内容正文:
专题11中考函数与几何模型核心探究
(4大类型17种题型)
目录
刷考点精准巩固,扫清盲区
提能力聚焦过程,优化策略
测综合跨界融合,挑战创新
考点一:函数与一线三等角模型
解|题|技|巧
模型名称
一次函数背景考法
反比例函数背景考法
二次函数背景考法
一线三垂直
1.求一次函数解析式
2.求直线与坐标轴交点坐标
3.证明三角形全等/相似
1.结合k的几何意义求面积
2.利用全等求反比例函数解析式
3.探究双曲线上的点的存在性
1.探究抛物线上的等腰、直角三角形存在性
2.求三角形面积最值
3.求动点坐标及路径长度
(该专题含等腰/直角三角形存在性内容)
题型一 一次函数与一线三垂直模型
1.(2025·广西柳州·二模)综合与探索
【探索发现】如图,等腰直角三角形中,,,过点作交于点,过点作交于点,易得,我们称这种全等模型为“型全等”.(不需要证明)
【迁移应用】如图,在直角坐标系中,直线:分别与轴,轴交于点、,
(1)直接写出______,______;
(2)将直线绕点顺时针旋转得直线,求出直线解析式:
小明的解题思路是:在第二象限构造等腰直角,使得,,根据型全等和坐标之间的关系,求出点的坐标为______;通过,两点坐标求出直线的解析式______;
(3)如图,将直线绕点顺时针旋转得到,求的函数解析式.
2.(23-24九年级上·四川成都·期中)如图,在矩形中,点O为坐标原点,点A的坐标为,点C的坐标为,点P在边上,直线l的解析式为,直线l交于点D,交于点E.
(1)如图1,连接,求D,E的坐标;
(2)如图2,若以和为邻边作矩形,求过点Q的反比例函数的表达式;
(3)如图3,在第一象限内,直线l上是否存在点M,使是等腰直角三角形?若存在,求出M的坐标;若不存在,说明理由.
3.(2025·河北廊坊·一模)【模型呈现】
(1)如图1,中,,直线经过点,过点作于点,过点作于点,求证:;
【模型应用】
(2)如图2,将图1放置在平面直角坐标系中,若点的坐标为,则点的坐标是______;
(3)如图3,直线分别交轴、轴于点A、B.点的坐标为,点为直线上一动点,连接,将线段绕点顺时针旋转得到线段,请直接写出的最小值.
题型二 反比例函数与一线三垂直模型
1.(2025·山东东营·中考真题)如图,一次函数的图象与坐标轴分别交于点B、C,反比例函数的图象经过点A,是等腰直角三角形,,,则k的值为 .
2.(2025·四川广元·一模)如图,在平面直角坐标系中,当直角三角板的直角顶点落在处时,锐角顶点、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)在轴上是否存在一点,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.(2025·江苏镇江·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,点分别在反比例函数和的图像上,点的横坐标为,点的横坐标为,点的坐标为,,.
(1)求点A、的坐标和反比例函数的表达式;
(2)点、分别在反比例函数和的图像上,与点、构成以为边的平行四边形,则点、的坐标分别为_____、_____.
4.(2025·四川达州·一模)已知一次函数与反比例函数的图象交于、两点,交轴于点.
(1)求反比例函数的表达式和点的坐标;
(2)若点关于原点的对称点为,求的面积;
(3)探究:在轴上是否存在一点,使得为等腰直角三角形,且直角顶点为点,若存在,请直接写出点坐标;若不存在,请说明理由.
题型三 二次函数与一线三垂直模型
1.(2025·四川凉山·中考真题)如图,二次函数的图像经过三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P在直线下方的抛物线上运动,求点P到直线的最大距离;
(3)动点Q在抛物线的对称轴上,作射线,若射线绕点Q逆时针旋转与抛物线交于点D,是否存在点Q使?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
2.(2025·黑龙江绥化·中考真题)综合与探究
如图,抛物线交轴于A、两点,交轴于点.直线经过、两点,若点,.点是抛物线上的一个动点(不与点A、重合).
(1)求抛物线的函数解析式.
(2)过点作直线轴于点,交直线于点,当时,求点坐标.
(3)若点是直线上的一个动点.请判断在点右侧的抛物线上是否存在点,使是以为斜边的等腰直角三角形.若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
3.(2025·青海·中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A,B两点,点B的坐标为,点在抛物线上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)①求点A的坐标;
②当时,根据图象直接写出x的取值范围________;
(3)连接交y轴于点D,在y轴上是否存在点P,使是以为直角边的直角三角形,若存在,请直接写出所有符合条件的点P坐标,若不存在,请说明理由.
4.(2023·新疆·中考真题)【建立模型】(1)如图,点是线段上的一点,,,,垂足分别为,,,.求证:;
【类比迁移】(2)如图,一次函数的图象与轴交于点、与轴交于点,将线段绕点逆时针旋转得到、直线交轴于点.
①求点的坐标;
②求直线的解析式;
【拓展延伸】(3)如图,抛物线与轴交于,两点点在点的左侧,与轴交于点,已知点,,连接.抛物线上是否存在点,使得,若存在,求出点的横坐标.
考点二:相似三角形模型
解|题|技|巧
模型名称
一次函数背景考法
反比例函数背景考法
二次函数背景考法
相似三角形
1. 求一次函数解析式
2. 求线段比例或点坐标
3. 证明三角形相似并求参数
4. 结合角度条件(如 45°)构造相似
1. 结合 k 的几何意义求面积或比例
2. 利用斜 X 型相似证明线段关系
3. 探究双曲线上的点的存在性
4. 证明三角形相似并求 k 值
1. 探究抛物线上相似三角形的存在性
2. 求三角形面积最值或周长最值
3. 利用相似建立函数关系式
4. 结合动点问题求路径长度或坐标
题型一 一次函数与相似三角形模型
1.(2025·西藏·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,直线交x轴于点,交y轴于点,以原点O为圆心,适当长为半径画弧,交x轴于点C,交y轴于点D,分别以点C,D为圆心,大于的长为半径画弧,两弧在第一象限内交于点E,作射线交于点F,则点F的坐标是 .
2.(2025·四川成都·一模)如图,在平面直角坐标系中,直线分别交x轴、y轴于点A,B,直线过点A交y轴于点C.
(1)求直线的表达式;
(2)点P是y轴上一动点,且与相似,求点P的坐标;
(3)直线与x轴交于点M,分别与直线,交于点D,E,当时,求k的值.
题型二 反比例函数与相似三角形模型
1.(2025·江苏无锡·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,为坐标原点,的直角边在轴上,、分别与反比例函数的图象相交于点,且为的中点,过点作轴的垂线,垂足为,连接.若的面积为,则的值为( )
A. B. C.5 D.10
2.(2025·四川宜宾·中考真题)如图,是坐标原点,反比例函数与直线交于点,点在的图象上,直线与轴交于点.连结.若,则的长为( )
A. B. C. D.
3(2025·江西·中考真题)如图,直线与反比例函数的图象交于点.
(1)求一次函数和反比例函数解析式;
(2)将直线l向上平移,在x轴上方与反比例函数图象交于点C,连接,当时,求点C的坐标及直线l平移的距离.
4.(2025·黑龙江大庆·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,点A在x轴的正半轴上,,点B在反比例函数的图象上,为等边三角形,延长与反比例函数的图象在第三象限交于点C.连接并延长与反比例函数的图象在第一象限交于点D.
(1)求反比例函数的表达式;
(2)求点D的坐标及的面积;
(3)在x轴上是否存在点Q,使得以A,D,Q为顶点的三角形与相似,若存在,请直接写出Q点坐标;若不存在,请说明理由.
题型三 二次函数与相似三角形模型
1.(2025·四川泸州·二模)如图,抛物线与轴交于、两点,与轴交于点是线段上的一个动点(不与端点重合),过点作轴的垂线,交抛物线于点,交直线于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当时,求的长;
(3)若以、、为顶点的三角形与相似,求点的坐标.
2.(2025·吉林·中考真题)如图,在中,,,.动点P从点A出发,沿边以每秒1个单位长度的速度向终点C匀速运动.当点P出发后,以为边作正方形,使点D和点B始终在边同侧.设点P的运动时间为,正方形与重叠部分图形的面积为y(平方单位).
(1)的长为_______.
(2)求y关于x的函数解析式,并写出自变量x的取值范围.
(3)当正方形的对称中心与点B重合时,直接写出y的值.
3.(2025·江苏连云港·中考真题)一块直角三角形木板,它的一条直角边长,△ABC的面积为.
(1)甲、乙两人分别按图1、图2用它设计一个正方形桌面,请说明哪个正方形面积较大;
(2)丙、丁两人分别按图3、图4用它设计一个长方形桌面.请分别求出图3、图4中长方形的面积与的长之间的函数表达式,并分别求出面积的最大值.
4.(2025·山东烟台·中考真题)如图,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,,,D是直线上方抛物线上一动点,作交于点E,垂足为点F,连接.
(1)求抛物线的表达式;
(2)设点D的横坐标为,
①用含有的代数式表示线段的长度;
②是否存在点D,使是等腰三角形?若存在,请求出所有满足条件的点D的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)连接,将线段绕点按顺时针方向旋转得到线段,连接,请直接写出线段长度的最小值.
题型四 相似与面积比的综合
1.(2025·广东梅州·二模)如图,已知二次函数 的图象与x轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C,其中.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若P是二次函数图象上的一点,且点P在第二象限,线段交x轴于点D,的面积是的面积的2倍,求点P的坐标.
2.(2025·陕西·模拟预测)已知抛物线:的顶点为,且经过点,.将该抛物线沿着对称轴向下平移1个单位长度,得到抛物线.交轴于点,顶点为.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)若点在抛物线上,且的面积是面积的2倍,求点的坐标.
3.(2025·吉林·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,为坐标原点,抛物线经过点.点在此抛物线上,其横坐标为,连接并延长至点,使.当点不在坐标轴上时,过点作轴的垂线,过点作轴的垂线,这两条垂线交于点.
(1)求此抛物线对应的函数解析式.
(2)被轴分成的两部分图形的面积比是否保持不变.如果不变,直接写出这个面积比;如果变化,说明理由.
(3)当的边经过此抛物线的最低点时,求点的坐标.
(4)当此抛物线在内部的点的纵坐标随的增大而减小时,直接写出的取值范围.
4.(2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测)在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,抛物线交x轴于A、B两点,点A的坐标为,点B的坐标为
(1)求b、c的值;
(2)如图1,点C为该抛物线的顶点,连接交y轴于点D,连接,点E在线段上,连接,求点E的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,点F在线段上,点H在点C的右侧,连接,连接交线段于点G,若,,的面积等于的面积的,求的面积.
考点三:面积类模型
解|题|技|巧
1)铅垂法求面积核心原理:把三角形拆成两个以 “水平宽” 为底、“铅垂高” 为高的小三角形,面积公式为:.
2)割补法核心原理:对于不规则图形,用矩形、梯形等规则图形的面积,减去周围几个直角三角形的面积。
3)等积变换核心原理:利用 “平行线间距离相等” 的性质,将三角形的一个顶点沿平行于底边的直线移动,面积保持不变。
4)面积最值与定值核心原理:将面积表示为关于动点横坐标的函数,再利用二次函数的性质求最值;或通过几何证明,确定面积为定值的条件。
题型一 铅锤法求面积
1.(2025·四川宜宾·二模)如图,一次函数()的图象交轴、轴于两点,与反比例函数(,)的图象相交于点,,,.点是线段上任意一点,过点作轴平行线,交反比例函数的图象于点,连接.当面积最大时,点的坐标是( ).
A. B. C. D.
2.(2025·安徽阜阳·模拟预测)如图,已知抛物线过点,点.
(1)该抛物线的顶点坐标为 .
(2)点C是上方抛物线上一动点(不与点A,B重合),连接,,则面积的最大值为 .
3.(2025·福建三明·二模)如图,已知二次函数的图象与轴交于两点,与轴交于点,其中.
(1)求该二次函数的顶点坐标;
(2)若是二次函数图象上的一点,且点在第一象限,的面积是面积的一半,求点的坐标.
题型二 割补法求面积
1.(2025·青海西宁·中考真题)如图,一次函数的图象与两坐标轴分别交于点A,B,与反比例函数的图象交于点,.下列结论错误的是( )
A. B.与的面积相等
C.的面积是 D.当时,
2.(2025·山东淄博·中考真题)如图,为矩形(边,分别在,轴的正半轴上)对角线上的点,且,经过点的反比例函数的图象分别与,相交于点,,连接,,,若的面积是24,则的面积为( )
A.25 B.26 C. D.
3.(2025·江苏扬州·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,反比例函数的图象与一次函数的图象交于点,.
(1)求反比例函数、一次函数的表达式;
(2)求的面积.
4.(2025·山西·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,直线分别与x轴,y轴交于点A,B,与反比例函数的图象交于点C.已知点A的坐标为,点C的坐标为,点D在反比例函数的图像上,纵坐标为2.
(1)求反比例函数的表达式,并直接写出点B的坐标;
(2)连接,请直接写出四边形的面积.
5.(2025·四川内江·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,反比例函数的图象与一次函数的图象相交于、两点.
(1)求反比例函数和一次函数的表达式;
(2)当时,请根据函数图象,直接写出关于x的不等式的解集;
(3)过直线上的点C作轴,交反比例函数的图象于点.若点横坐标为,求的面积.
题型三 等积变换模型
1.(2025·北京·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,,分别是横、纵轴正半轴上的动点,四边形是矩形,函数的图象与边交于点,与边交于点(,不重合).给出下面四个结论:
①与的面积一定相等;②与的面积可能相等;③一定是锐角三角形;④可能是等边三角形.上述结论中,所有正确结论的序号是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
2.(2025·黑龙江·中考真题)如图,抛物线交x轴于点A、点B,交y轴于点C,且点A在点B的左侧,顶点坐标为.
(1)求b与c的值.
(2)在x轴上方的抛物线上是否存在点P,使的面积与的面积相等.若存在,请直接写出点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
3.(2025·四川资阳·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴相交于两点(点在点的左边),与轴相交于点,且抛物线的顶点坐标为.
(1)求抛物线的表达式;
(2)是抛物线上位于第四象限的一点,点,连接相交于点,连接.若与的面积相等,求点的坐标;
(3)是抛物线上的两个动点,分别过点作直线的垂线段,垂足分别为.是否存在点,使得以为顶点的四边形是正方形?若存在,求该正方形的边长;若不存在,说明理由.
4.(2025·宁夏·中考真题)如图,抛物线与轴负半轴交于点,与轴交于点,顶点的横坐标为.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,将直线沿轴向上平移个单位长度,当它与抛物线有交点时,求的取值范围;
(3)如图2,抛物线的对称轴交直线于点,交轴于点,连接.抛物线上是否存在点(不与点重合),使得.若存在,直接写出点的横坐标;若不存在,说明理由.
题型四 面积最值与定值问题
1.(2025·辽宁·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,直线与轴相交于点,与轴相交于点,点在线段上(不与点,重合),过点作的垂线,与直线相交于点,点关于直线的对称点为,连接.
(1)求证:;
(2)设点的坐标为,当时,线段与线段相交于点,求四边形面积的最大值.
2.(2025·山东济南·二模)如图,已知二次函数的图象与轴交于A和两点,与轴交于,连接,在线段上有一动点,过点作轴的平行线交二次函数的图象于点,交轴于点.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)当的横坐标为,求与的面积比;
(3)若动点横坐标记为,的面积记为,的面积记为,且,写出与的函数关系,并判断是否有最大值,若有请求出;若没有请说明理由.
3.(2025·四川成都·一模)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线经过点,直线与抛物线交于两点(点在轴左侧,点在轴右侧),与轴交于点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)若与的面积之比是,求的值;
(3)若作点关于轴的对称点,直线与直线相交于点,试探究:的面积是否为定值?若为定值,请求出的面积;若不为定值,请说明理由.
4.(2021·江苏常州·一模)如图①,二次函数的图象与轴交于点、,与轴交于点,连接,点是抛物线上一动点.
(1)求二次函数的表达式.
(2)当点不与点、重合时,作直线,交直线于点,若的面积是面积的4倍,求点的横坐标.
(3)如图②,当点在第一象限时,连接,交线段于点,以为斜边向外作等腰直角三角形,连接,的面积是否变化?如果不变,请求出的面积;如果变化,请说明理由.
题型五 动态面积问题
1.(2025·江苏南京·中考真题)如图,在长方形电子屏中,m,m.一条公益广告画面的动态效果设计如下:动点从点出发沿边,以的速度向点运动,随着的移动,画面逐渐展开.
(1)写出展开的画面面积(单位:)关于点的运动时间(单位:s)的函数表达式;
(2)当展开的画面面积达到电子屏面积的时开始播放广告语,播放时间持续,求播放结束时展开的画面面积.
2.(2025·山东东营·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,一次函数的图象与反比例函数的图象相交于点A和,点A的横坐标为2.
(1)求反比例函数和一次函数的解析式;
(2)观察图象,直接写出当时x的取值范围;
(3)点C为x轴上一动点,连接,若的面积为18,求点C的坐标.
3.(2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)综合与探究
如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,,与轴交于点,连接.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点是直线下方抛物线上的点,连接,,当时,求点的坐标;
(3)点是第四象限内抛物线上的一点,连接,若,则点的坐标为__________;
(4)如图2,作点关于轴的对称点,过点作轴的平行线l,过点作,垂足为点,动点,分别从点,同时出发,动点以每秒个单位长度的速度沿射线方向匀速运动,动点以每秒个单位长度的速度沿射线方向匀速运动(当点到达点时,点,都停止运动),连接,过点作的垂线,垂足为点,连接,则的取值范围是__________.
