
∴ t
-t2 +t
= 6
3
= 2,∴ -2t2 +2t= t,
解得 t= 0(舍去)或 t= 1
2
,∴ -t2 +t+6 = 25
4
,
∴ D( 1
2
,25
4
),
综上所述,点 D 的坐标为(1,6)或( 1
2
,25
4
) .
2.
解:(1)A(-1,0),B(4,0),C(0,4);【解法提示】在 y= -x2 +
3x+4 中,令 x= 0 得 y= 4,令 y= 0 得 x= -1 或 x= 4.
(2)抛物线 y= -x2 +3x+4 的对称轴为直线 x= - 3-2
= 3
2
,
设 Q( 3
2
,t),则 P( 3
2
,t+1),M(0,t+1),N( 3
2
,0),
∵ B(4,0),C(0,4),
∴ BN= 5
2
,QN= t,PM= 3
2
,CM= | t-3 | ,
∵ ∠CMP= ∠QNB= 90°,
∴ △CPM 和△QBN 相似,只需CM
QN
=PM
BN
或
CM
BN
=PM
QN
,
①当CM
QN
=PM
BN
时, | t
-3 |
t
=
3
2
5
2
,解得 t= 15
2
或 t= 15
8
,
∴ Q( 3
2
,15
2
)或( 3
2
,15
8
);
②当CM
BN
=PM
QN
时, | t
-3 |
5
2
=
3
2
t
,
01
参考答案与重难题解析·数学 11
二
轮
专
题
培
优
练
答
案
解得 t= 3
+2 6
2
或 t= 3
-2 6
2
(舍去),
∴ Q( 3
2
,3
+2 6
2
),
综上所述,点 Q 的坐标是( 3
2
, 15
2
) 或( 3
2
, 15
8
) 或 ( 3
2
,
3+2 6
2
) .
热身小练
1.
(1)DE,DF,DF,DE;
(2)3,BC=EF 或 AB=DE 或 AC=DF;
(3)DF,EF,EF,DF
2.
解:若已知 △DEF 与 △BOC 全等,OB = 4, 则可以确定
△DEF 中 DE= 4,理由如下:
∵ DF∥x 轴,
∴ ∠DFE= ∠BCO,
∵ ∠BOC= ∠DEF= 90°,△DEF 与△BOC 全等,
∴ EF=OC,DE=OB= 4.
针对训练
3.
解:(1)∵ 二次函数 y= - 1
2
x2 +x+4 的图象与 x 轴交于 A、B
两点(A 在 B 的左侧),
令 y= 0,即- 1
2
x2 +x+4 = 0,解得 x1 = -2,x2 = 4,
∴ A(-2,0),B(4,0),
∵ y= - 1
2
x2 +x+4 = - 1
2
(x-1) 2 + 9
2
,
∴ P(1, 9
2
);
(2)存在,
∵ 点 H 在二次函数 y= - 1
2
x2 +x+ 4 = - 1
2
(x- 1) 2 + 9
2
的对
称轴上且交于 x 轴,∴ H(1,0),
∵ A(-2,0),P(1, 9
2
),
∴ AH= 3,PH= 9
2
,
设点 D(a,- 1
2
a2 +a+4),
∵ DE⊥x 轴于点 E,点 F 是 x 轴上一点,
∴ E(a,0),∴ DE= 1
2
a2 -a-4,
∵ 以点 D,E,F 为顶点的三角形与△APH 全等,
∴ 当△AHP≌△DEF 时,AH=DE,
∴ 3 = 1
2
a2 -a-4,解得 a1 = 1+ 15 ,a2 = 1- 15 (舍),
∴ D(1+ 15 ,-3);
当△AHP≌△FED 时,PH=DE,
∴ 9
2
= 1
2
a2 -a-4,解得 a1 = 3 2 +1,a2 = 1-3 2 (舍),
∴ D(3 2 +1,- 9
2
);
综上所述,当点 D 的坐标为( 1 + 15 , - 3) 或( 3 2 + 1,
- 9
2
)时,存在以点 D、 E、 F 为顶点的三角形与 △APH
全等.
4.
解:(1)令 x= 0,则 y= 3,
∴ C(0,3),∴ OC= 3.
令 y= 0,则- 1
8
x2 + 1
4
x+3 = 0,解得 x1 = -4,x2 = 6,
∴ A(-4,0),B(6,0),∴ OA= 4,OB= 6.
∵ CD⊥AC,∴ ∠ACD= 90°,
∵ CO⊥AD,∴ △AOC∽△COD,
∴ OA
OC
=OC
OD
,即 OC2 =OA·OD,
∴ OD= 9
4
,∴ D( 9
4
,0);
(2)存在. ∵ B(6,0),C(0,3),D( 9
4
,0),
∴ CD=BD= 15
4
,BC= 3 5 ,
∴ ∠DCB= ∠DBC.
①如解图①,△CMN≌△DCB,MN 交 y 轴于 K,
第 4 题解图①
则 CM=CN=DC=DB= 15
4
,MN=BC= 3 5 ,∠CMN = ∠CNM
= ∠DBC= ∠DCB,
∴ MN∥AB,∴ MN⊥y 轴,
∴ ∠CKN= ∠COB= 90°,MK=NK= 1
2
MN= 3 5
2
,
∴ △CKN∽△COB,
∴ KN
CK
=OB
OC
= 2,∴ CK= 3 5
4
,
∴ OK=OC+CK= 12
+3 5
4
,
∴ N(3 5
2
,12
+3 5
4
) .
