2026年中考数学二轮复习 巧解题系列——四种方法解二次函数中等角问题
2025-11-27
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普通
摘要:
该初中数学讲义聚焦二次函数中等角问题这一中考核心考点,以“考点梳理-方法指导-真题讲解-分层练习”为主线,通过等腰三角形构造、相似三角形应用等四种解法系统整合知识,帮助学生建立从基础到综合的解题框架,突破压轴题难点。
亮点在于“一题多解”与核心素养融合的教学设计,如通过例题展示构造全等、三角比转化等方法,培养几何直观与推理意识。配套分层题型演练和即时反馈机制,能在有限时间内提升学生抽象能力和创新意识,助力教师精准把控复习节奏,高效提升学生应考能力。
内容正文:
四种方法解二次函数中等角问题
(解析版)
二次函数具有涉及知识点多、综合性强、难度大、对思维要求高等特点,往往作为压轴题出现在模拟考或者中考中.
例题:如图1,在直角坐标平面中,直线向下平移5个单位后,正好经过抛物线的顶点,抛物线与轴交于点。
(1)求点的坐标;
(2)点在抛物线对称轴上,且位于点下方,当时,求点的坐标。
分析
这道二次函数压轴题有如下特点:第一,这道题以二次函数为背景,同时二次函数的表达式未知,需要先正确地求出解析式,然后才能完成后面问题的解答;第二,需要求某个点的坐标.点坐标的求解可以结合线段长来完成,考查了点坐标与线段长之间的转化关系,或者可以利用交轨法把交点问题转化成方程组的公共解问题;第三,出现了相等的角,如何处理等角便是这压轴部分的关键.初中阶段已经学习了与等角有关的知识点,如“全等三角形”“等腰三角形的等角对等边”“相似三角形”等.因此,结合条件本题可以从以下几方面处理角度相等问题,如图2所示.
解析 (1)由题意得点的坐标为。
当时,代入,
得。
因为直线向下平移5个单位,
所以,
解得,所以点的坐标为。
(2)下面将以4种解法来解答本题:
思路1:巧用角度相等,构造等腰三角形.
结合条件,可以联想到为等腰三角形.由于点和点坐标已知,尝试利用两点之间距离公式求出点的坐标,这样就能求出直线的表达式,再求直线与抛物线对称轴的交点即可.综上分析,构造等腰三角形的方法是可行的。
解法1如图3,因为,,
所以直线的表达式为:。
设,因为,
所以,
即,
解得,所以,
所以。
因为点在上且横坐标为,
则。
思路2:
巧用角度相等,寻找相似三角形。结合条件,先思考包含这两个角的三角形是否存在相似关系。经过观察发现如果能证明,便能利用相似比求出,进而求出点的坐标。所以本题可以利用相似三角形求解。
解法2如图3,因为,,
所以,
所以,
所以,
解得。
所以,
则。
思路3:巧用角度相等,求角的三角比。
对于条件,根据角的和差计算,可得。是已知的,如果在中可以求出的正切值,便可求出的值,由此得到点的坐标。
解法3如图3,作于点,于点。
因为是等腰直角三角形,
所以。
因为,
所以。
因为,
所以
因为,所以,
所以,
所以。
思路4:巧用角度相等,寻找全等三角形。
结合条件,可以联想到全等三角形。经过观察,如果可以证明,就能得到,只要求出的长度,便可求出的长度,从而求得点的坐标。
解法4如图4,作交的延长线于点。
因为,,,
所以,
所以。
把代入直线的表达式得,
所以,
所以,
因为,
所以,
所以。
通过构造等腰三角形、寻找相似或全等三角形、转化角的三角比等多种方法处理二次函数中的等角问题,不仅体现了知识间的关联与融合,也为解题提供了灵活思路,有助于提升综合运用数学知识解决复杂问题的能力。
题型演练
1.(翠园文锦中学王新建供题)如图所示:二次函数y=x2﹣x﹣6的图象与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,连接AC,BC.