4.(2025·甘肃·中考真题)如图1,抛物线分别与x轴,y轴交于A,两点,M为的中点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)连接,过点M作的垂线,交于点C,交抛物线于点D,连接,求的面积;
(3)点E为线段上一动点(点A除外),将线段绕点O顺时针旋转得到.
①当时,请在图2中画出线段后,求点F的坐标,并判断点F是否在抛物线上,说明理由;
②如图3,点P是第四象限的一动点,,连接,当点E运动时,求的最小值.
考点四:最值模型
题型一 将军饮马模型
1.(2025·四川凉山·中考真题)如图,一次函数的图象与反比例函数的图象交于点,.
(1)求反比例函数和一次函数的解析式;
(2)利用图像,直接写出不等式的解集为________;
(3)在x轴上找一点C,使的周长最小,并求出最小值.
2.(2025·甘肃酒泉·三模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线,与y轴交于点C,与x轴交于两点(A在B的左侧),抛物线对称轴为直线.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P是射线上方抛物线上的一动点,过点P作轴,垂足为E,交于点D,求出使得长度取得最大值时P的坐标;
(3)在(2)的条件下,点M是线段上一动点,轴,垂足为N,点F为线段的中点,连接.当线段长度取得最大值时,求的最小值.
题型二 造桥选址模型
1.(2025·四川德阳·中考真题)如图1,在平面直角坐标系中,已知二次函数的图象与x轴交于点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)如图2,连接,过点C作与抛物线相交于另一点D.
①求点D的坐标;
②如图3,点E,F为线段上两个动点(点E在点F的右侧),且,连接,.求的最小值.
2.(2025·重庆·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A,两点,与轴交于点,抛物线的对称轴是直线.
(1)求抛物线的表达式:
(2)点P是射线下方抛物线上的一动点,连接与射线交于点Q,点D,E为抛物线对称轴上的动点(点E在点D的下方),且,连接,.当取得最大值时,求点P的坐标及的最小值;
(3)在(2)中取得最大值的条件下,将抛物线沿射线方向平移个单位长度得到抛物线,点M为点P的对应点,点N为抛物线上的一动点.若,请直接写出所有符合条件的点N的坐标,并写出求解点N的坐标的其中一种情况的过程.
题型三 胡不归模型
1.(2025·江苏无锡·三模)如图,抛物线与轴交于点,,顶点为,点为对称轴上一动点,的最小值为( )
A. B. C. D.1
2.(2025·四川眉山·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线关于直线对称,与x轴交于、B两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P为抛物线对称轴上一点,连接,将线段绕点P逆时针旋转,使点B的对应点D恰好落在抛物线上,求此时点P的坐标;
(3)在线段上是否存在点Q,使存在最小值?若存在,请直接写出点Q的坐标及最小值;若不存在,请说明理由.
3.(2025·四川德阳·二模)已知:在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,两点,与轴交于点,
(1)求抛物线的解析式及顶点的坐标;
(2)点为抛物线上位于直线下方的一动点,当面积最大时,求点的坐标;
(3)若点为线段上的一动点,问:是否存在最小值?若存在,求出这个最小值;若不存在,请说明理由.
题型四 阿氏圆模型
1.(2025·陕西汉中·模拟预测)抛物线 的图像与x轴交于点和,与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点,以点B为圆心,半径长为2画圆,点P是上一动点.连接,则的最小值为( )
A. B. C. D.
2.(2024·四川宜宾·中考真题)如图,抛物线的图象交x轴于点、,交y轴于点C.以下结论:①;②;③当以点A、B、C为顶点的三角形是等腰三角形时,;④当时,在内有一动点P,若,则的最小值为.其中正确结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
3.(2025·广东广州·二模)已知抛物线C:的最小值为.
(1)求a的值;
(2)已知直线l:,记,求的最小值(用k表示);
(3)如图,为抛物线C上一点,,直线过点,在抛物线上取一点P,使得,若,求的最小值.
4.(2023·广东深圳·模拟预测)【模型由来】“阿氏圆”又称“阿波罗尼斯圆”,已知平面上两点A、B,则所有满足(且)的点的轨迹是一个圆,这个轨迹最早由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故称“阿氏圆”.
【模型建立】如图1所示,圆O的半径为r,点A、B都在圆O外,P为圆O上一动点,已知,连接PA、PB,则当“”的值最小时,P点的位置如何确定?
第1步:一般将含有k的线段PB两端点分别与圆心O相连,即连接OB、OP;
第2步:在OB上取点C,使得,即,构造母子型相似∽(图2);
第3步:连接AC,与圆O的交点即为点P(图3).
【问题解决】如图,与y轴、x轴的正半轴分别相交于点M、点N,半径为3,点,点,点P在弧MN上移动,连接PA,PB.
(1)的最小值是多少?
(2)请求出(1)条件下,点P的坐标.
题型五 加权线段和问题
1.(2025九年级下·全国·专题练习)如图所示,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点A坐标为,点B坐标为.
(1)求此抛物线的函数表达式.
(2)点P是直线上方抛物线上一个动点,过点P作x轴的垂线交直线于点D,过点P作y轴的垂线,垂足为E,请探究是否有最大值?若有最大值,求出最大值及此时P点的坐标;若没有最大值,请说明理由.
2.(2024·四川广安·中考真题)如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,点坐标为,点坐标为.
(1)求此抛物线的函数解析式.
(2)点是直线上方抛物线上一个动点,过点作轴的垂线交直线于点,过点作轴的垂线,垂足为点,请探究是否有最大值?若有最大值,求出最大值及此时点的坐标;若没有最大值,请说明理由.
(3)点为该抛物线上的点,当时,请直接写出所有满足条件的点的坐标.
3.(2025·重庆·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,抛物线交x轴于A、两点,与y轴交于点C,连接,若.
(1)求抛物线的解析式;
(2)P是直线上方抛物线上的一动点,过点P作轴交直线于点M,过点P作于点N,H为直线上的一动点.当取得最大值时,求的最大值;
(3)将该抛物线沿方向平移个单位长度得到得新抛物线,为新抛物线上的一个动点.当时,请求出所有符合条件点Q的坐标.
1.(2025九年级下·江苏·专题练习)如图,抛物线与x轴交于,,交y轴的正半轴于点C,对称轴交抛物线于点D,交x轴于点E,则下列结论:①;②;③为任意实数;④若点是抛物线上第一象限上的动点,当的面积最大时,,其中正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
2.(2025·山东威海·中考真题)如图,点A在反比例函数的图象上,点B在反比例函数的图象上,连接.若,则 .
3.(23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末)(1)【建立模型】在数学课上,老师出示这样一个问题:如图1,在中,,,直线l经过点C,,,垂足分别为点D和点E,求证:,请你写出证明过程;
(2)【类比迁移】勤奋小组在这个模型的基础上,继续进行探究问题:如图2,在平面直角坐标系中,直线的图象与y轴交于点A,与x轴交于点C,将线段绕点C顺时针旋转得到线段,反比例函数的图象经过点B,请你求出反比例函数的解析式;
(3)【拓展延伸】创新小组受到勤奋小组的启发,结合抛物线的图象继续深入探究:如图3,一次函数的图象与y轴交于点A,与x轴交于点C,创新小组的同学发现在第一象限的抛物线的图象上存在一点P,连接,当时,请你和创新小组的同学一起求出点P的坐标.
4.(2025·山东济南·中考真题)一次函数的图象与反比例函数的图象交于点,与x轴交于点B,与y轴交于点C.
(1)求m,k的值.
(2)D为反比例函数图象上的一点且横坐标大于m.
①如图1,若点D的横坐标为4,连接,E为线段上一点,且,求点E的坐标;
②如图2,M为线段上一点,且,四边形是平行四边形,连接,若,求点D的坐标.
5.(2025·河北唐山·二模)最值是数学中的常见问题,嘉嘉和淇淇利用所学知识研究如下最值问题.
(1)如图,在矩形中,,分别为和的中点,连接,为上的一动点.若,,则得最小值为_______.
(2)如图1,抛物线与x轴交于,两点,点的坐标为,与轴交于点.
①求抛物线的函数解析式.
②抛物线的对称轴为直线,P为直线上的一动点,求的最小值.
③如图2,为直线上的一点,连接,请直接写出的最小值.
1.(2025·新疆昌吉·模拟预测)【问题初探】
(1)数学活动课上,李老师给出了一个问题:如图1,已知点,将点A绕点B顺时针旋转得到点C,求点C的坐标.
①如图2,小明的解题思路是:分别过点B和点C作了y轴、x轴的平行线,构造两个全等的直角三角形,将点A和点B的坐标转化为对应线段的长度.
②如图3,小红的解题思路是:过点B作了x轴的平行线,分别过点A,点C作了y轴的平行线,同样构造出了两个全等的直角三角形,也将点A和点B的坐标转化为对应线段的长度.
请你根据上述两名同学的分析写出点C的坐标____.
【类比分析】
(2)如图4,二次函数经过点,点,且与y轴交于点C,抛物线的对称轴与x轴交点为点D,点P为y轴正半轴上一动点,将点P绕点D顺时针旋转到对应点Q,若点Q恰好落在抛物线上,求此时点P的坐标.
【学以致用】
(3)如图5,在(2)的条件下,抛物线的顶点为点E,连接,在抛物线上有一点M,连接交线段于点N,,求点M的坐标.
2.(2025·广东中山·二模)在平面直角坐标系中,一次函数:的图象与轴交于点,与反比例函数:的图象交于,两点(点在点的右侧),过的中点作线段的垂线交轴于点,交轴于点,连接,,.
(1)如图1,当,点的坐标为时,求反比例函数的表达式和B点坐标;
(2)如图2,当,连接,时,求m的值;
(3)当时,若 ,求b的值.
3.(2025·四川绵阳·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,直线与轴交于点,与轴交于点,点在轴右侧的轴上,抛物线经过A,B,C三点,顶点为.
(1)求抛物线的解析式及点B,D的坐标;
(2)点在直线AC上运动,当的周长最小时,求点的坐标;
(3)探究在内部能否截出面积最大的矩形(顶点E,F,G,H在各边上)?若能,求出此时矩形在边上的顶点的坐标;若不能,请说明理由.
4.(2025·江苏苏州·中考真题)如图,二次函数的图像与x轴交于两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,作直线为二次函数图像上两点.
(1)求直线对应函数的表达式;
(2)试判断是否存在实数m使得.若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
(3)已知P是二次函数图像上一点(不与点重合),且点P的横坐标为,作.若直线与线段分别交于点,且与的面积的比为,请直接写出所有满足条件的m的值.
5.(2025·山东威海·中考真题)已知抛物线交x轴于点,点B,交y轴于点C.点C向右平移2个单位长度,得到点D,点D在抛物线上.点E为抛物线的顶点.
(1)求抛物线的表达式及顶点E的坐标;
(2)连接,点M是线段上一动点,连接,作射线.
①在射线上取一点F,使,连接.当的值最小时,求点M的坐标;
②点N是射线上一动点,且满足.作射线,在射线上取一点G,使.连接,.求的最小值;
(3)点P在抛物线的对称轴上,若,则点P的坐标为___________.
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专题11中考函数与几何模型核心探究
(4大类型17种题型)
目录
刷考点精准巩固,扫清盲区
提能力聚焦过程,优化策略
测综合跨界融合,挑战创新
考点一:函数与一线三等角模型
解|题|技|巧
模型名称
一次函数背景考法
反比例函数背景考法
二次函数背景考法
一线三垂直
1.求一次函数解析式
2.求直线与坐标轴交点坐标
3.证明三角形全等/相似
1.结合k的几何意义求面积
2.利用全等求反比例函数解析式
3.探究双曲线上的点的存在性
1.探究抛物线上的等腰、直角三角形存在性
2.求三角形面积最值
3.求动点坐标及路径长度
(该专题含等腰/直角三角形存在性内容)
题型一 一次函数与一线三垂直模型
1.(2025·广西柳州·二模)综合与探索
【探索发现】如图,等腰直角三角形中,,,过点作交于点,过点作交于点,易得,我们称这种全等模型为“型全等”.(不需要证明)
【迁移应用】如图,在直角坐标系中,直线:分别与轴,轴交于点、,
(1)直接写出______,______;
(2)将直线绕点顺时针旋转得直线,求出直线解析式:
小明的解题思路是:在第二象限构造等腰直角,使得,,根据型全等和坐标之间的关系,求出点的坐标为______;通过,两点坐标求出直线的解析式______;
(3)如图,将直线绕点顺时针旋转得到,求的函数解析式.
【答案】(1),;
(2),;
(3)的函数表达式为.
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,一次函数的图象与性质,等腰直角三角形等知识点,熟练掌握其性质,正确作出辅助线是解题的关键.
()由即可求出点的坐标为,点的坐标为,从而求解;
()根据“型全等”证明,则有点的坐标为,设解析式为,然后把,坐标代入求解即可;
()过点作交于点,过点作轴,过点作轴与交于点,与轴交于点,证明,则有,设,则,,得出,最后通过待定系数法即可求解.
【详解】(1)解:如图,在直角坐标系中,直线分别与轴,轴交于点,
令,解得,令,得,解得:,
∴点的坐标为,点的坐标为,
∴,,
故答案为:,;
(2)解:过点作轴于,如图,
则,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,,
∵,
∴点的坐标为,
设解析式为,
∴,解得:,
∴解析式为,
故答案为:,;
(3)解:过点作交于点,过点作轴,过点作轴与交于点,与轴交于点,如图,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
设,则,,
∴,
∴,解得,
∴,
∴设直线解析式为
,解得,
∴的函数表达式为.
2.(23-24九年级上·四川成都·期中)如图,在矩形中,点O为坐标原点,点A的坐标为,点C的坐标为,点P在边上,直线l的解析式为,直线l交于点D,交于点E.
(1)如图1,连接,求D,E的坐标;
(2)如图2,若以和为邻边作矩形,求过点Q的反比例函数的表达式;
(3)如图3,在第一象限内,直线l上是否存在点M,使是等腰直角三角形?若存在,求出M的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1),
(2)
(3)点坐标为或或
【分析】(1)根据点在直线上,当时解出的值即可求出点的坐标,根据、的纵坐标相等,再代入直线上,即可求出点的坐标;
(2)设的坐标为,根据矩形性质以及等腰直角三角形性质,当时,在外边,故不成立;当时,利用勾股定理求出点坐标,设点,结合矩形对边相等即可求出点坐标,再设反函数解析式,代入求解即可;
(3)分三种情况:①当时,在上方与在下方时,通过三角形全等得到对应边相等,进行求解;②当时,在上方,同样的方法进行求解,得到不在边上,不符合题意;当时,且在第一象限,以同样的方法结合全等三角形求解即可.
【详解】(1)解:为矩形,点的坐标为,点的坐标为,
,,
直线的解析式为,
当,,
,
,
,
,
,解得:,
;
(2)设的坐标为,
四边形为矩形,
为直角三角形,
当时,
,
,
,
,
,
解得:,
,
设点,
,
,
,
,
设过点的反比例函数为,
,解得:,
过点的反比例函数为;
(3)使是等腰直角三角形,
设,,
①当时,如下图,在上方,过点作交轴于,交与延长线于,
是等腰直角三角形,
,,
,
,
又,
,
,,
,解得:,
;
在下方,如下图,过点作交轴于,延长线交于,
是等腰直角三角形,
同理可证,
,,
,解得:,
,
当时,的坐标为或;
②当时,如下图,在上方,过点作轴于,
是等腰直角三角形,
同理可证,
,,
,解得:,
此时不在边上,不符合题意;
③当时,且在第一象限,如下图,过点作交轴于,与交于点,
是等腰直角三角形,
同理可证,
,,
,解得:,
,
综上所述点坐标为或或.
【点睛】本题考查了一次函数的综合题,矩形的性质,等腰三角形性质,勾股定理,全等三角形的判定与性质,直角坐标系中两点间的距离,反比例函数解析式,正确作出辅助线,分情况讨论是解答本题的关键.
3.(2025·河北廊坊·一模)【模型呈现】
(1)如图1,中,,直线经过点,过点作于点,过点作于点,求证:;
【模型应用】
(2)如图2,将图1放置在平面直角坐标系中,若点的坐标为,则点的坐标是______;
(3)如图3,直线分别交轴、轴于点A、B.点的坐标为,点为直线上一动点,连接,将线段绕点顺时针旋转得到线段,请直接写出的最小值.
【答案】(1)见解析;(2);(3)
【分析】(1)根据同角的余角相等证明,再证;
(2)同(1)可证,根据全等三角形对应边相等即可求解;
(3)过点D作轴,过点E作轴,设,则,,同(1)可证,用含t的式子表示出点E的坐标,再用含t的二次函数表示出,将二次函数化为顶点式,即可求出的最小值.
【详解】(1)证明: ,,
,
,
,
,
,
在和中,
;
(2)解:点的坐标为,
,,
同(1)可证,
,,
点的坐标是,
故答案为:;
(3)过点D作轴,过点E作轴,
设,则,,
轴,轴,
,
,
,
,
,
在和中,
,
,,
,
,
,,
,
,
的最小值为.
【点睛】本题考查旋转的性质,全等三角形的判定和性质,坐标与图形,二次函数的应用,勾股定理等,第3问有一定难度,用二次函数表示出的值是解题的关键.