②如解图②,△MCN≌△DBC,
则 CN=CB= 3 5 ,∠MCN= ∠DBC,
∴ CN∥AB,∴ N(3 5 ,3) .
第 4 题解图② 第 4 题解图③
③如解图③,△CMN≌△DBC,
则∠CMN= ∠DBC= ∠DCB,CM =CN =DC = DB = 15
4
,MN =
BC= 3 5 ,
11
参考答案与重难题解析·数学12
二
轮
专
题
培
优
练
答
案
∴ MN∥CD,
作 MR⊥y 轴于 R,则CR
CO
=RM
OB
=CM
CB
= 5
4
,
∴ CR= 3 5
4
,RM= 3 5
2
,∴ OR=CO-CR= 3-3 5
4
,
作 MQ∥y 轴,NQ⊥MQ 于点 Q,
则∠NMQ= ∠DCO,∠NQM= ∠DOC= 90°,
∴ △COD∽△MQN,∴ MQ
NQ
=CO
DO
= 4
3
,
∵ 在 Rt△MQN 中,MQ2 +NQ2 =MN2 ,
∴ MQ= 4
5
MN= 12 5
5
,NQ= 3
5
MN= 9 5
5
,
∴ NQ-RM= 3 5
10
,OR+MQ= 60
+33 5
20
,
∴ N(-3 5
10
,60
+33 5
20
) .
综上所述,满足要求的 N 点坐标有(3 5
2
,12
+3 5
4
),(3 5 ,
3),(-3 5
10
,60
+33 5
20
) .
专题五 二次函数图象与性质的应用
突破设问 1 交点问题
例 1 (1) t>4 或 t≤0 (2)0<t<3 或 t= 4 (3)3≤t<4
例 2 (1) t>4 或 t<0 (2) t= 4 或 0≤t<3 (3)3≤t<4
例 3 (1)①-3,-1 ②0,2 (2)h>2 或 h<-3
(3)-3≤h<-1 或 0<h≤2 (4)-1≤h≤0
突破设问 2 含参最值问题
例 1 D
步骤 1 确定二次函数图象的对称轴、开口方向
①1 ②不确定
步骤 2 分类讨论与数形结合
②当 x=-1 时,函数有最小值 2,则 m+2m+3=2,解得 m=-
1
3
例 1 题解图②
步骤 3 得出结论 1 或- 1
3
例 2 b≥46
13
步骤 1 确定二次函数图象的对称轴、开口方向
①向下 ②b
步骤 2 分类讨论与数形结合
③如解图③,对称轴在自变量取值范围内,即 4≤b≤5,当 x =
6 时,y 有最小值,-62 +12b+b-1≥9 得 b≥46
13
,∴ 4≤b≤5;
④如解图④,对称轴在自变量取值范围左侧,即 0<b<4,当 x = 6
时,y 有最小值,∴ -62+12b+b-1≥9,解得 b≥46
13
,
∴ 46
13
≤b<4
图③ 图④
例 2 题解图
步骤 3 得出结论 b≥46
13
例 3 -9 或 7
步骤 1 确定二次函数图象的对称轴、开口方向
①向上
②y 轴(或直线 x= 0),(0,2)
步骤 2 分类讨论
③当点 F 在 y 轴右侧,点 E 在 y 轴左侧或 y 轴上,且点 F 到 y
轴的距离大于等于点 E 到 y 轴的距离时,此时-1≤m≤0,∴ t
= y2 -y最小值 = 1,即
1
32
(m+2) 2 + 2- 2 = 1,解得 m = - 2± 4 2 (舍
去)
④当点 E 在 y 轴右侧时, 此时 m > 0, ∴ t = y2 - y1 = 1, 即
1
32
(m+2) 2 +2-( 1
32
m2 +2)= 1,解得 m= 7
步骤 3 得出结论 -9 或 7
突破设问 3 大小比较
例 1 y3 >y1 >y2 【解析】解法一:将点 A(0,y1 ),B(
1
2
,y2 ),
C(3,y3 )代入抛物线解析式 y = (x-1)
2 +k 可得 y1 = k+1,y2
= k+ 1
4
,y3 = k+4,∴ y3 >y1 >y2 .
多解法
解法二:根据题意可知抛物线的对称轴为直线 x = 1,点
C(3,y3)关于直线 x= 1 对称的点的坐标为(-1,y3),∵ 抛
物线开口向上,∴ 在对称轴左侧 y 随 x 的增大而减小,∴
y3 >y1 >y2 .
解法三:∵ y=(x-1) 2 +k 的开口向上,且对称轴为直线 x =
1, | 3-1 | > | 0-1 | > | 1
2
-1 | ,∴ y3 >y1 >y2 .
例 2 A 【解析】∵ A,B 分别位于抛物线对称轴的两侧,
∴ 2n+3<1<n-1 或 n-1<1<2n+3,∴ -1<n<2,由题意得,抛
物线的对称轴是直线x= -
-2
2
= 1. ∵ a = 1> 0,∴ 抛物线开口
向上,∴ 抛物线上的点离对称轴越近函数值越小,又∵ y1 <y2 ,
∴ | 2n+3-1 | < | n-1-1 | ,即 | 2n+2 | < | n-2 | . ∴ 2n+2<2-n,
∴ n<0. 综上所述,-1<n<0.
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