(1)求直线BC的函数表达式;
(2)如图1,若点M为抛物线上线段BC右侧的一动点,连接CM,BM.求△BMC面积的最大值及相应点M的坐标;
(3)如图2,该抛物线上是否存在点P,使得∠ACO=∠BCP?若存在,请求出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)解:对于(1),
令,
解得或-2,
令,则,
故点A,B,C的坐标分别为,
设直线BC的表达式为,
则,解得,
故直线BC的表达式为
(2)解:过点作轴的平行线交BC于点,
设点M的坐标为(x,x2﹣x﹣6),则点H(x,2x﹣6),
则面积,
,故面积存在最大值,
当时,面积的最大值为,
此时点M的坐标为
(3)解:存在,理由:
在Rt中,,由B、C的坐标得,,
①当点P在BC的右侧时,
延长CP交x轴于点H,过点H作NH⊥BC交CB的延长线于点N,
在Rt△BNH中,tan∠NBH=tan∠OBC=2,设BN=x,则NH=2x,
在Rt中,,解得,
则,故点的坐标为,
由点C、H的坐标得,直线CH的表达式为y=x﹣6②,
联立①②并解得(不合题意的值已舍去),
故点P的坐标为(2,﹣4);
②当点P在BC的左侧时,
设直线CH'交抛物线于点P',
同理可得,点H'的坐标为(,0),则直线CH'的表达式为y=7x﹣6③,
联立①③并解得(不合题意的值已舍去),
故点P的坐标为(8,50);
综上,点P的坐标为(2,﹣4)或(8,50)
【解析】【分析】(1)根据坐标轴上点的坐标特征可得点A,B,C的坐标分别为,设直线BC的表达式为,再根据待定系数法将点B,C坐标代入解析式即可求出答案.
(2)过点作轴的平行线交BC于点,设点M的坐标为(x,x2﹣x﹣6),则点H(x,2x﹣6),根据三角形面积可得面积,结合二次函数性质即可求出答案.
(3)根据正切定义可得,由B、C的坐标得,,分情况讨论:①当点P在BC的右侧时,延长CP交x轴于点H,过点H作NH⊥BC交CB的延长线于点N,在Rt△BNH中,根据正切定义可得tan∠NBH=tan∠OBC=2,设BN=x,则NH=2x,在Rt中,根据正切定义建立方程,解方程可得,根据勾股定理可得,故点的坐标为,由点C、H的坐标得,直线CH的表达式为y=x﹣6,联立方程组,解方程组即可求出答案;②当点P在BC的左侧时,设直线CH'交抛物线于点P',同理可得,点H'的坐标为(,0),则直线CH'的表达式为y=7x﹣6,联立方程组,解方程组即可求出答案.
2.(2024·顺德模拟)如图,已知二次函数y=ax2+bx+4的图象与y轴交于点A,与x轴交于点B(﹣2,0),点C(8,0),直线y=经过点A,与x轴交于D点.
(1)求该二次函数的表达式;
(2)点E为线段AC上方抛物线上一动点,若△ADE的面积为10,求点E的坐标;
(3)点P为抛物线上一动点,连接AP,将线段AP绕点A逆时针旋转到AP',并使∠P'AP=∠DAO,是否存在点P使点P'恰好落到坐标轴上?如果存在,请直接写出此时点P的横坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)把点B、C的坐标代入抛物线的解析式得,
解得,,
∴二次函数的解析式为:;
(2)如图,设E(m,)(0<m<8),过E作EQ⊥x轴于点Q,
∴EQ=,OQ=m,
∵直线y=经过点A与x轴交于D点,
∴y=0时,x=3,x=0时,y=4,
∴D(3,0),A(0,4),
∴DQ=m﹣3,OA=4,OD=3,
∴S△ADE=S梯形AOQE﹣S△AOD﹣S△DEQ
=
=,
解得:m=8(舍),或m=,
∴E点的坐标为(,);
(3)①当P点在第一象限内,P'点在y轴上时,如图2,
过P作PE⊥x轴于点E,过A作AM⊥PE于M,
设P(m,+4),则AM=m,PM=PE-ME=PE-OA=,
∵PE∥AO,
∴∠APM=∠P'AP,
∵∠PAP'=∠DAO,