题型二 反比例函数与一线三垂直模型
1.(2025·山东东营·中考真题)如图,一次函数的图象与坐标轴分别交于点B、C,反比例函数的图象经过点A,是等腰直角三角形,,,则k的值为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了一次函数与反比例函数综合,坐标与图形,先分别求出点B和点C的坐标,过点A作轴于点D,并延长交直线于点E,证明,由全等三角形的性质得出,,进而求出点A的坐标,把点A的坐标代入反比例函数即可求出k的值.
【详解】解:一次函数中,
令,得,
令,则,
解得,
∴B点坐标为,C点坐标为,
过点A作轴于点D,并延长交直线于点E,如图所示∶
∵,
∴,
∵,,
∴,
在和中
∴,
∴,,
∵,,
∴,
∴A点坐标为,
将代入反比例函数
解得,
故答案为:.
2.(2025·四川广元·一模)如图,在平面直角坐标系中,当直角三角板的直角顶点落在处时,锐角顶点、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)在轴上是否存在一点,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)反比例函数表达式为,直线所对应的一次函数的表达式为
(2)存在,周长的最小值为,理由见解析
【分析】(1)过点A,B作轴于点D,轴于点E,求出,证明,得,,求出,,得反比例函数的表达式为,求出直线解析式;
(2)作点B关于x轴的对称点F,过点F作交延长线于点G,连接交x轴于点P,可得,求出 ,,即得周长的最小值.
【详解】(1)解:∵中,,
∴,
∴,
过点A,B作轴于点D,轴于点E,
则,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴ ,
∵点A,B都在反比例函数的图象上,
∴,
解得,
∴,
∴反比例函数的表达式为,
设直线解析式为,
∴,
解得,
∴直线解析式为.
(2)解:周长存在最小值.理由:
作点B关于x轴的对称点F,过点F作交延长线于点G,连接交x轴于点P,
则,
∴,
此时,的值最小,的周长最小,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴周长的最小值为.
【点睛】此题考查了反比例函数和一次函数综合.熟练掌握含30度的直角三角形性质,勾股定理,相似三角形的判定和性质,用待定系数法求反比例函数解析式和一次函数解析式,反比例函数和一次函数的图象和性质,轴对称性质,是解题的关键.
3.(2025·江苏镇江·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,点分别在反比例函数和的图像上,点的横坐标为,点的横坐标为,点的坐标为,,.
(1)求点A、的坐标和反比例函数的表达式;
(2)点、分别在反比例函数和的图像上,与点、构成以为边的平行四边形,则点、的坐标分别为_____、_____.
【答案】(1),,
(2)
【分析】本题考查反比例函数图象和性质,相似三角形的性质,平行四边形的性质,掌握相关知识是解决问题的关键.
(1)由可得,利用对应边成比例及可求出A、B两点坐标,则反比例函数的表达式可求.
(2)由A、B两点坐标可知轴,根据点、分别在反比例函数和的图像上,设出两点坐标,因为、与点A、构成以为边的平行四边形,根据平行四边形对边平行且相等列方程求解即可.
【详解】(1)解:∵点A的横坐标为,且点在反比例函数的图象上,代入得:
,
,
作轴,轴,如图,
∵,
∴,
,
,
,
,
,
∵,
,
∵,点的坐标为,
,
,,
,
,
在反比例函数的图像上,代入得:
,
∴反比例函数解析式为;
(2)解:∵、分别在反比例函数和的图像上,
∴设,,
∵,,
∴轴,且,
∵、与点A、构成以为边的平行四边形,
∴,且,如图,
∴轴,且,
∴
由②得:,
代入①得:
解得:(舍),
则,
∴.
故答案为:.
4.(2025·四川达州·一模)已知一次函数与反比例函数的图象交于、两点,交轴于点.
(1)求反比例函数的表达式和点的坐标;
(2)若点关于原点的对称点为,求的面积;
(3)探究:在轴上是否存在一点,使得为等腰直角三角形,且直角顶点为点,若存在,请直接写出点坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)
(3)
【分析】本题考查了反比例函数的性质,一次函数与反比例函数的交点,全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的性质,三角形的面积公式等知识,灵活运用这些性质解决问题是解题的关键.
(1)将点坐标代入解析式可求,联立方程组,即可求解;
(2)过点作,交于点,求出点的坐标,由三角形的面积公式可求解;
(3)过点作轴于,轴于,由“”可证,可得,即可求解.
【详解】(1)解:一次函数图象过点,
,
,
反比例函数的图象过点,
,
反比例函数的表达式为,
由,
解得或,
点的坐标为;
(2)解:如图,过点作,交于点,
,
点关于原点的对称点为的坐标为,
把代入,
可得,
,
,
;
(3)解:如图,过点作轴于,轴于,
,
为等腰直角三角形,
,,
,
,
,
,
,
点.
题型三 二次函数与一线三垂直模型
1.(2025·四川凉山·中考真题)如图,二次函数的图像经过三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P在直线下方的抛物线上运动,求点P到直线的最大距离;
(3)动点Q在抛物线的对称轴上,作射线,若射线绕点Q逆时针旋转与抛物线交于点D,是否存在点Q使?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在点Q使,此时点Q的坐标为或
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)求出直线的解析式为;过点P作轴交于E,连接,设,则,可得;根据,可得,则当有最大值是,有最大值,可求出的最大值为;求出,设点P到直线的距离为h,根据三角形面积计算公式可得,则当有最大值时,h有最大值,据此可求出答案;
(3)分当点Q在x轴下方时,当点Q在x轴上方时,两种情况求出对称轴,设出点Q坐标,根据“一线三垂直”模型构造全等三角形,用点Q的坐标表示出点D的坐标,再根据点D在抛物线上构造方程求解即可.
【详解】(1)解:∵二次函数的图像经过三点,
∴,
∴,
∴抛物线解析式为;
(2)解:设直线的解析式为,
∵,
∴,
∴,
∴直线的解析式为;
如图所示,过点P作轴交于E,连接,
设,则,
∴;
∵,
∴
,
∴当有最大值是,有最大值,
∵,,
∴当,即时,有最大值,最大值为,
∴的最大值为;
∵,
∴,
∵,
∴;
设点P到直线的距离为h,
∴,
∴,
∵当有最大值时,h有最大值,
∴h的最大值为,
∴点P到直线的最大距离为;
(3)解:如图3-1所示,当点Q在x轴下方时,设抛物线对称轴交x轴于H,过点D作交直线于G,
∵抛物线解析式为,
∴抛物线对称轴为直线,
∴,
∴;
∵,
∴;
设点Q的坐标为,则;
由旋转的性质可得,
又∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴点D的横坐标为,纵坐标为,
∴,
∵点D在抛物线上,
∴,
∴,
∴,
解得或(舍去),
∴此时点的坐标为;
如图3-2所示,当点Q在x轴上方时,过点Q作轴,分别过点A,点D作直线的垂线,垂足分别为R、S,设点Q的坐标为,
∴;
由旋转的性质可得,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴点D的横坐标为,纵坐标为,
∴,
∵点D在抛物线上,
∴,
∴,
∴,
解得或(舍去),
∴此时点的坐标为;
综上所述,存在点Q使,此时点Q的坐标为或.
【点睛】本题主要考查了二次函数综合,一次函数与几何综合,旋转的性质,全等三角形的性质与判定等等,解(2)的关键在于把求点P到的距离的最大值转换成求的面积的最大值,解(3)的关键在于通过“一线三垂直”模型构造全等三角形.
2.(2025·黑龙江绥化·中考真题)综合与探究
如图,抛物线交轴于A、两点,交轴于点.直线经过、两点,若点,.点是抛物线上的一个动点(不与点A、重合).
(1)求抛物线的函数解析式.
(2)过点作直线轴于点,交直线于点,当时,求点坐标.
(3)若点是直线上的一个动点.请判断在点右侧的抛物线上是否存在点,使是以为斜边的等腰直角三角形.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,P点坐标为,或,或
【分析】(1)把,代入,解方程组,求出a,b的值,即得;
(2)求出,直线的解析式,设,则,分,, 和 ,四种情况解答;
(3)过点F,P作轴于G,轴于H,得,根据等腰直角三角形.得,得,得,得,设,分和两种情况解答.
【详解】(1)解:∵抛物线交轴于,两点,
∴,
解得,
∴;
(2)解:∵中,当时,,
∴,
∴设直线的解析式为,
∵,
∴,
∴,
∴,
设,
则,
当时,
,,
∵,
∴,
解得(舍去),或(舍去),
∴点P不存在;
当时,,
∴,
解得解得,或(舍去),
∴,
∴;
当时,,点P不存在;
当时,,,
∴,
解得,或(舍去),
∴,
∴,
故点坐标为,
(3)解: 过点F,P作轴于G,轴于H,则,
∵是以为斜边的等腰直角三角形.
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
设,
当时,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
解得,,
∴P坐标为,或;
当时,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
解得,(舍去),
∴P坐标为;
故P坐标为,或,或.
【点睛】本题考查了函数与三角形综合.熟练掌握待定系数法求一次函数解析式,求二次函数解析式一次函数图象和性质,二次函数图象和性质,函数的线段问题,等腰直角三角形性质,全等三角形的判定和性质,分类讨论,是解题的关键.
3.(2025·青海·中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A,B两点,点B的坐标为,点在抛物线上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)①求点A的坐标;
②当时,根据图象直接写出x的取值范围________;
(3)连接交y轴于点D,在y轴上是否存在点P,使是以为直角边的直角三角形,若存在,请直接写出所有符合条件的点P坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)①,②
(3)存在,,
【分析】本题考查了二次函数综合题,需要综合运用抛物线与x轴的交点,待定系数法求二次函数解析式,勾股定理等.
(1)将、代入得方程组,解方程组即可;
(2)①令,则,解方程即可求出点A的坐标;
②根据图象可知,当时,即抛物线在轴下方的部分,根据A,B两点的坐标即可得出结论;
(3)设点P的坐标为,先由两点间的距离公式得,,,再分两种情况讨论:当为斜边时,则;
当为斜边时,则;分别解方程即可.
【详解】(1)解:将、代入得,
,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:①令,则,
解得或,
∴点A的坐标为;
②根据图象可知,当时,x的取值范围为,
故答案为:;
(3)解:设点P的坐标为,
∵,,
∴,,,
∵是以为直角边的直角三角形,
∴分以下两种情况讨论:
当为斜边时,则,
∴,
解得,
∴;
当为斜边时,则,
∴,
解得,
∴.
综上所述,存在符合条件的P点,,.
4.(2023·新疆·中考真题)【建立模型】(1)如图,点是线段上的一点,,,,垂足分别为,,,.求证:;
【类比迁移】(2)如图,一次函数的图象与轴交于点、与轴交于点,将线段绕点逆时针旋转得到、直线交轴于点.
①求点的坐标;
②求直线的解析式;
【拓展延伸】(3)如图,抛物线与轴交于,两点点在点的左侧,与轴交于点,已知点,,连接.抛物线上是否存在点,使得,若存在,求出点的横坐标.
【答案】(1)见解析; (2)①;②直线的解析式为;(3)或
【分析】[建立模型](1)根据题意得出,,证明,即可得证;
[类比迁移] (2)①过点作轴于点,同(1)的方法,证明,根据一次函数的图象与轴交于点、与轴交于点,求得,,进而可得点的坐标;
②由,设直线的解析式为,将点代入得直线的解析式为;
[拓展延伸](3)根据解析式求得,;①当点在轴下方时,如图所示,连接,过点作于点,过点作轴于点,过点作,于点,证明,根据得出,设,则,求得点,进而求得直线的解析式,联立抛物线解析式即可求解;②当点在轴的上方时,如图所示,过点作,于点,过点作轴,交轴于点,过点作于点,同①的方法即可求解.
【详解】[建立模型](1)证明:∵,,,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴;
[类比迁移](2)如图所示,过点作轴于点,
∵将线段绕点逆时针旋转得到,
∴,
又,
∴,
∴,
∴,
∵一次函数的图象与轴交于点、与轴交于点,
当时,,即,
当时,,即,
∴,
∴,
∴;
②∵,设直线的解析式为,
将代入得:
解得:
∴直线的解析式为,
(3)∵抛物线与轴交于,两点点在点的左侧,
当时,,
解得:,
∴,;
①当点在轴下方时,如图所示,连接,过点作于点,过点作轴于点,过点作,于点,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
设,则,
∵,
∴,,
∵,,
∴,
解得:,
∴,
设直线的解析式为,
代入,得:,
解得:,
∴直线解析式为,
联立,
解得:(舍去),;
②当点在轴的上方时,如图所示,过点作于点,过点作轴,交轴于点,过点作于点,
同理可得,
∴ ,
设,则,
∵,
∴,,
∵,
∴,
解得:,
∴,
设直线的解析式为,
代入,得:,
解得:,
∴直线的解析式为,
联立,
解得:(舍去),,
综上所述,的横坐标为或.
【点睛】本题考查了二次函数综合运用,待定系数法求一次函数解析式,相似三角形的性质与判定,全等三角形的性质与判定,旋转的性质等知识,熟练掌握以上知识是解题的关键.
考点二:相似三角形模型
解|题|技|巧
模型名称
一次函数背景考法
反比例函数背景考法
二次函数背景考法
相似三角形
1. 求一次函数解析式
2. 求线段比例或点坐标
3. 证明三角形相似并求参数
4. 结合角度条件(如 45°)构造相似
1. 结合 k 的几何意义求面积或比例
2. 利用斜 X 型相似证明线段关系
3. 探究双曲线上的点的存在性
4. 证明三角形相似并求 k 值
1. 探究抛物线上相似三角形的存在性
2. 求三角形面积最值或周长最值
3. 利用相似建立函数关系式
4. 结合动点问题求路径长度或坐标
题型一 一次函数与相似三角形模型
1.(2025·西藏·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,直线交x轴于点,交y轴于点,以原点O为圆心,适当长为半径画弧,交x轴于点C,交y轴于点D,分别以点C,D为圆心,大于的长为半径画弧,两弧在第一象限内交于点E,作射线交于点F,则点F的坐标是 .
【答案】
【分析】方法一:本题考查了坐标与图形,角平分线的作法,等腰三角形的判定与性质,相似三角形的判定与性质,过点作轴于点G,根据题意可得平分,易证是等腰直角三角形,得到,再证明,易证,推出,即,求出,即可得到点F的坐标.
方法二:本题考查了一次函数解析式的求解、角平分线的性质以及两直线交点的求法.用到了函数与方程的思想,解题关键是确定所在直线的解析式为,易错点是联立方程求解时计算出错.
首先,利用直线上两点和,用待定系数法求出直线的解析式.然后,根据作图步骤可知是的角平分线,因为,所以所在直线的解析式为.最后,求直线与的交点,联立它们的解析式,解方程组得到交点坐标,也就是点F的坐标.
【详解】解法一:解:如图,过点作轴于点G,
根据题意得平分,,
∴,
∵,即,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,即,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴点F的坐标为.
故答案为:.
解法二:解:∵,,设直线的解析式为:,
∴,
解得:,
直线的解析式为:,
是的角平分线,,
所在直线的解析式为.
联立方程组:
将代入中,得到:
,
解得.
,
.
所以,直线与的交点F的坐标为.
故答案为:.
2.(2025·四川成都·一模)如图,在平面直角坐标系中,直线分别交x轴、y轴于点A,B,直线过点A交y轴于点C.
(1)求直线的表达式;
(2)点P是y轴上一动点,且与相似,求点P的坐标;
(3)直线与x轴交于点M,分别与直线,交于点D,E,当时,求k的值.
【答案】(1)
(2)、、 、;
(3)或
【分析】本题主要考查了一次函数与几何的综合、相似三角形的性质、平行线等分线段定理等知识点,灵活运用相关知识是解题的关键.
(1)先求得,然后代入求得a的值即可解答;
(2)先求得,,设点P的坐标为,则,然后分和两种情况,分别利用相似三角形的性质以及坐标与图形解答即可;
(3)先求得、,再分两种情况分别用平行线等分线段定理求解即可.
【详解】(1)解:直线交x轴于点A
,解得:,即,
将代入中可得:
,解得:,
直线的表达式:.
(2)解:∵直线分别交x轴、y轴于点A,B
∴令,则,即,
直线过点A交y轴于点C
令,则,即
∴,
设点P的坐标为,则
①当,
,即
,即,
∴,;
②当;
,即,
,即,
∴,.
综上,P的坐标为、、、.
(3)解:直线与x轴交于点M,分别与直线,交于点D,E,
,解得: ,
∴
同理 ,解得:,即;
①如图1,过D作轴,交x轴于点F,过E作轴,交x轴于点G,
,
∴,即,解得:;
②如图2,过D作轴,交x轴于点P,过E作轴,交x轴于点Q
,
,解得:.
综上所述:或.
题型二 反比例函数与相似三角形模型
1.(2025·江苏无锡·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,为坐标原点,的直角边在轴上,、分别与反比例函数的图象相交于点,且为的中点,过点作轴的垂线,垂足为,连接.若的面积为,则的值为( )
A. B. C.5 D.10
【答案】C
【分析】本题考查了反比例函数图象上点的坐标特征,相似三角形的判定与性质等知识点,熟练掌握反比例函数图象上点的坐标特征是解题的关键.
设,可证明,则,,那么,再由,即可求解.
【详解】解:设,
由题意得,
∴,
∴,
∵为的中点,
∴,
∴
∴,
∴,
∴,
∴,
故选:C.