∴∠APM=∠DAO,
∵∠AMP=∠AOD=90°,
∴△APM∽△DAO,
∴,
即,
解得,m=0(舍),或m=,
∴此时P点的横坐标为;
②当P点在y轴左边,P'在x轴上时,如图3,过P作PM⊥y轴于M,过P'作P'M'⊥AD于M',
则∠AMP=∠AM'P'=90°,
设P(m,+4),则AM=,PM=﹣m,
∵∠PAP'=∠DAO,
∴∠PAM=∠P'AM',
∵AP=AP',
∴△APM≌△AP'M'(AAS),
∴PM=P'M'=﹣m,AM=AM'═,
∵∠DM'P'=∠DOA=90°,∠P'DM'=∠ADO,
∴△DP'M'∽△DAO,
∴,
即,
∴,
∵OD=3,OA=4,
∴AD==5,
∴DM'+AM'=AD=5,
∴,
解得,m=,或m=(舍),
∴此时P点的横坐标为;
③当P点在第四象限内,P'点在x轴上时,如图4,过P作PM⊥y轴于M,过P'作P'M'⊥AD于点M',
则∠AMP=∠AM'P',
设P(m,+4),则AM=,PM=m,
∵∠PAP'=∠DAO,
∴∠PAM=∠P'AM',
∵AP=AP',
∴△APM≌△AP'M'(AAS),
∴PM=P'M'=m,AM=AM'═,
∵∠DM'P'=∠DOA=90°,∠P'DM'=∠ADO,
∴△DP'M'∽△DAO,
∴,
即,
∴,
∵AM'﹣DM'=AD=5,
∴,
解得,m=(舍),或m=.
∴此时P点的横坐标为.
综上,存在,其中P点的横坐标为或或.
【解析】【分析】(1)根据待定系数法将点B,C坐标代入抛物线解析式即可求出答案.
(2)设E(m,)(0<m<8),过E作EQ⊥x轴于点Q,根据两点间距离可得EQ=,OQ=m,根据x轴上点的坐标特征可得D(3,0),A(0,4),则DQ=m﹣3,OA=4,OD=3,再根据S△ADE=S梯形AOQE﹣S△AOD﹣S△DEQ,结合二次函数性质即可求出答案.
(3)分情况讨论:①当P点在第一象限内,P'点在y轴上时,过P作PE⊥x轴于点E,过A作AM⊥PE于M,设P(m,+4),则AM=m,PM=PE-ME=PE-OA=,根据直线平行性质可得∠APM=∠P'AP,再根据相似三角形判定定理可得△APM∽△DAO,则,代值计算即可求出答案;②当P点在y轴左边,P'在x轴上时,过P作PM⊥y轴于M,过P'作P'M'⊥AD于M',设P(m,+4),则AM=,PM=﹣m,根据全等三角形判定定理可得△APM≌△AP'M'(AAS),则PM=P'M'=﹣m,AM=AM'═,根据相似三角形判定定理可得△DP'M'∽△DAO,则,代值计算可得,再根据勾股定理可得AD=5,再根据边之间的关系建立方程,解方程即可求出答案;③当P点在第四象限内,P'点在x轴上时,过P作PM⊥y轴于M,过P'作P'M'⊥AD于点M',设P(m,+4),则AM=,PM=m,根据全等三角形判定定理可得△APM≌△AP'M'(AAS),则 PM=P'M'=m,AM=AM'═,根据相似三角形判定定理可得 △DP'M'∽△DAO, 则,代值计算可得,再根据边之间的关系建立方程,解方程即可求出答案.
3.如图,二次函数的图象与轴交于两点,与轴交于点,其中,.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)点是二次函数上一动点,过点作轴交直线于点,连接,将沿折叠,当的对应点恰好落在轴上时,请求出点的坐标;
(3)在二次函数的图象上,是否存在点,使得?若存在,请求出点坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)这个二次函数的表达式为;
(2)点的坐标为或;
(3)点坐标为或.
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四种方法解二次函数中等角问题
(原卷版)
二次函数具有涉及知识点多、综合性强、难度大、对思维要求高等特点,往往作为压轴题出现在模拟考或者中考中.