2.(2025·四川宜宾·中考真题)如图,是坐标原点,反比例函数与直线交于点,点在的图象上,直线与轴交于点.连结.若,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】如图所示,过点A作轴交于点D,过点B作轴交于点E,首先联立得到,求出,然后由得到,求出,然后代入求出,然后利用勾股定理求解即可.
【详解】如图所示,过点A作轴交于点D,过点B作轴交于点E,
∵反比例函数与直线交于点,
∴联立得,,
解得或,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,即,
∴,
∴将代入,
∴,
∴.
故选:D.
【点睛】此题考查了反比例函数和一次函数交点问题,勾股定理,平行线分线段成比例等知识,解题的关键是掌握以上知识点.
3(2025·江西·中考真题)如图,直线与反比例函数的图象交于点.
(1)求一次函数和反比例函数解析式;
(2)将直线l向上平移,在x轴上方与反比例函数图象交于点C,连接,当时,求点C的坐标及直线l平移的距离.
【答案】(1)一次函数的解析式为,反比例函数和解析式为;
(2)点,直线l平移的距离为.
【分析】本题主要考查了一次函数和反比例函数的综合应用,求反比例函数解析式,全等三角形的判定和性质,直线的平移,解题的关键是熟练掌握待定系数法.
(1)利用待定系数法求解即可;
(2)先得到点和点关于直线对称,可求得,设直线l向上平移个单位经过点,再利用待定系数法求解即可.
【详解】(1)解:∵反比例函数的图象经过点,
∴,
∵直线经过点,
∴,
解得,
∴一次函数的解析式为,反比例函数和解析式为;
(2)解:作一三象限的角平分线,如图,
∵,∴,
根据双曲线的对称性,知点和点关于直线对称,
∴,
作轴于点,作轴于点,
∵,,,
∴,
∵,
∴,,
∴点,设直线l向上平移个单位经过点,
∴平移后的直线为,
∴,
解得,
∴直线l平移的距离为.
4.(2025·黑龙江大庆·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,点A在x轴的正半轴上,,点B在反比例函数的图象上,为等边三角形,延长与反比例函数的图象在第三象限交于点C.连接并延长与反比例函数的图象在第一象限交于点D.
(1)求反比例函数的表达式;
(2)求点D的坐标及的面积;
(3)在x轴上是否存在点Q,使得以A,D,Q为顶点的三角形与相似,若存在,请直接写出Q点坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)点D的坐标为,
(3)点Q的坐标为或
【分析】(1)作轴于点,利用等边三角形的性质结合直角三角形的性质求得点B的坐标为,再利用待定系数法求解即可;
(2)根据题意得到点C与点B关于原点对称,求得点C的坐标为,利用待定系数法求得直线的解析式,联立求得点D的坐标,再利用三角形面积公式求解即可;
(3)先求得,,分当轴和当时两种情况讨论,据此求解即可.
【详解】(1)解:作轴于点,
∵为等边三角形,,
∴,,
∴,
∴点B的坐标为,
∵点B在反比例函数的图象上,
∴,
∴反比例函数的表达式为;
(2)解:∵延长与反比例函数的图象在第三象限交于点C,
∴点C与点B关于原点对称,
∴点C的坐标为,
∵,
∴点A的坐标为,
设直线的解析式为,
∴,解得,
∴直线的解析式为,
联立得,
解得或(舍去),经检验,是原方程的解,
∴点D的坐标为,
∴;
(3)解:∵为等边三角形,点C与点B关于原点对称,
∴,,
∴,
∴,
当轴时,
,,
∴,
∵点D的坐标为,
∴点Q的坐标为;
当时,
,,
∴,
∵点D的坐标为,点A的坐标为,
∴,
∴,
∴,
∴点Q的坐标为;
综上,点Q的坐标为或.
【点睛】本题考查了反比例函数与一次函数的交点问题,解直角三角形,相似三角形的性质,等边三角形的性质,第3问分情况讨论是解题的关键.
题型三 二次函数与相似三角形模型
1.(2025·四川泸州·二模)如图,抛物线与轴交于、两点,与轴交于点是线段上的一个动点(不与端点重合),过点作轴的垂线,交抛物线于点,交直线于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当时,求的长;
(3)若以、、为顶点的三角形与相似,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】 (1)将、代入中,再建立方程组求解即可;
(2)求解,直线为,设,则,可得,,结合,再建立方程求解即可;
(3)由,,可得当时,,如图,此时,可得关于抛物线对称轴对称,从而可得答案,当时,则,如图,过作轴于,证明,设,再进一步求解即可.
【详解】(1)解:将、代入中,
可得:,
解得:,
即抛物线解析式为:;
(2)解:∵,
当时,,
∴,而,
设直线为,
∴,
解得:,
∴直线为,
设,则,
∴,,
∵,
∴,
解得:,(不符合题意,舍去)
∴,
∵,
∴.
(3)解:∵,,
∴当时,,如图,
∴,
∴关于抛物线对称轴对称,
∵的对称轴为直线,,
∴,,
当时,则,如图,过作轴于,
∴,
∴,
∴,设,
∴,
∴,
解得:,,(都不符合题意,舍去)
综上:.
【点睛】本题考查的是利用待定系数法求解二次函数的解析式,二次函数与线段问题,二次函数与相似三角形问题,清晰的分类讨论是解本题的关键.
2.(2025·吉林·中考真题)如图,在中,,,.动点P从点A出发,沿边以每秒1个单位长度的速度向终点C匀速运动.当点P出发后,以为边作正方形,使点D和点B始终在边同侧.设点P的运动时间为,正方形与重叠部分图形的面积为y(平方单位).
(1)的长为_______.
(2)求y关于x的函数解析式,并写出自变量x的取值范围.
(3)当正方形的对称中心与点B重合时,直接写出y的值.
【答案】(1)7
(2)
(3)
【分析】本题考查了二次函数与几何图形问题,正方行的性质、三角形相似、勾股定理等知识,解题的关键是添加辅助线利用数形结合的思想进行求解;
(1)当重合时,通过勾股定理分别求出即可求解;
(2)将正方形与重叠部分图形的面积分割成一个三角形的面积和直角梯形的面积之和来求解即可;
(3)根据正方形的对称中心与点B重合时,得出,再利用勾股定理求解即可.
【详解】(1)解:当重合时,如下图:
,以为边作正方形,
是等腰直角三角形,
,
即,
解得:(负的舍去),
,
,
,
故答案为:7;
(2)解:当在线段上运动时,
,
当在线段的延长线上运动时,即点在线段上运动,如下图:
,
,
,
,
,
,
解得:,
,
;
(3)解:当正方形的对称中心与点B重合时,
,
,
即,
解得:,
,
.
3.(2025·江苏连云港·中考真题)一块直角三角形木板,它的一条直角边长,△ABC的面积为.
(1)甲、乙两人分别按图1、图2用它设计一个正方形桌面,请说明哪个正方形面积较大;
(2)丙、丁两人分别按图3、图4用它设计一个长方形桌面.请分别求出图3、图4中长方形的面积与的长之间的函数表达式,并分别求出面积的最大值.
【答案】(1)图1的正方形面积较大
(2)在图3中,,当时,长方形的面积有最大值为;在图4中,,当时,长方形的面积有最大值为
【分析】本题考查了相似三角形的判定与性质,勾股定理,正方形的性质,二次函数的应用,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)先运用勾股定理算出,再运用正方形的性质分别证明,,,然后代入数值化简得,进行计算得,然后进行比较,即可作答.
(2)与(1)同理证明,则长方形的面积,结合二次函数的图象性质得当时,长方形的面积有最大值为.,然后证明,,再把数值代入长方形的面积,化简得,结合二次函数的图象性质进行作答即可.
【详解】(1)解:∵,△ABC的面积为,
∴,
∴.
设正方形的边长为,
∵四边形是正方形
∴,,
∵
∴
得,
即,
解得.
∵四边形是正方形
∴,
∴
∴,
得,
即,
∴.
,
∵
∴,
得,
即,
解得.
∵,
∴图1的正方形面积较大.
(2)解:∵四边形是长方形
∴,,
∵
∴;
得,
则,,
∴长方形的面积,
∵
∴开口向下,
当时,长方形的面积有最大值为.
在图4中,同理得,
得,
∴,,
同理得,
得,
则,
∴长方形的面积,
∵
∴开口向下,
∴当时,长方形的面积有最大值为.
4.(2025·山东烟台·中考真题)如图,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,,,D是直线上方抛物线上一动点,作交于点E,垂足为点F,连接.
(1)求抛物线的表达式;
(2)设点D的横坐标为,
①用含有的代数式表示线段的长度;
②是否存在点D,使是等腰三角形?若存在,请求出所有满足条件的点D的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)连接,将线段绕点按顺时针方向旋转得到线段,连接,请直接写出线段长度的最小值.
【答案】(1)
(2)①;②存在,或或
(3)
【分析】(1)运用待定系数法即可求解;
(2)①求出直线:,则,,即可用的代数式表示;②用两点间距离公式分别表示三边,分类讨论,建立方程求解即可;
(3)在轴负半轴取点,连接并延长交轴于点,连接,证明,则,确定点在线段上运动(不包括端点),故当时,最小,可证明,求得,而当时,,即可由面积法求最小值.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,,,
∴,
∴
解得:,
∴抛物线表达式为;
(2)解:①对于抛物线表达式,
当,
∴,
设直线表达式为:,
则,
解得:,
∴直线:,
∵,
∴,,
∴,
∴;
②存在,
,而
当时,,
解得:或(舍),
,
∴;
当时,
整理得:,
解得:或(舍),
,
∴;
当时,
整理得:,
解得:或(舍)或(舍),
,
∴,
综上:是等腰三角形时,或或;
(3)解:在轴负半轴取点,连接并延长交轴于点,连接,
由旋转得:,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴点在线段上运动(不包括端点),
∴当时,最小,
∵,,,
∴,
∴,
∴,
∴当时,
∴,
∴,
∴线段长度的最小值.
【点睛】本题考查了二次函数的综合问题,涉及得到系数法求函数解析式,二次函数的图象与性质,等腰三角形的存在性问题,两点间距离公式,全等三角形的判定与性质,垂线段最短等知识点,难度较大,综合性强.
题型四 相似与面积比的综合
1.(2025·广东梅州·二模)如图,已知二次函数 的图象与x轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C,其中.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若P是二次函数图象上的一点,且点P在第二象限,线段交x轴于点D,的面积是的面积的2倍,求点P的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查求二次函数表达式、二次函数的图象与性质、解一元二次方程、三角形面积等基础知识,考查运算能力、推理能力、几何直观等.
(1)根据待定系数法求解即可;
(2)设,由点在第二象限得到.依题意,得,即可得出,求出,再建立一元二次方程,求出,即可求出点的坐标.
【详解】(1)解:将代入,
得,
解得,
所以,二次函数的表达式为;
(2)解:设,因为点在第二象限,所以.
依题意,得,即,所以.
由已知,得,
所以.
∴,
解得(舍去),
所以点坐标为.
2.(2025·陕西·模拟预测)已知抛物线:的顶点为,且经过点,.将该抛物线沿着对称轴向下平移1个单位长度,得到抛物线.交轴于点,顶点为.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)若点在抛物线上,且的面积是面积的2倍,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)点的坐标为或)
【分析】本题主要考查待定系数法求二次函数的解析式和二次函数的图象的变换的知识点,熟练掌握图象变换等知识是解答本题的关键.
(1)先利用待定系数法求出抛物线的表达式为,再根据抛物线平移的规律即可求解;
(2)先求出,.再根据,分两种情况列方程求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线:经过点,,
∴解得,
∴抛物线的表达式为.
∴将抛物线沿对称轴向下平移1个单位长度后得到抛物线,
则的函数表达式为.
(2)根据题意,得,.
∵点在:上,
∴设点的坐标为.
∵抛物线:,
∴抛物线的对称轴为直线.
当时,如图,
∵,
∴,解得.
此时.
∴点的坐标为.
当时,
∵,
∴,解得.
此时.
∴点的坐标为.
当时,点不存在.
综上所述,点的坐标为或).
3.(2025·吉林·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,为坐标原点,抛物线经过点.点在此抛物线上,其横坐标为,连接并延长至点,使.当点不在坐标轴上时,过点作轴的垂线,过点作轴的垂线,这两条垂线交于点.
(1)求此抛物线对应的函数解析式.
(2)被轴分成的两部分图形的面积比是否保持不变.如果不变,直接写出这个面积比;如果变化,说明理由.
(3)当的边经过此抛物线的最低点时,求点的坐标.
(4)当此抛物线在内部的点的纵坐标随的增大而减小时,直接写出的取值范围.
【答案】(1)
(2)面积比保持不变为,理由见详解
(3)或
(4)或或
【分析】本题主要考查了二次函数的图象和性质,利用待定系数法求函数的解析式,相似三角形的判定和性质,利用一元二次方程解决几何问题,抛物线中动点问题,解题的关键是掌握二次函数的性质,并发展空间想象能力,分情况研究动点问题.
(1)利用待定系数法求解即可;
(2)根据题意,利用相似三角形的性质求出面积之比即可;
(3)经过最低点,即经过顶点,画出示意图,先求出顶点坐标,再利用相似三角形的判定和性质求出的值,最后分两种情况求出点的坐标即可;
(4)根据题意,分三种情况进行分析,画出图形找出临界点,利用相似三角形的性质列出一元二次方程,然后进行求解即可.
【详解】(1)解:将代入得,
,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:如图所示,面积比保持不变为,理由如下:
根据题意可得,,
∴,
∵,
∴,
∴,
则;
(3)解:如图所示,经过最低点,即经过顶点,
该抛物线的顶点横坐标为,纵坐标为,
∴该抛物线的顶点坐标为,
∵,
∴,且相似比为,
根据顶点纵坐标可得,,
则,
即
解得,
①当时,即为如图所示,
此时,
点在第四象限,故;
②如图所示,
当时,此时点在第一象限,点在第三象限,
此时,
故;
综上,或;
(4)解:①当经过顶点时,过点作轴,交轴于点,
由得,,
∴,
即,
解得(舍去),或,
∴当点向左运动时,满足题意,
∴;
②如图所示,当点在抛物线上时,过点作,交轴于点,
同理,,相似比仍为,
此时,,代入抛物线解析式得,
,
解得(舍去),或,
此时,当点向下一直移动,直至到轴时,都符合题意,
当时,解得,
∴当时,符合题意;
③图所示,当点在抛物线上时,点在第二象限,点在第四象限,
思路同②,此时,代入抛物线解析式得,
,
解得(舍去),或,
此时,当点向右一直移动,直至到轴时,都符合题意,
∴当时,符合题意;
综上,当或或时,符合题意.
4.(2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测)在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,抛物线交x轴于A、B两点,点A的坐标为,点B的坐标为
(1)求b、c的值;
(2)如图1,点C为该抛物线的顶点,连接交y轴于点D,连接,点E在线段上,连接,求点E的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,点F在线段上,点H在点C的右侧,连接,连接交线段于点G,若,,的面积等于的面积的,求的面积.
【答案】(1),
(2)
(3)
【分析】(1)把代入得到,解方程组即可得到结论;
(2)由(1)知,抛物线的解析式为,得到顶点,求得直线的解析式:,得到,求得直线的解析式,设,解方程即可得到结论;
作于T,延长交y轴于W连接,作于R,得到,,求得,,作于M,作于N,根据同高三角形的面积比等于底边比,结合平行线分线段成比例,得到,证明,求出,推出四边形是矩形,根据勾股定理得到,根据三角形的面积公式得到的面积即可.
【详解】(1)解:,
,
;
(2)由(1)知,抛物线的解析式为,
,
顶点,
;
设直线的解析式为:,
则:,解得:,
直线的解析式为,
∴当时,,
;
∵点B的坐标为,
,,
∴,
∴,
同法可得:直线的解析式:,
设,
,
解得,不符合题意,舍去,
;
(3)作于T,延长交y轴于W,连接,作于R,
∵,,,
,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∵,
,
由(2)可知,为的中点,
∴,
作于M,作于N,
的面积的面积的,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
,
,
∵,,
∴,
∴,
,
∴,
,
∵,,
∴,
四边形是矩形,
∵,,,
∴,
∴,,
在中,由勾股定理得,
,
∵四边形是矩形,
∴轴,
∵,
∴为等腰直角三角形,
∴,
的面积.
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法求函数的解析式,三角形的面积公式,勾股定理,矩形的判定和性质,解直角三角形,相似三角形的判定和性质,正确地找出辅助线是解题的关键.
考点三:面积类模型
解|题|技|巧
1)铅垂法求面积核心原理:把三角形拆成两个以 “水平宽” 为底、“铅垂高” 为高的小三角形,面积公式为:.
2)割补法核心原理:对于不规则图形,用矩形、梯形等规则图形的面积,减去周围几个直角三角形的面积。
3)等积变换核心原理:利用 “平行线间距离相等” 的性质,将三角形的一个顶点沿平行于底边的直线移动,面积保持不变。
4)面积最值与定值核心原理:将面积表示为关于动点横坐标的函数,再利用二次函数的性质求最值;或通过几何证明,确定面积为定值的条件。
题型一 铅锤法求面积
1.(2025·四川宜宾·二模)如图,一次函数()的图象交轴、轴于两点,与反比例函数(,)的图象相交于点,,,.点是线段上任意一点,过点作轴平行线,交反比例函数的图象于点,连接.当面积最大时,点的坐标是( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了反比例函数的几何应用,二次函数的性质,锐角三角函数函数等,过点作轴于点,由可得,由锐角三角函数得,即得,,进而可得,即可得反比例函数解析式为,再求得一次函数解析式,设,则,即得,由三角形面积公式得到,最后根据二次函数的性质解答即可求解,正确作出辅助线是解题的关键.
【详解】解:如图,过点作轴于点,则轴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∵点在反比例函数上,
∴,
∴反比例函数解析式为,
∵,,
∴,,
把,代入得,
,
解得,
∴一次函数解析式,
设,则,
∴,
∴,
∵点是线段上任意一点,
∴,
∴当时,的面积最大,
∴,
故选:.
2.(2025·安徽阜阳·模拟预测)如图,已知抛物线过点,点.
(1)该抛物线的顶点坐标为 .
(2)点C是上方抛物线上一动点(不与点A,B重合),连接,,则面积的最大值为 .
【答案】
【分析】(1)先根据抛物线经过点,,求出抛物线的解析式,再化为顶点式求出该抛物线的顶点坐标;
(2)先利用待定系数法求得直线,再设过点C且与直线平行的直线解析式为,根据当直线与抛物线有唯一的公共点,求出,从而可得关于的方程求出,从而可得,进而可求得点D的坐标,再求出此时的面积即可.
【详解】(1)解:∵抛物线经过点,,
∴,解得,
∴,
∴该抛物线的顶点坐标为;
(2)设直线的解析式为,
∵,点,
∴,解得:
∴直线的解析式为,
设过点C且与直线平行的直线解析式为,
当直线与抛物线有唯一的公共点,
则点C到的距离最大,
∴面积最大,
∴关于x的方程有两个相等的实数根,
∴有两个相等的实数根,
∴,解得:,
∴过点C且与直线平行的直线解析式为,
∴,解得:,
∴.
作轴交于点D,
则点的横坐标为,
又点在直线上,
∴,
∴点D的坐标为,
∴此时的面积.
【点睛】本题考查了二次函数的图象与性质,二次函数与一次函数的交点问题,求三角形的面积,解题关键是利用待定系数法求出二次函数解析式.
3.(2025·福建三明·二模)如图,已知二次函数的图象与轴交于两点,与轴交于点,其中.
(1)求该二次函数的顶点坐标;
(2)若是二次函数图象上的一点,且点在第一象限,的面积是面积的一半,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)或
【分析】本题考查了一次函数的图象和性质,二次函数与一元二次方程综合.
(1)将代入求出解析式,化为顶点式即可;
(2)先求出,进而求出,,设直线的解析式为,求得直线的解析式为,设,得到,根据列方程计算即可.
【详解】(1)将代入得
解得
∴
∴该二次函数的顶点坐标为
(2)当时,,
解得,
∴
∴,
∵的面积是面积的一半,
∴
设直线的解析式为,
将代入得
解得
∴直线的解析式为,
作轴交于D,
设,
则
∴
∵
∴
整理得
解得,,
当时,
当时,.
题型二 割补法求面积
1.(2025·青海西宁·中考真题)如图,一次函数的图象与两坐标轴分别交于点A,B,与反比例函数的图象交于点,.下列结论错误的是( )
A. B.与的面积相等
C.的面积是 D.当时,
【答案】C
【分析】本题考查待定系数法求解析式,一次函数图象与坐标轴的交点,坐标系中三角形的面积,函数与不等式,掌握数形结合思想是解题的关键.
先根据待定系数法求出两个函数的解析式,即可判断A选项,对于一次函数,分别令,,求出点A,B的坐标,根据三角形的面积公式求出各个三角形的面积,即可判断B、C选项,根据图象即可判断D选项.
【详解】解:∵反比例函数的图象过点,
∴,
∴反比例函数为,
∵反比例函数的图象过点,
∴,解得,
∴,
∵一次函数的图象过点,,
∴,
解得,
故A选项正确;
∴一次函数的解析式为.
∵对于一次函数,令,则;
令,则,
解得,
∴,,
∴,,
∴,
,
,
∴,故B选项正确;
,故C选项错误;
∵一次函数的图象与反比例函数的图象交于点,,
∴由图象可得当时,,故D选项正确.
故选:C.
2.(2025·山东淄博·中考真题)如图,为矩形(边,分别在,轴的正半轴上)对角线上的点,且,经过点的反比例函数的图象分别与,相交于点,,连接,,,若的面积是24,则的面积为( )
A.25 B.26 C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了反比例函数的图象和性质,设A点坐标为,点C的坐标为,得到点D,E,F的坐标,然后求出和的长,然后根据三角形面积公式求出的值,再根据解答即可.
【详解】解:设A点坐标为,点C的坐标为,
则点B的坐标为,点D的坐标为,
又∵点D在反比例函数的图象上,
∴,
又∵点E,F在反比例函数的图象上,
∴点F的坐标为,点E的坐标为,
∴,,
∴,
解得,
∴
,
故选:D.
3.(2025·江苏扬州·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,反比例函数的图象与一次函数的图象交于点,.
(1)求反比例函数、一次函数的表达式;
(2)求的面积.
【答案】(1)反比例函数的表达式为,一次函数的表达式为
(2)8
【分析】本题考查了一次函数与反比例函数的综合,熟练掌握待定系数法和反比例函数的应用是解题关键.
(1)将点代入可得反比例函数的解析式,再求出点的坐标,然后利用待定系数法求出一次函数的解析式即可得;
(2)设一次函数的图象与轴的交点为点,先求出点的坐标,再根据的面积等于与的面积之和即可得.
【详解】(1)解:由题意得:将点代入得:,
所以反比例函数的表达式为;
将点代入可得:,
∴,
将点,代入得:,解得,
所以一次函数的表达式为.
(2)解:如图,设一次函数的图象与轴的交点为点,
将代入一次函数得:,解得,
∴,
∴,
由(1)已得:,,
∴的边上的高为,的边上的高为,
∴的面积为.
4.(2025·山西·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,直线分别与x轴,y轴交于点A,B,与反比例函数的图象交于点C.已知点A的坐标为,点C的坐标为,点D在反比例函数的图像上,纵坐标为2.
(1)求反比例函数的表达式,并直接写出点B的坐标;
(2)连接,请直接写出四边形的面积.
【答案】(1),
(2)10
【分析】(1)把点C的坐标代入反比例函数解析式中,求得k的值,即可求得反比例函数解析式;由A、C的坐标,利用待定系数法求出直线的解析式,令,求出y的值,即可得点B的坐标;
(2)点D在反比例函数的图像上,纵坐标为2,则可求得点D的横坐标,利用四边形的面积等于面积的和即可求解.
【详解】(1)解:∵点C的坐标为,且在反比例函数的图像上,
∴,即,
∴反比例函数的解析式为;
设直线的解析式为,把A、C两点坐标分别代入得:
,解得:,
即直线的解析式为;
上式中,令,,
∴点B的坐标为;
(2)解:∵点D在反比例函数的图像上,纵坐标为2,
∴,
解得:;
由题意知,,
∴
.
【点睛】本题考查了一次函数与反比例函数的交点问题,待定系数法求函数解析式,反比例函数的图像与性质,割补法求四边形面积等知识,掌握反比例函数的图像与性质是关键.
5.(2025·四川内江·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,反比例函数的图象与一次函数的图象相交于、两点.
(1)求反比例函数和一次函数的表达式;
(2)当时,请根据函数图象,直接写出关于x的不等式的解集;
(3)过直线上的点C作轴,交反比例函数的图象于点.若点横坐标为,求的面积.
【答案】(1);
(2)
(3)
【分析】本题考查了利用待定系数法求一次函数和反比例函数的解析式,反比例函数的几何意义、函数图象的特点,掌握理解函数图象的特点是解题关键.
(1)先根据点利用待定系数法可求出反比例函数的表达式;再通过反比例函数的表达式求出点A的坐标,最后利用待定系数法即可求出一次函数的表达式;
(2)所求不等式的解集即为求一次函数的图象位于反比例函数的图象的上方时,的取值范围;
(3)根据题意得出,,根据反比例函数的几何意义得出,则,即可求解.
【详解】(1)解:∵反比例函数的图象过点
∴,
故反比例函数的表达式为
把点代入反比例函数得,,解得
∴点的坐标为
∵一次函数的图象经过 、两点
∴,解得
故一次函数的表达式为;
(2)∵
∴,即一次函数图象在反比例函数图象的上方
∴;
(3)∵点横坐标为,代入
解得:
∴
当时,代入,得
解得:
∴
如图,过点分别作轴的垂线,垂足分别为,
∵,
∴,
∵,
∴.
题型三 等积变换模型
1.(2025·北京·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,,分别是横、纵轴正半轴上的动点,四边形是矩形,函数的图象与边交于点,与边交于点(,不重合).给出下面四个结论:
①与的面积一定相等;
②与的面积可能相等;
③一定是锐角三角形;
④可能是等边三角形.
上述结论中,所有正确结论的序号是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】B
【分析】本题考查了反比例函数与几何综合,反比例函数的图形和性质,矩形的性质,熟练掌握反比例函数图象的性质是解题的关键.根据矩形的性质结合反比例函数的意义即可判断①②,根据等边三角形和反比例函数的对称性即可判断④,根据是反比例函数图象上的动点,可得或为钝角,即可判断③,即可求解.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∴
又∵是反比例函数图象上的动点,轴,轴,
∴
∴,即与的面积一定相等;故①正确,
由①可得
当与的面积相等时,如图,连接,
∴
∴在直线上,则重合,
∴与的面积不可能相等,故②不正确,
∵等边三角形和反比例函数都是轴对称图形,当且对称轴都为直线,可能是等边三角形,故④正确,
如图
当在的同侧时,可能是钝角三角形,故③错误
综上,①④正确、②③错误.
故选:B.
2.(2025·黑龙江·中考真题)如图,抛物线交x轴于点A、点B,交y轴于点C,且点A在点B的左侧,顶点坐标为.
(1)求b与c的值.
(2)在x轴上方的抛物线上是否存在点P,使的面积与的面积相等.若存在,请直接写出点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)存在,或
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质,与面积类的综合问题,涉及待定系数法求函数解析式,等腰三角形的性质等知识点.
(1)将一般式改写为顶点式,再化为一般式即可求解;
(2)先确定为等腰直角三角形,过点作轴的垂线,在轴上方的垂线上截取,连接与交于点,则,通过三线合一得到,由三角形面积公式可得过点作平行线与抛物线交点即为点,然后求出直线解析式,再与抛物线解析式联立求解.
【详解】(1)解:∵抛物线的顶点坐标为,
∴,
∴,;
(2)解:存在,理由如下:
对于抛物线,
当,,
解得:,
当,
∴,,
∵,
∴,
过点作轴的垂线,在轴上方的垂线上截取,连接与交于点,则,
∴,
∴,
过点作平行线与抛物线交点即为点,
∵,,
∴,
设直线,
则,
∴,
∴直线,
∵∥,
∴设直线,
代入得:,
解得:,
∴直线,
与抛物线解析联立得:,
整理得:
解得: 或,
∴点P的横坐标为或.
3.(2025·四川资阳·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴相交于两点(点在点的左边),与轴相交于点,且抛物线的顶点坐标为.
(1)求抛物线的表达式;
(2)是抛物线上位于第四象限的一点,点,连接相交于点,连接.若与的面积相等,求点的坐标;
(3)是抛物线上的两个动点,分别过点作直线的垂线段,垂足分别为.是否存在点,使得以为顶点的四边形是正方形?若存在,求该正方形的边长;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,正方形的边长为或
【分析】(1)待定系数法求出函数解析式即可;
(2)作轴,垂足为点,设,则:,,根据与的面积相等,推出,列出方程进行求解即可;
(3)存在点,使四边形为正方形,如图所示,过作轴,过作轴,过作轴,则有与都为等腰直角三角形,设,设直线解析式为,与二次函数解析式联立,消去得到关于的一元二次方程,利用根与系数关系表示出,由为等腰直角三角形,得到,若四边形为正方形,得到,求出的值,进而确定出的长,即为正方形边长.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴相交于点,且抛物线的顶点坐标为.
∴设抛物线的解析式为:,
把代入,得:,
∴,
∴;
(2)当时,解得:,
∴,
∵,
∴设直线的解析式为:,把代入,得:,
∴,
作轴,垂足为点,设,则:,
∴,
∵与的面积相等,
∴,即:,
∵,
∴,
∴,
解得:或(舍去);
∴;
(3)存在点,使四边形为正方形,
如图所示,过作轴,过作轴,过作轴,则有与都为等腰直角三角形,,
由(2)可知,直线的解析式为,
设,直线解析式为,
联立得:,
消去得:,
,
为等腰直角三角形,
,
,
,
,
∵四边形为正方形,
∴,
,
整理得:,
解得:或,
正方形边长为,
或.即正方形的边长为或.
【点睛】此题属于二次函数综合题,涉及的知识有:待定系数法确定函数解析式,根与系数的关系,等腰直角三角形的性质,正方形的性质,勾股定理以及一次函数与二次函数的性质,熟练掌握待定系数法是解本题的关键.
4.(2025·宁夏·中考真题)如图,抛物线与轴负半轴交于点,与轴交于点,顶点的横坐标为.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,将直线沿轴向上平移个单位长度,当它与抛物线有交点时,求的取值范围;
(3)如图2,抛物线的对称轴交直线于点,交轴于点,连接.抛物线上是否存在点(不与点重合),使得.若存在,直接写出点的横坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在点P,横坐标为,,
【分析】本题考查了二次函数的图像与性质、直线与抛物线的位置关系、三角形面积的计算以及面积相等的点的存在性问题.
(1)利用顶点横坐标为和公式求出参数进而得到抛物线表达式;
(2)先求点A和B的坐标,确定直线方程;将直线向上平移m个单位后与抛物线联立,利用判别式求m的范围;
(3)先求对称轴与直线的交点D及顶点计算;设点P坐标,利用面积公式列方程,解方程,即可求解.
【详解】(1)∵抛物线顶点横坐标为,
∴由顶点公式,其中即
∴
∴抛物线表达式为 .
(2)当时,即
解得或(舍去),
故.
当时,故.
设直线的方程为
将点与点代入得
∴直线的方程为.
向上平移m个单位后,直线方程为.
与抛物线联立:
整理得:
抛物线与直线有交点时,,
解得,又 ,
∴m 的取值范围为.
(3)抛物线对称轴为.
直线当时,故.
顶点当故.
点.
设在抛物线上,.
如图,
情况1:过点C作的平行线,与抛物线交于点P,此时,
因,且,故可设直线的解析式为,将点代入求得,即的解析式为,
联立抛物线方程,
解得:或,
∴点P坐标为.
情况2:过点E作的平行线,交抛物线于点与,因,
∴直线向下平移到直线的距离等于直线向下平移到直线的距离,
当过点时,代入
∴解析式为,
联立,
整理得:,
解得:,
即点的横坐标是,点的横坐标是.
综上所述,存在点横坐标为.
题型四 面积最值与定值问题
1.(2025·辽宁·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,直线与轴相交于点,与轴相交于点,点在线段上(不与点,重合),过点作的垂线,与直线相交于点,点关于直线的对称点为,连接.
(1)求证:;
(2)设点的坐标为,当时,线段与线段相交于点,求四边形面积的最大值.
【答案】(1)见解析
(2)四边形面积的最大值为.
【分析】(1)先求得,,得到,,利用等腰直角三角形的性质即可证明结论成立;
(2)由题意得,,根据折叠的性质得,,利用等腰直角三角形的判定和性质求得,,再利用梯形的面积公式求得四边形面积关于的二次函数,利用二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)证明:对于直线,
令,则;令,则,
∴,,
∴,,
∵,
∴;
(2)解:∵点的坐标为,
∴,,
∵点关于直线的对称点为,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴四边形面积
∵,
∴当,四边形面积有最大值,最大值为.
【点睛】本题考查了一次函数的性质,二次函数的性质,等腰直角三角形的判定和性质.第2问求得四边形面积关于的二次函数的解析式是解题的关键.
2.(2025·山东济南·二模)如图,已知二次函数的图象与轴交于A和两点,与轴交于,连接,在线段上有一动点,过点作轴的平行线交二次函数的图象于点,交轴于点.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)当的横坐标为,求与的面积比;
(3)若动点横坐标记为,的面积记为,的面积记为,且,写出与的函数关系,并判断是否有最大值,若有请求出;若没有请说明理由.
【答案】(1)
(2)25
(3)当时,S有最大值
【分析】(1),代入求出b,c的值,即得;
(2)求出,得,得,即得;
(3)写出,得,
得,,
得,即得当时,S有最大值.
【详解】(1)解:∵二次函数的图象交,两点,
∴,
解得,
∴;
(2)解:设直线的解析式为,
代入,
得,
解得,
∴,
∵的横坐标为,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)解:∵直线的解析式为,二次函数解析式为,点横坐标为,
∴,
∴,
∵
∴,
,
∴,
∵,
∴当时,S有最大值.
【点睛】本题考查了二次函数与几何综合.熟练掌握待定系数法求二次函数解析式,三角形面积比,三角形面积差,割补法求三角形面积,是解题的关键.
3.(2025·四川成都·一模)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线经过点,直线与抛物线交于两点(点在轴左侧,点在轴右侧),与轴交于点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)若与的面积之比是,求的值;
(3)若作点关于轴的对称点,直线与直线相交于点,试探究:的面积是否为定值?若为定值,请求出的面积;若不为定值,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)的面积为定值,的面积为4
【分析】本题考查了抛物线方程的求解,直线与抛物线交点的计算,直线与直线交点的计算,联立方程求交点坐标是解题的关键.