例题:如图1,在直角坐标平面中,直线向下平移5个单位后,正好经过抛物线的顶点,抛物线与轴交于点。
(1)求点的坐标;
(2)点在抛物线对称轴上,且位于点下方,当时,求点的坐标。
分析
这道二次函数压轴题有如下特点:第一,这道题以二次函数为背景,同时二次函数的表达式未知,需要先正确地求出解析式,然后才能完成后面问题的解答;第二,需要求某个点的坐标.点坐标的求解可以结合线段长来完成,考查了点坐标与线段长之间的转化关系,或者可以利用交轨法把交点问题转化成方程组的公共解问题;第三,出现了相等的角,如何处理等角便是这压轴部分的关键.初中阶段已经学习了与等角有关的知识点,如“全等三角形”“等腰三角形的等角对等边”“相似三角形”等.因此,结合条件本题可以从以下几方面处理角度相等问题,如图2所示.
解析 (1)由题意得点的坐标为。
当时,代入,
得。
因为直线向下平移5个单位,
所以,
解得,所以点的坐标为。
(2)下面将以4种解法来解答本题:
思路1:巧用角度相等,构造等腰三角形.
结合条件,可以联想到为等腰三角形.由于点和点坐标已知,尝试利用两点之间距离公式求出点的坐标,这样就能求出直线的表达式,再求直线与抛物线对称轴的交点即可.综上分析,构造等腰三角形的方法是可行的。
解法1如图3,因为,,
所以直线的表达式为:。
设,因为,
所以,
即,
解得,所以,
所以。
因为点在上且横坐标为,
则。
思路2:
巧用角度相等,寻找相似三角形。结合条件,先思考包含这两个角的三角形是否存在相似关系。经过观察发现如果能证明,便能利用相似比求出,进而求出点的坐标。所以本题可以利用相似三角形求解。
解法2如图3,因为,,
所以,
所以,
所以,
解得。
所以,
则。
思路3:巧用角度相等,求角的三角比。
对于条件,根据角的和差计算,可得。是已知的,如果在中可以求出的正切值,便可求出的值,由此得到点的坐标。
解法3如图3,作于点,于点。
因为是等腰直角三角形,
所以。
因为,
所以。
因为,
所以
因为,所以,
所以,
所以。
思路4:巧用角度相等,寻找全等三角形。
结合条件,可以联想到全等三角形。经过观察,如果可以证明,就能得到,只要求出的长度,便可求出的长度,从而求得点的坐标。
解法4如图4,作交的延长线于点。
因为,,,
所以,
所以。
把代入直线的表达式得,
所以,
所以,
因为,
所以,
所以。
通过构造等腰三角形、寻找相似或全等三角形、转化角的三角比等多种方法处理二次函数中的等角问题,不仅体现了知识间的关联与融合,也为解题提供了灵活思路,有助于提升综合运用数学知识解决复杂问题的能力。
题型演练
1.(翠园文锦中学王新建供题)如图所示:二次函数y=x2﹣x﹣6的图象与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,连接AC,BC.
(1)求直线BC的函数表达式;
(2)如图1,若点M为抛物线上线段BC右侧的一动点,连接CM,BM.求△BMC面积的最大值及相应点M的坐标;
(3)如图2,该抛物线上是否存在点P,使得∠ACO=∠BCP?若存在,请求出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
2.(2024·顺德模拟)如图,已知二次函数y=ax2+bx+4的图象与y轴交于点A,与x轴交于点B(﹣2,0),点C(8,0),直线y=经过点A,与x轴交于D点.
(1)求该二次函数的表达式;
(2)点E为线段AC上方抛物线上一动点,若△ADE的面积为10,求点E的坐标;
(3)点P为抛物线上一动点,连接AP,将线段AP绕点A逆时针旋转到AP',并使∠P'AP=∠DAO,是否存在点P使点P'恰好落到坐标轴上?如果存在,请直接写出此时点P的横坐标;如果不存在,请说明理由.
3.如图,二次函数的图象与轴交于两点,与轴交于点,其中,.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)点是二次函数上一动点,过点作轴交直线于点,连接,将沿折叠,当的对应点恰好落在轴上时,请求出点的坐标;
(3)在二次函数的图象上,是否存在点,使得?若存在,请求出点坐标;若不存在,请说明理由.
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