(1)根据抛物线经过点,代入求解即可;
(2)根据与的面积之比是,通过线段比例关系和韦达定理求解的值;
(3)通过点关于轴的对称点和直线的方程,联立求解交点的坐标,可验证纵坐标为定值,即的面积为定值,再求出面积即可.
【详解】(1)解:已知抛物线经过点,
将点代入抛物线方程可得:,解得,
∴抛物线的函数表达式为.
(2)解:若与的面积之比是,
则,
∵点在同一直线上,
则,即①,
联立直线与抛物线的方程得:,
整理得,
∴,②,
由①②得:,解得:,
∵点在轴左侧,
∴,
∴,即,
∴,即.
(3)解:点关于轴的对称点,
直线与轴交于点,则点,
设点的坐标分别为:、,
由点的坐标得,直线的表达式为:
,
将点的坐标代入上式得:
,
整理得:,
由点的坐标得,直线的表达式为:
,
同理可得,的表达式为:
,
联立上述两式得:
,
解得:,
,
则,
,
,
∴点的纵坐标为为定值,即的面积为定值,
∵,到的距离为,
∴.
4.(2021·江苏常州·一模)如图①,二次函数的图象与轴交于点、,与轴交于点,连接,点是抛物线上一动点.
(1)求二次函数的表达式.
(2)当点不与点、重合时,作直线,交直线于点,若的面积是面积的4倍,求点的横坐标.
(3)如图②,当点在第一象限时,连接,交线段于点,以为斜边向外作等腰直角三角形,连接,的面积是否变化?如果不变,请求出的面积;如果变化,请说明理由.
【答案】(1)
(2)或或
(3)的面积不变,为4
【分析】(1)利用待定系数法解答,即可求解;
(2)分两种情况:,当在轴上方时,过点作轴于点,过点作轴于点,过点作于点,可得,再由的面积是面积的4倍,可得,设点,可得点的坐标可表示为,再求出直线的解析式;当在轴下方时,同理可求出点的横坐标为或,即可;
(3)以为底在轴上方作等腰直角三角形,连接,过点作轴于点,可证得,从而得到,进而得到,再由两条平行线之间的距离相等,可得在运动时,到的距离保持不变,其距离都等于的长,即可.
【详解】(1)解:二次函数经过、,
代入得,解得,
所以二次函数的表达式为.
(2)解:如图所示,当在轴上方时,过点作轴于点,过点作轴于点,过点作于点,
∴,
∴,
,
,
,
,
设点,
,,
,,
,
,
点的坐标可表示为,
∵为二次函数与轴交点,
,
设直线的解析式为,
把点,代入得:
解得:
∴直线的解析式为,
在上,
,
解得或.
即此时点P的坐标为或;
如图所示,当在轴下方时,
同理①可求出点的横坐标为或,
,
当点横坐标为时,在抛物线的段,不合题意,舍去,
综上所述,点的横坐标为或或.
(3)解:如图所示,以为底在轴上方作等腰直角三角形,连接,过点作轴于点,
和均为等腰直角三角形,
,,
,
,
,
,
,,
,
,
,
两条平行线之间的距离相等,
在运动时,到的距离保持不变,其距离都等于的长,
在等腰直角三角形中,,
,
.
综上所述,的面积不变,为4.
【点睛】本题是二次函数综合题,第一问考查了二次函数的解析式的求法,第二问是二次函数和与几何图形结合的综合能力的培养.要会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,利用点的坐标的意义表示线段的长度,从而表示出点的坐标,第三问则是利用了瓜豆原理的思想进行求解.
题型五 动态面积问题
1.(2025·江苏南京·中考真题)如图,在长方形电子屏中,m,m.一条公益广告画面的动态效果设计如下:动点从点出发沿边,以的速度向点运动,随着的移动,画面逐渐展开.
(1)写出展开的画面面积(单位:)关于点的运动时间(单位:s)的函数表达式;
(2)当展开的画面面积达到电子屏面积的时开始播放广告语,播放时间持续,求播放结束时展开的画面面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题主要考查一次函数的应用,矩形的性质,图形面积,正确理解题意是解题的关键.
(1)当时,展开的画面面积就是的面积;当时,矩形的面积的面积;
(2)先根据展开的画面面积达到电子屏面积的时开始播放广告语,计算展开的画面面积,再分别代入(1)中的关系式可得的值,计算总时间,即可解答.
【详解】(1)解:如图1,当时,,
如图2,当时,;
综上,(单位:关于点的运动时间(单位:的函数表达式为:;
(2)解:,
当时,,
,
当时,(不符合题意),
答:播放结束时展开的画面面积是.
2.(2025·山东东营·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,一次函数的图象与反比例函数的图象相交于点A和,点A的横坐标为2.
(1)求反比例函数和一次函数的解析式;
(2)观察图象,直接写出当时x的取值范围;
(3)点C为x轴上一动点,连接,若的面积为18,求点C的坐标.
【答案】(1)一次函数解析式为,反比例函数解析式为
(2)或
(3)点C坐标为或
【分析】此题考查了反比例函数与一次函数的交点问题,待定系数法求解析,三角形面积等.
(1)由待定系数法求解即可;
(2)根据图象即可求得;
(3)设与轴交于点,得出,设,则,然后根据三角形面积公式建立方程,解方程,即可求得的坐标.
【详解】(1)解:一次函数的图象与反比例函数的图象相交于点A和,点A的横坐标为2
∴将代入,
则,
∴反比例函数解析式为:,
∴将代入,
则,
∴,
将,代入,
则,
解得:
∴一次函数解析式为:;
(2)解:∵,
∴观察图象,当时,的取值范围是或;
(3)解:设与轴交于点,
当时,
∴
∴,
设,
∴
∵的面积为18,
∴
∴,
∴,即
解得:或
∴点C坐标为或.
3.(2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)综合与探究
如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,,与轴交于点,连接.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点是直线下方抛物线上的点,连接,,当时,求点的坐标;
(3)点是第四象限内抛物线上的一点,连接,若,则点的坐标为__________;
(4)如图2,作点关于轴的对称点,过点作轴的平行线l,过点作,垂足为点,动点,分别从点,同时出发,动点以每秒个单位长度的速度沿射线方向匀速运动,动点以每秒个单位长度的速度沿射线方向匀速运动(当点到达点时,点,都停止运动),连接,过点作的垂线,垂足为点,连接,则的取值范围是__________.
【答案】(1)
(2),
(3)
(4)
【分析】(1)代入点的坐标,求得系数,即可得抛物线的解析式;
(2)过点作的平行线,进行等面积转化,由面积求得线段长度,可得点的坐标,从而可求直线方程,与抛物线的解析式联立,即可解得点的坐标;
(3)将以点为中心,逆时针旋转,由图形旋转的性质,可得点的坐标,从而可得直线方程,由等腰三角形的性质,结合已知角度可知,点为直线与抛物线的交点,联立直线方程和抛物线的解析式,结合点所在象限,即可得出点的坐标;
(4)根据题设条件所描述的运动过程,结合三角形相似的判定和性质,分析取最大值和最小值时,点所在的位置,用勾股定理解直角三角形,求出相应的最大值和最小值,即可求得的取值范围.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴交于点,,
∴,
解得,,
∴抛物线的解析式为
(2)解:作,交轴于点,连接,
∵,
∴,
∴,
∵点,
∴,
∴,
∵抛物线与轴交于点,
当时,,
∴,
∴,
∴,
∴,
设所在直线的解析式为,
∵,,
∴,
解得,,
∴所在直线的解析式为,
∵,,
∴所在直线的解析式为,
又∵点在抛物线上,
∴,
解得,,,
∴,
(3)解:如图,将以点为中心,逆时针旋转,得到,连接,则为等腰直角三角形,
∴,
∵点是第四象限内抛物线上的一点,,
∴点为延长线与抛物线的交点,
由旋转可知,,,,,
∴点的横坐标为,纵坐标为,
∴,
设所在直线的解析式为,则
,
解得,,
∴所在直线的解析式为,
由得,或,
∵点在第四象限,
∴点的横坐标为正数,
∴点的横坐标为,纵坐标为,
∴
故答案为:
(4)解:如图,连接,交于点,连接,
∵点和点关于轴对称,点在轴上,,
∴点在轴上,,
∵过点,且平行于轴,,
∴,
又∵于点,
∴四边形为矩形,
∴,
∴,
∴,
根据题意可知,,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴,
作于点,则,
∴,
∴,,
∴,
∴,
取中点记为,连接,则
又∵,
∴,
∴,
∴,当且仅当点、点、点共线时,取得最小值,
作于点,作于点,交于点,连接,则四边形为矩形,
∴,,
∵,点为的中点,
∴,
∴,
∴,
∴,
当点到达点时,点、点、点重合,此时取得最大值,
∵,
∴,
∴的取值范围是,
故答案为:.
【点睛】本题考查了二次函数,旋转的性质,平行线的性质,平行线间的距离,等面积转化,一次函数,矩形的性质,轴对称,三角形相似的判定和性质,勾股定理,解题的关键是正确作出辅助线.
4.(2025·甘肃·中考真题)如图1,抛物线分别与x轴,y轴交于A,两点,M为的中点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)连接,过点M作的垂线,交于点C,交抛物线于点D,连接,求的面积;
(3)点E为线段上一动点(点A除外),将线段绕点O顺时针旋转得到.
①当时,请在图2中画出线段后,求点F的坐标,并判断点F是否在抛物线上,说明理由;
②如图3,点P是第四象限的一动点,,连接,当点E运动时,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)①,在抛物线上②
【分析】(1)待定系数法求出函数解析式即可;
(2)求出点的坐标,进而得到点的坐标,求出直线的解析式,进而求出点的坐标,求出点的坐标,根据的面积进行求解即可;
(3)①根据要求作图即可,连接,作于点,证明,得到,,进而得到为等腰直角三角形,求出点坐标,将点的横坐标代入抛物线的解析式,判断点是否在抛物线上即可;
②连接并延长,交轴于点,连接,作于点,斜边上的中线得到,根据,得到当三点共线时,最小,同①可知,,得到点在射线上运动,进而得到当时,即与点重合时,最小,此时最小为,易得为等腰直角三角形,求出的长,进而求出的长,易得为等腰直角三角形,求出的长,根据最小为,计算即可.
【详解】(1)解:把,代入,得:
,
解得:,
∴;
(2)当时,则:,
∴,
∵是的中点,
∴,
∴,
∵,
∴设直线的解析式为:,把,代入,得:,
∴,
∵点M作的垂线,交于点C,交抛物线于点D,
∴,,
∴,
∴的面积;
(3)①由题意,作图如下:
连接,作于点,
由(2)可知:,
∴,
∵旋转,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,,
∵,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
对于,当时,,
∴点在抛物线上;
②连接并延长,交轴于点,连接,作于点,如图,
∵,为的中点,
∴,
∵,
∴当三点共线时,最小,
同①可得,,
∴点在射线上运动,
∴当时,即与点重合时,最小,此时最小为,
∵,
∴为等腰直角三角形,
∴,,
∴,为等腰直角三角形,
∴,
∴的最小值为.
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,涉及待定系数法求函数解析式,旋转的性质,全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,勾股定理等知识点,熟练掌握相关知识点,利用数形结合的思想进行解题,确定动点的位置,是解题的关键.
考点四:最值模型
题型一 将军饮马模型
1.(2025·四川凉山·中考真题)如图,一次函数的图象与反比例函数的图象交于点,.
(1)求反比例函数和一次函数的解析式;
(2)利用图像,直接写出不等式的解集为________;
(3)在x轴上找一点C,使的周长最小,并求出最小值.
【答案】(1);
(2)
(3)当点C的坐标为时,的周长有最小值,最小值为
【分析】本题主要考查了一次函数与反比例函数综合,一次函数与几何综合,轴对称最短路径问题,两点距离计算公式等等,利用数形结合的思想求解是解题的关键.
(1)把点A坐标代入反比例函数解析式中求出反比例函数解析式,再把点B坐标代入反比例函数解析式中求出点B坐标,最后把点A和点B坐标代入一次函数解析式中求出一次函数解析式即可;
(2)只需要根据函数图象找到一次函数图象在反比例函数图象上方时自变量的取值范围即可得到答案;
(3)作点B关于x轴的对称点D,连接,则,由轴对称的性质可得;由两点距离计算公式可得,则可推出的周长,根据,可推出当A、C、D三点共线时,有最小值,即此时的周长有最小值,最小值为,利用两点距离计算公式可得,则的周长的最小值为;求出直线解析式为,在中,当时,,则.
【详解】(1)解:∵反比例函数的图象经过,
∴,
解得,
∴反比例函数的解析式为;
在中,当时,,
∴,
∵一次函数的图象与反比例函数的图象交于点,,
∴,
解得,
∴一次函数解析式为;
(2)解:由函数图象可知,当一次函数的图象在反比例函数的 图象上方时自变量的取值范围为,
∴不等式的解集为;
(3)解;如图所示,作点B关于x轴的对称点D,连接,则,
由轴对称的性质可得;
∵,,
∴,
∴的周长,
∴当有最小值时,的周长有最小值,
∵,
∴当有最小值时,的周长有最小值,
∵,
∴当A、C、D三点共线时,有最小值,即此时的周长有最小值,最小值为,
∵,,
∴,
∴的周长的最小值为;
设直线解析式为,则,
∴,
∴直线解析式为,
在中,当时,,
∴;
综上所述,当点C的坐标为时,的周长有最小值,最小值为.
2.(2025·甘肃酒泉·三模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线,与y轴交于点C,与x轴交于两点(A在B的左侧),抛物线对称轴为直线.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P是射线上方抛物线上的一动点,过点P作轴,垂足为E,交于点D,求出使得长度取得最大值时P的坐标;
(3)在(2)的条件下,点M是线段上一动点,轴,垂足为N,点F为线段的中点,连接.当线段长度取得最大值时,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)先得出,结合抛物线对称轴为直线,且,得,再运用待定系数法进行求出二次函数的解析式,即可作答.
(2)先求出直线的解析式为,设(),则,所以,运用二次函数的图象性质,即可作答.
(3)由(2)得最大时,证明四边形是矩形,得,故得出四边形是平行四边形,所以,,当共线时,取最小值,即取最小值,结合点为线段的中点,得,运用勾股定理算出,即可作答.
【详解】(1)解:∵抛物线,与y轴交于点C,
∴令,则,
∴,
∴,
∵抛物线对称轴为直线,且
∴
,
将和代入,
得,
解得,
∴抛物线的表达式为;
(2)解:如图
由(1)得,
设直线的解析式为,
代入,得,
解得,
∴直线的解析式为,
设(),
则,
∴,
∵,
∴当时,最大,
∴.
此时,
(3)解:由(2)得最大时,
∵过点P作轴,垂足为E,
∴,
∵
则,
∵
∴四边形是矩形
∴,
∴,,
连接,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∴当共线时,取最小值,即取最小值,
∵点为线段的中点,且,
∴,
∴,
∴的最小值为.
【点睛】本题考查了求一次函数和二次函数的解析式,二次函数的综合,二次函数的图象性质,平行四边形的性质,勾股定理,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
题型二 造桥选址模型
1.(2025·四川德阳·中考真题)如图1,在平面直角坐标系中,已知二次函数的图象与x轴交于点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)如图2,连接,过点C作与抛物线相交于另一点D.
①求点D的坐标;
②如图3,点E,F为线段上两个动点(点E在点F的右侧),且,连接,.求的最小值.
【答案】(1)
(2)①,②5
【分析】(1)利用两点式求解抛物线解析式;
(2)①延长与x轴相交于点G,证明是等腰直角三角形,从而得到点坐标,求出直线的解析式,联立抛物线解析式求解即可;②过点O作,且,连接,,设交轴为点,然后证明四边形是平行四边形,根据,得出时,最小,进一步求出即可.
【详解】(1)解:在二次函数的图象上,设该二次函数为,
,
.
(2)解:①把代入,
得,
如图,延长与x轴相交于点G.
,
.
,
.
,
.
,
,
.
设直线的解析式为:,把代入,
得解得,
直线的解析式为:,
点D是直线与二次函数的交点,
联立解析式,
解得或,
.
②如图,过点O作,且,连接,,设交轴为点.
,且,
四边形是平行四边形,
.
,
.
为等腰直角三角形,
,
,,
,
.
,
当时,最小.
,
.
此时D、E、H三点共线且轴,
点F的坐标为与点C重合,满足在线段上.
的最小值为5.
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数的解析式,等腰直角三角形的性质,二次函数与一次函数交点问题,二次函数与特殊四边形问题,两点之间线段最短,勾股定理,解题的关键是添加适当的辅助线,通过数形结合的思想求解;
2.(2025·重庆·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A,两点,与轴交于点,抛物线的对称轴是直线.
(1)求抛物线的表达式:
(2)点P是射线下方抛物线上的一动点,连接与射线交于点Q,点D,E为抛物线对称轴上的动点(点E在点D的下方),且,连接,.当取得最大值时,求点P的坐标及的最小值;
(3)在(2)中取得最大值的条件下,将抛物线沿射线方向平移个单位长度得到抛物线,点M为点P的对应点,点N为抛物线上的一动点.若,请直接写出所有符合条件的点N的坐标,并写出求解点N的坐标的其中一种情况的过程.
【答案】(1)
(2)点P的坐标为,的最小值为
(3)点N的坐标为或
【分析】(1)利用待定系数法求二次函数的解析式;
(2)先求出直线的解析式,然后设点P的坐标为,过点P作轴交于点F,交x轴于点H,点F的坐标为,求出长,再证明,根据对应边成比例求出的最小值,把点P向上平移个单位长度得到点,点的坐标为,连接,即可得到,连接,则,是最小值,利用勾股定理计算解题;
(3)根据平移得到抛物线的解析式,然后过点P作轴于点Q,过点N作轴于点K,连接,即可得到,设点N的坐标为,根据列等式求出a的值即可解题.
【详解】(1)解:设抛物线的解析式为,
把代入得,
解得,
∴;
(2)解:令,则,
∴点C的坐标为,
设直线的解析式为,把和代入得:
,解得,
∴,
设点P的坐标为,过点P作轴交于点F,交x轴于点H,
则点F的坐标为,
∴,
∵轴,
∴,,
∴,
∴,
∴当时,取得最大值为,这时点P的坐标为,
把点P向上平移个单位长度得到点,点的坐标为,连接,
则四边形是平行四边形,
∴,
即,
由A,B关于对称性可得点A的坐标为,
连接,则的最小值为长,
即,
即的最小值为;
(3)解:∵,
∴,
∴将抛物线沿射线方向平移个单位长度即为向左平移两个单位长度,向下平移两个单位长度得到抛物线,即,
过点P作轴于点Q,过点N作轴于点K,连接,
设点N的坐标为,
由平移得,
∴,
如图所示,∵,
即,解得(舍去)或,
这时点N的坐标为;
如图所示,则∵,
即,解得或(舍去),
这时点N的坐标为;
综上所述,点N的坐标为或.
【点睛】本题是二次函数的综合,主要考查待定系数法,二次函数的线段问题,轴对称的最短路径问题,二次函数的平移,解直角三角形,利用数形结合和分类讨论思想求解是解答的关键.
题型三 胡不归模型
1.(2025·江苏无锡·三模)如图,抛物线与轴交于点,,顶点为,点为对称轴上一动点,的最小值为( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【分析】本题考查了二次函数与坐标轴交点问题,解直角三角形,连接,,过点作,连接,过点作于点,设对称轴与轴交于点,得,进而可得当重合时 ,此时取得最小值,根据等面积法求得,即可求解.
【详解】解:如图,连接,,过点作,连接,过点作于点,设对称轴与轴交于点,
∵抛物线与轴交于点,,顶点为,
∴,
当时
解得:
∴,
∴,
∴
∴
∴
∴
∴
当重合时 ,此时取得最小值,
∵
∴,即的最小值,
故选:A.
2.(2025·四川眉山·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线关于直线对称,与x轴交于、B两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P为抛物线对称轴上一点,连接,将线段绕点P逆时针旋转,使点B的对应点D恰好落在抛物线上,求此时点P的坐标;
(3)在线段上是否存在点Q,使存在最小值?若存在,请直接写出点Q的坐标及最小值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)或
(3)存在,,的最小值为
【分析】(1)对称性求出点坐标,两点式写出函数解析式即可;
(2)设对称轴与轴交于点,设,,分点在轴上方和点在轴下方两种情况进行讨论求解即可;
(3)在轴上取点,连接,过点作于点,交轴于,过点作于点,易得为等腰直角三角形,进而得到,推出,得到当点与点重合时,的值最小为的长,等积法求出的长,证明为等腰直角三角形,求出点坐标即可.
【详解】(1)解:∵抛物线关于直线对称,与x轴交于、B两点,
∴,
∴抛物线的解析式为:;
(2)∵点在对称轴上,设对称轴与轴交于点
∴设,;
∵旋转,
∴,
当点在轴上方时,
∵关于对称轴对称,
∴,
∴当时,满足题意,此时点与点重合,,
∵,,
∴,
∴,
∴;
当点在轴下方时,如图,作对称轴于点,则:,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
把代入,得:,
解得:或(舍去);
∴;
综上:或;
(3)存在;
在轴上取点,连接,过点作于点,交轴于,过点作于点,则:,,
∵,
∴当时,,
∴,
∴,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴当点与点重合时,的值最小为的长,
∵,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴的最小值为,
在中,,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴;
综上:,的最小值为.
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,旋转的性质,等腰三角形的判定和性质,全等三角形的判断和性质,勾股定理等知识点,熟练掌握相关知识点,正确的求出函数解析式,利用数形结合的思想进行求解,是解题的关键.
3.(2025·四川德阳·二模)已知:在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,两点,与轴交于点,
(1)求抛物线的解析式及顶点的坐标;
(2)点为抛物线上位于直线下方的一动点,当面积最大时,求点的坐标;
(3)若点为线段上的一动点,问:是否存在最小值?若存在,求出这个最小值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),顶点的坐标为
(2)点的坐标为
(3)存在最小值,最小值为
【分析】本题主要考查二次函数的解析式求解、顶点坐标计算、三角形面积最大值求解以及利用几何构造求线段和的最小值.
(1)通过代入已知点坐标,求出解析式及顶点坐标;
(2)作轴,交于点,设设,计算的长度,利用三角形面积公式求解.当时,取得最大值,此时点的坐标为;
(3)将直线绕着点逆时针旋转,并过点作其垂线,垂足为,分别连接,,,通过构造含角的直角三角形,利用几何性质求解的最小值.当A、Q、N三点共线时,取得最小值,计算得到最小值为.
【详解】(1)解:由题意,设抛物线解析式为,其中,
点的坐标为,
将代入,解得:,
.
抛物线的解析式为.
对称轴为直线,
将代入,得:.
顶点的坐标为;
(2)解:,,
直线的解析式为:.
点在抛物线上,且位于直线下方,
设,其中,.
如图所示,作轴,交于点,
.
.
,,,
.
.
整理可得:,其中.
,
当时,取得最大值.
将代入,得:,
此时点的坐标为;
(3)解:存在最小值,理由如下:
如图所示,将直线绕着点逆时针旋转,并过点作其垂线,垂足为,分别连接,,,
则,.
在中,.
随着点的运动,总有.
.
要使得取得最小值,
即要使得取得最小值,
如下图,当、、三点共线时,满足取得最小值,
此时,,,
,
,.
.
.
.
存在最小值,最小值为.
题型四 阿氏圆模型
1.(2025·陕西汉中·模拟预测)抛物线 的图像与x轴交于点和,与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点,以点B为圆心,半径长为2画圆,点P是上一动点.连接,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先求出二次函数的解析式,再求出对称轴,代入解析式求出,然后取点,连接,求出,,因为以点B为圆心,半径长为2画圆,点P是上一动点.得,整理得,因为,得,即, 得,由两点之间,线段最短,得出当三点共线时,则最小,即最小值为,运用勾股定理算出,即可作答.
【详解】解:∵的图像与x轴交于点和,
∴,
解得,
∴,
对称轴为,
把代入,得,
即,
过点D作轴,如图所示:
取点,连接,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵以点B为圆心,半径长为2画圆,点P是上一动点.
∴,
∴,
∵,
∴,
即,
∵,
∴,
∴,
即,
∴,
由两点之间,线段最短,得出当三点共线时,则最小,即最小值为,
∴,
即的最小值为,
故选:A.
【点睛】本题考查了二次函数的解析式,相似三角形的判定与性质,求二次函数的解析式,勾股定理,两点之间线段最短,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
2.(2024·四川宜宾·中考真题)如图,抛物线的图象交x轴于点、,交y轴于点C.以下结论:①;②;③当以点A、B、C为顶点的三角形是等腰三角形时,;④当时,在内有一动点P,若,则的最小值为.其中正确结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】根据抛物线图象经过点,可得当时,,据此可判断①;根据对称轴计算公式求出,进而推出,则,再根据抛物线开口向下,即可判断②;对称轴为直线,则,求出,,再分当时, 当时,两种情况求出对应的c的值即可判断③;当时,,则,取点,连接,则,可证明,由相似三角形的性质可得,则,故当点P在线段上时,的值最小,即此时的值最小,最小值为线段的长,利用勾股定理求出即可判断④.
【详解】解:∵抛物线的图象经过点,
∴当时,,故①正确;
∵抛物线的图象交x轴于点、,
∴抛物线对称轴为直线,
∴,
∴,
∴,即,
∴,
∵,
∴,故②正确;
∵对称轴为直线,
∴;
∵、,
∴,
∴;
在中,当时,,
∴,
∴,
当时,则由勾股定理得,
∴,
∴或(舍去);
同理当时,可得;
综上所述,当以点A、B、C为顶点的三角形是等腰三角形时,或,故③错误;
当时,,则,
如图所示,取点,连接,则,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴当点P在线段上时,的值最小,即此时的值最小,最小值为线段的长,
在中,由勾股定理得,故④正确,
∴正确的有3个,
故选:C.
【点睛】本题主要考查了二次函数图象的性质,相似三角形的性质与判定,勾股定理,等腰三角形的定义,熟练掌握二次函数的相关知识是解题的关键.
3.(2025·广东广州·二模)已知抛物线C:的最小值为.
(1)求a的值;
(2)已知直线l:,记,求的最小值(用k表示);
(3)如图,为抛物线C上一点,,直线过点,在抛物线上取一点P,使得,若,求的最小值.
【答案】(1)2
(2)
(3)5
【分析】(1)由抛物线C的解析式可知对称轴为直线,进而可得时,从而可解得a;
(2)先求出直线l:过定点,且在抛物线C:的图象上,令,可得,求出方程的另一个解为,故,再根据k的不同取值展开分类讨论求m(x)最小值即可;
(3)连接,求出,则,,得到,易证,推出,进而得到,再求出,即可得到的最小值为5.
【详解】(1)解:∵抛物线C的解析式为,
∴抛物线C的图象与x轴的交点坐标为,
∴抛物线C图象的对称轴为直线,
∴时,函数的最小值为,
∴;
(2)解:∵,
当时,则,
∴直线l:过定点,
将代入抛物线C:中,则,
∴在抛物线C:的图象上,
令,可得,
设方程的解为,
∴,
∵是方程的一个解,
∴方程的另一个解为;
故,
当时,一次函数的函数值y随x的增大而减小,即时,的最小值为6;
当时,,即;
当时,一次函数的函数值y随x的增大而增大,即时,的最小值为;
∵抛物线的对称轴为直线,
当时,直线,
故此时的最小值为在抛物线顶点处取得,即最小值为.
综上,;
(3)解:如图所示,连接,
由题意可得,
则,
又,
故,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,即的最小值为5.
【点睛】本题考查了二次函数的图象和性质,包括对称轴,最值,一次函数的图象和性质,根系关系,相似三角形的判定和性质,勾股定理,三角形三边关系,熟练掌握以上内容综合分析是解题关键.
4.(2023·广东深圳·模拟预测)【模型由来】“阿氏圆”又称“阿波罗尼斯圆”,已知平面上两点A、B,则所有满足(且)的点的轨迹是一个圆,这个轨迹最早由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故称“阿氏圆”.
【模型建立】如图1所示,圆O的半径为r,点A、B都在圆O外,P为圆O上一动点,已知,连接PA、PB,则当“”的值最小时,P点的位置如何确定?
第1步:一般将含有k的线段PB两端点分别与圆心O相连,即连接OB、OP;
第2步:在OB上取点C,使得,即,构造母子型相似∽(图2);
第3步:连接AC,与圆O的交点即为点P(图3).
【问题解决】如图,与y轴、x轴的正半轴分别相交于点M、点N,半径为3,点,点,点P在弧MN上移动,连接PA,PB.
(1)的最小值是多少?
(2)请求出(1)条件下,点P的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)在x轴上取点,连接,根据相似三角形的判定和性质得出,结合图形得出当点P在上时,取得最小值,再由勾股定理求解即可;
(2)设直线的解析式为,利用待定系数法确定函数解析式,设,然后利用勾股定理求解即可.
【详解】(1)解:如图,在x轴上取点,连接,
∵点,点,
∴,
∵,
,
∴,
∴,
∴,
∴,
当点P在上时,取得最小值,
∴,
故最小值为;
(2)∵,,
∴设直线的解析式为,将点代入得:
,解得,
∴,
设,
∵半径为3,
∴,
解得:(负值舍去),
∴,
∴ .
【点睛】题目主要考查相似三角形的判定和性质,最短路径问题及一次函数解析式的确定,理解题意,作出相应辅助线是解题关键.
题型五 加权线段和问题
1.(2025九年级下·全国·专题练习)如图所示,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点A坐标为,点B坐标为.
(1)求此抛物线的函数表达式.
(2)点P是直线上方抛物线上一个动点,过点P作x轴的垂线交直线于点D,过点P作y轴的垂线,垂足为E,请探究是否有最大值?若有最大值,求出最大值及此时P点的坐标;若没有最大值,请说明理由.
【答案】(1)
(2)有最大值,,
【分析】本题考查二次函数的综合应用,主要考查利用待定系数法求解抛物线的解析式,抛物线的性质,作出合适的辅助线是解本题的关键.
(1)直接利用抛物线的交点式可得抛物线的解析式;
(2)先求解,及直线为,设,可得,再建立二次函数求解即可.
【详解】(1)解:(1)∵抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点A坐标为,点B坐标为,
∴.
(2)(2)是有最大值,理由如下:
∵当时,,
∴.
设直线的函数表达式为,
∴,
解得.
∴直线的函数表达式为,
设,
则.
∴
.
当时,有最大值,
此时,
∴有最大值,为.此时.
2.(2024·四川广安·中考真题)如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,点坐标为,点坐标为.
(1)求此抛物线的函数解析式.
(2)点是直线上方抛物线上一个动点,过点作轴的垂线交直线于点,过点作轴的垂线,垂足为点,请探究是否有最大值?若有最大值,求出最大值及此时点的坐标;若没有最大值,请说明理由.
(3)点为该抛物线上的点,当时,请直接写出所有满足条件的点的坐标.
【答案】(1)
(2)的最大值为,点的坐标为
(3)点的坐标为或
【分析】(1)直接利用抛物线的交点式可得抛物线的解析式;
(2)先求解,及直线为,设,可得,再建立二次函数求解即可;
(3)如图,以为对角线作正方形,可得,与抛物线的另一个交点即为,如图,过作轴的平行线交轴于,过作于,则,设,则,求解,进一步求解直线为:,直线为,再求解函数的交点坐标即可.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,点坐标为,点坐标为.
∴;
(2)解:当时,,
∴,
设直线为,
∴,解得:,
∴直线为,
设,
∴,
∴
;
当时,有最大值;
此时;
(3)解:如图,以为对角线作正方形,
∴,
∴与抛物线的另一个交点即为,
如图,过作轴的平行线交轴于,过作于,则,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,,
设,则,
∴,
∴,
由可得:
∴,
解得:,
∴,
设为:,
∴,解得:,
∴直线为:,
∴,
解得:或,
∴,
∵,,,正方形,
∴,
同理可得:直线为,
∴,
解得:或,
∴,
综上:点的坐标为或.
【点睛】本题考查的是利用待定系数法求解抛物线的解析式,抛物线的性质,正方形的性质,作出合适的辅助线是解本题的关键.
3.(2025·重庆·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,抛物线交x轴于A、两点,与y轴交于点C,连接,若.
(1)求抛物线的解析式;
(2)P是直线上方抛物线上的一动点,过点P作轴交直线于点M,过点P作于点N,H为直线上的一动点.当取得最大值时,求的最大值;
(3)将该抛物线沿方向平移个单位长度得到得新抛物线,为新抛物线上的一个动点.当时,请求出所有符合条件点Q的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3),
【分析】(1)首先求出,然后结合求出,然后利用待定系数法求解即可;
(2)首先求出直线表达式为,设,表示出,由是等腰直角三角形表示出,然后代入利用二次函数的性质求出当时,取得最大值,得到此时,,此时点M和点C重合,如图所示,延长交y轴于点D,连接,,,,然后得到,利用勾股定理求解即可;
(3)首先求出,,然后得出平移方式,进而得到平移后的表达式,然后根据题意分两种情况讨论:当点Q在y轴右边时和当点Q在y轴左边时,分别求出所占表达式,然后和抛物线联立求解即可.
【详解】(1)∵抛物线
∴当时,
∴,即
∵
∴
∴
∴将,代入得
解得
∴;
(2)∵P是直线上方抛物线上的一动点,
∴设
∵,
∴可得直线表达式为
∵过点P作轴交直线于点M,
∴设
∴
∵
∴是等腰直角三角形
∴
∵
∴
∵
∴是等腰直角三角形
∴
∴
∵
∴当时,取得最大值
∴此时,
∴此时点M和点C重合,如图所示,延长交y轴于点D,连接,,,
∴,是等腰直角三角形,
∴
∴点D和点P关于直线对称
∴,即
∴
∴
∴当点A,D,H三点共线时,取得最大值,即的长度
∴
∴的最大值为;
(3)∵,
∴,
∵将该抛物线沿方向平移个单位长度得到得新抛物线
∴平移方式为向左平移个单位,向下平移个单位,
∵
∴平移后的新抛物线表达式为,
∵
∴当点Q在y轴右边时,如图所示,延长交直线于点D,交于点,
∴
∴,即
设
∵,
∴,
∴
解得
∴
∵
∴可得直线表达式为
∴联立得,
解得(负值不符合题意,舍去)
∴;
当点Q在y轴左边时,如图所示,过点A作交于点,
∴
∴设直线表达式为
将代入得,
∴
∴直线表达式为
∴联立得,
解得或(舍去)
∴
综上所述,点Q的坐标为,.
【点睛】此题考查了一次函数,二次函数和几何综合,待定系数法求二次函数解析式,线段最值问题,解直角三角形,勾股定理等知识,解题的关键是掌握以上知识点.
1.(2025九年级下·江苏·专题练习)如图,抛物线与x轴交于,,交y轴的正半轴于点C,对称轴交抛物线于点D,交x轴于点E,则下列结论:①;②;③为任意实数;④若点是抛物线上第一象限上的动点,当的面积最大时,,其中正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【分析】根据已知点的特点可求对称轴为直线,则;由函数的图象可知,,,再由可知;当时,函数有最大值;再由铅锤法求的面积,从而确定当时,三角形面积有最大值.
【详解】解:∵抛物线与x轴交于点,,
∴对称轴为直线,
∴,
∴,
∴,故①正确,符合题意;
∵抛物线开口向下,
∴,
∴,
∵抛物线交y轴的正半轴,
∴,
∴,故②正确,符合题意;
∵抛物线的对称轴,开口向下,
∴时,y有最大值,最大值.
∴为任意实数,
∴为任意实数,故③正确,符合题意;
④∵,
设直线的解析式为,
∴,
解得,
∴,
将点代入,
∴.
∴.,
过点Q作轴交于点P,
∵,
∴,
∴.
∴,
∵,
∴.
∴当时,的面积最大,
故④正确,符合题意;
故选:D.
【点睛】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数图象与系数的关系,抛物线与x轴的交点,二次函数图象上的坐标特征,二次函数的性质,二次函数最值的求法以及三角形面积公式.二次函数系数符号由抛物线开口方向、对称轴、抛物线与y轴的交点抛物线与x轴交点的个数确定.
2.(2025·山东威海·中考真题)如图,点A在反比例函数的图象上,点B在反比例函数的图象上,连接.若,则 .
【答案】/
【分析】本题主要考查了求角的正切值,相似三角形的性质与判定,反比例函数比例系数的几何意义,过点A作轴于C,过点B作轴,可证明,得到,再根据反比例函数比例系数的几何意义得到,则,据此可得答案.
【详解】解:如图所示,过点A作轴于C,过点B作轴于D,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵点A在反比例函数的图象上,点B在反比例函数的图象上,
∴,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
3.(23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末)(1)【建立模型】在数学课上,老师出示这样一个问题:如图1,在中,,,直线l经过点C,,,垂足分别为点D和点E,求证:,请你写出证明过程;
(2)【类比迁移】勤奋小组在这个模型的基础上,继续进行探究问题:如图2,在平面直角坐标系中,直线的图象与y轴交于点A,与x轴交于点C,将线段绕点C顺时针旋转得到线段,反比例函数的图象经过点B,请你求出反比例函数的解析式;
(3)【拓展延伸】创新小组受到勤奋小组的启发,结合抛物线的图象继续深入探究:如图3,一次函数的图象与y轴交于点A,与x轴交于点C,创新小组的同学发现在第一象限的抛物线的图象上存在一点P,连接,当时,请你和创新小组的同学一起求出点P的坐标.
【答案】(1)见解析;(2);(3)
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,待定系数法求函数解析式,解一元二次方程,一次函数与反比例函数的综合问题,一次函数与二次函数的综合,
(1)直接根据角角边证明三角形全等即可;
(2)先求出A,C坐标,再得出点B的坐标,再利用待定系数法求解即可;
(3)过点C作,且,过点B作轴,垂足为点E,连接交抛物线于点P,求出直线的解析式,再与二次函数解析式联立,解方程即可;
熟练掌握知识点是解题的关键.
【详解】(1)证明:∵,∴,
∵,∴,
∴
∵,,
∴
(2)∵,
∴当时,,当时,,,
∴,,
由(1)可知:,
∴,,
∴,点B的坐标为
把代入得:,解得,
∴反比例函数的解析式为:
(3)过点C作,且,过点B作轴,垂足为点E,连接交抛物线于点P,
∴,
由(2)可知,,
∴设直线的解析式为,
∴,∴,
∴
∴,
解得:,(不合题意,舍去)
当时,,
∴
4.(2025·山东济南·中考真题)一次函数的图象与反比例函数的图象交于点,与x轴交于点B,与y轴交于点C.
(1)求m,k的值.
(2)D为反比例函数图象上的一点且横坐标大于m.
①如图1,若点D的横坐标为4,连接,E为线段上一点,且,求点E的坐标;
②如图2,M为线段上一点,且,四边形是平行四边形,连接,若,求点D的坐标.
【答案】(1),
(2)①,②
【分析】(1)将点代入一次函数求得,结合点在反比例函数的图象上代入求得k;
(2)①过点A作轴交于点H,过点E作交于点M,过点D作交于点N,则,有,进一步求得点D的坐标,结合已知比例可求得和,以及,即可求得点E;
②根据一次函数求得点,即可知点,过点C作交于点P,过点P作轴于点K,过点A作轴于点G,则为等腰直角三角形,且,则,进一步判定点M与点K重合,由待定系数法求得直线的解析式,设点,结合平行四边形的性质求得点,代入反比例函数即可求得m,即可知点D.
【详解】(1)解:由题意可知,点在一次函数的图象上,则
,解得,
∵点在反比例函数的图象上,
∴,解得,
则,;
(2)解:①过点A作轴交于点H,过点E作交于点M,过点D作交于点N,如图,
则,
∴,
∴,
∴,
∵点D的横坐标为4,
∴点D的纵坐标为,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
则,解得,
∴,
∵,
∴,
∴,解得,
则,
那么,点;
②一次函数的图象与y轴交于点C,
令,则,
∴,
∵,
∴,
过点C作交于点P,过点P作轴于点K,过点A作轴于点G,如图,
则,
∵,
∴,
∵,
∴为等腰直角三角形,
∴,
则,
∵点,
∴,
∵,
∴点M与点K重合,,
∴点,
设直线的解析式为,则
,解得,
∴,
设点,
∵四边形是平行四边形,
∴,
则,
∵D为反比例函数图象上的一点,
∴,解得,或,
∵D的横坐标大于1,
∴,
∴,
故点.
【点睛】本题主要考查函数和三角形的结合,涉及一次函数与坐标轴的交点、平行线的性质、相似三角形的判定和性质、等腰直角三角形的判定和性质、全等三角形的判定和性质、平行四边形的性质和解一元二次方程,题目综合性较强,难度偏高,解题的关键是熟悉函数性质和平行四边形的性质.
5.(2025·河北唐山·二模)最值是数学中的常见问题,嘉嘉和淇淇利用所学知识研究如下最值问题.
(1)如图,在矩形中,,分别为和的中点,连接,为上的一动点.若,,则得最小值为_______.
(2)如图1,抛物线与x轴交于,两点,点的坐标为,与轴交于点.
①求抛物线的函数解析式.
②抛物线的对称轴为直线,P为直线上的一动点,求的最小值.
③如图2,为直线上的一点,连接,请直接写出的最小值.
【答案】(1)5
(2)①;②;③
【分析】(1)连接,交于点,由得到当点在和的交点上时,有最小值,利用勾股定理求解;
(2)①点,代入求解;
②连接,与交于点,根据点在抛物线的对称轴上,得到的值最小,最小值为的长,求出点的坐标,代入解析式求解;
③过点作直线,使得,过点作,交于点,过点作于点,利用解直角三角形的知识求出和,再利用解直角三角形的知识求解.
【详解】(1)解:连接,交于点,如下图
,,分别为和的中点,
当点在和的交点上时,有最小值,最小值为的长度.
,,
,
的最小值为:.
故答案为:.
(2)解:①将点,代入,
得
解得,
∴抛物线的函数解析式为.
②如图1,连接,与交于点.
∵点在抛物线的对称轴上,
∴,即此时的值最小,最小值为的长,
令,则,
解得或,
∴点,
则,
即的最小值为.
③.
如图2,过点作直线,使得,过点作,交于点,则点即为所求.
∵,
∴,
则.
过点作于点,
则.
∵,
则,.
在中,,
同理,可得.
在 中,,,
则,
∴,
则的最小值.
【点晴】本题考查了根据矩形的性质求线段的最小值,抛物线解析式求法,勾股定理,解直角三角形,理解相关知识是解答关键.
1.(2025·新疆昌吉·模拟预测)【问题初探】
(1)数学活动课上,李老师给出了一个问题:如图1,已知点,将点A绕点B顺时针旋转得到点C,求点C的坐标.
①如图2,小明的解题思路是:分别过点B和点C作了y轴、x轴的平行线,构造两个全等的直角三角形,将点A和点B的坐标转化为对应线段的长度.
②如图3,小红的解题思路是:过点B作了x轴的平行线,分别过点A,点C作了y轴的平行线,同样构造出了两个全等的直角三角形,也将点A和点B的坐标转化为对应线段的长度.
请你根据上述两名同学的分析写出点C的坐标____.
【类比分析】
(2)如图4,二次函数经过点,点,且与y轴交于点C,抛物线的对称轴与x轴交点为点D,点P为y轴正半轴上一动点,将点P绕点D顺时针旋转到对应点Q,若点Q恰好落在抛物线上,求此时点P的坐标.
【学以致用】
(3)如图5,在(2)的条件下,抛物线的顶点为点E,连接,在抛物线上有一点M,连接交线段于点N,,求点M的坐标.
【答案】(1)C的坐标为;(2)P坐标为;(3)M的坐标为.
【分析】(1)过点作轴于点,于点,过点作于点,于点,过点作于点,利用点的坐标得到,,,,利用全等三角形的判定与性质解答即可得出结论;
(2)利用待定系数法求得抛物线的解析式,利用配方法求得抛物线的对称轴,则点坐标可得,过点作轴,垂足为,连接,,利用(1)中的方法求得点坐标,再利用待定系数法解答即可;
(3)过点作交延长线于点,分别过点,作轴于点,轴于点,利用(2)中的方法解答即可得出结论.
【详解】解:(1)小明同学的解题思路:过点作轴于点,过点作于点,如图,
点,,
,,,
.
则,
,,
.
,
,,
,
点的坐标为;
选择小红同学的解题思路:过点作轴于点,于点,过点作于点,于点,过点作于点,如图,
点,,
,,,
.
则,
,,
.
在和中,
,
,
,,
,
点的坐标为.
故答案为:;
(2)二次函数,经过点,点,
,
解得:,
抛物线的解析式为.
,
抛物线的对称轴是直线.
,
.
过点作轴,垂足为,连接,,如图,
设的坐标为,则,
轴,
,
.
.
在和中,
,
,
,,
,
点的坐标为.
点恰好落在抛物线上,
,
解得:, (舍去).
点坐标为;
(3)过点作交延长线于点,分别过点,作轴于点,轴于点,如图,
则,
,,
.
,
点坐标为.
设直线的解析式为,
把,分别代入得:
,
解得:,
直线的解析式为.
设点的坐标为,则点的坐标为,
点的坐标为,
,,
,,
,
.
在和中,
,
,
,.
,
点的坐标为,
点在直线上,
,
解得:,
点的坐标为.
设直线的解析式为,
,
解得:,
直线的解析式为,
,
解得:,(舍去),
.
,
点的坐标为.
【点睛】本题主要考查了二次函数的图象与性质,待定系数法,二次函数图象上点的坐标的特征,一次函数的图象与性质,一次函数图象上点的坐标的特征,等腰直角三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,图形的旋转的性质,利用点的坐标表示出相应线段的长度是解题的关键.
2.(2025·广东中山·二模)在平面直角坐标系中,一次函数:的图象与轴交于点,与反比例函数:的图象交于,两点(点在点的右侧),过的中点作线段的垂线交轴于点,交轴于点,连接,,.
(1)如图1,当,点的坐标为时,求反比例函数的表达式和B点坐标;
(2)如图2,当,连接,时,求m的值;
(3)当时,若 ,求b的值.
【答案】(1),
(2)或
(3)或
【分析】(1)根据题意得到,两点坐标,运用待定系数法即可求解;
(2)根据题意得到,根据点在一次函数的图象上,在反比例函数的图象上,得到一次函数解析式为:,反比例函数解析式为,则,如图所示,过点作轴于点,根据,得坐标,可求出直线的解析式,则坐标可表示,根据三角形面积的计算即可求解;
(3)根据题意得到,则,,则点,,,设一次函数与轴交点,,直线的解析式为,即可知,根据两点之间距离的计算得到,,,,由 ,得到,由此列式求解即可.
【详解】(1)解:当时,一次函数解析式为,
,
点是的中点,且,
,
解得,
,
把点代入反比例函数解析式得,,
解得,,
反比例函数解析式为,
把点代入一次函数解析式得,,
解得,,
一次函数解析式为,
联立反比例函数、一次函数解析式得,,
解得,,,
;
(2)解:当时,同理,,
点是的中点,且,
点的横坐标为,纵坐标为,即,
点在一次函数的图象上,在反比例函数的图象上,
,,
解得,,,
一次函数解析式为:,反比例函数解析式为,
联立方程组得,
解得,,,
,
如图所示,过点作轴于点,
,,
,,,
,
,
,
,
,
设直线的解析式为,
,
解得,
直线的解析式为,
当时,,即,
,
,
整理得,,
,
解得,或,
或,
解得,或;
(3)解:当时,一次函数解析式为,
把点代入得,,
,则,
,则点,,
,
把点代入得,,
,
反比例函数解析式为,
,
解得,,,
,
当时,,即设一次函数与轴交点,
,
同理,,
,
,则,
设直线的解析式为,
,
解得,,
直线的解析式为,
当时,,即,
由勾股定理得:
,
,
,
,
,
,
,
整理得,,
,
当时,,
,,如图所示,
当时,,
,,如图所示,
若 ,的值为或.
【点睛】本题主要考查一次函数性质,反比例函数与几何图形的综合,待定系数法求解析式,相似三角形的判定和性质,解直角三角形,掌握相关知识是解决问题的关键.
3.(2025·四川绵阳·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,直线与轴交于点,与轴交于点,点在轴右侧的轴上,抛物线经过A,B,C三点,顶点为.
(1)求抛物线的解析式及点B,D的坐标;
(2)点在直线AC上运动,当的周长最小时,求点的坐标;
(3)探究在内部能否截出面积最大的矩形(顶点E,F,G,H在各边上)?若能,求出此时矩形在边上的顶点的坐标;若不能,请说明理由.
【答案】(1),.;
(2).
(3)能,边上的顶点的坐标为,或.
【分析】(1)求得点A,C坐标,利用待定系数法即可求得抛物线的解析式;利用抛物线的解析式令,解方程即可求得点B在横坐标;利用配方法即可求得点D的坐标;
(2)利用勾股定理及其逆定理得到,延长至点,使,连接,交直线于点P,利用轴对称的性质可得,B关于直线对称,此时的周长最小,过点作轴于点E,利用三角形的中位线定理得到点坐标,利用待定系数法求得直线的解析式为,再与直线联立即可求得点P坐标;
(3)利用分类讨论的思想方法分两种情况讨论解答:①设与交于点K,设,利用矩形的性质,相似三角形的判定与性质求得其面积,利用二次函数的性质得到当时,矩形的面积取得最大值为,再利用三角形的中位线定理解答即可;②顶点E,F,G,H在各边上,H与点C重合,设,利用矩形的性质,相似三角形的判定与性质求得据的面积,利用二次函数的性质得到当时,矩形的面积取得最大值为,再利用三角形的中位线定理解答即可.
【详解】(1)解:中,
令,则,
∴,
令,则,
∴,
∴,
∵抛物线经过A,B,C三点,
∴,
∴,
∴抛物线的解析式为.
令,则,
∴,或,
∴.
∵
∴顶点;
(2)∵,,,
∴,
∴,,,
∵,
∴,
∴,
延长至点,使,连接,交直线于点P,如图,
则,B关于直线对称,此时的周长最小,
过点作轴于点E,
∵轴,轴,
∴ ,
∵,
∴为的中位线,
∴,
∴,
设直线的解析式为,
∴,
∴,
∴直线的解析式为,
∴,
∴,
∴.
(3)在内部能截出面积最大的矩形(顶点E,F,G,H在各边上),此时矩形在边上的顶点的坐标为,或.
①如图,顶点E,F,G,H在各边上,设与交于点K,
设,
∵四边形为矩形,,
∴四边形,为矩形,,
∴,
∵
∴,
∴,
∴,
∴,
∴矩形的面积
∵,
∴当时,矩形EFGH的面积取得最大值为.
∴,
∵,
∴H为的中点,
∴.
同理,点G为的中点,
∴.
②如图,顶点E,F,G,H在各边上,H与点C重合,
设,
∵四边形为矩形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴矩形的面积
∵,
∴当时,矩形的面积取得最大值为.
∴,
∴点G为的中点,
∵,
∴为的中位线,
∴
∴,
∴.
综上,在内部能截出面积最大的矩形(顶点E,F,G,H在各边上),此时矩形在边上的顶点的坐标为,或.
【点睛】本题主要考查了二次函数的图象与性质,待定系数法,配方法,抛物线上点的坐标的特征,一次函数的图象与性质,一次函数图象上点的坐标的特征,轴对称的性质,分类讨论的思想方法,矩形的性质,直角三角形的判定与性质,相似三角形的判定与性质,利用点的坐标表示出相应线段的长度是解题的关键.
4.(2025·江苏苏州·中考真题)如图,二次函数的图像与x轴交于两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,作直线为二次函数图像上两点.
(1)求直线对应函数的表达式;
(2)试判断是否存在实数m使得.若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
(3)已知P是二次函数图像上一点(不与点重合),且点P的横坐标为,作.若直线与线段分别交于点,且与的面积的比为,请直接写出所有满足条件的m的值.
【答案】(1)
(2)不存在,理由见解析
(3)或
【分析】本题考查二次函数与一次函数综合,涉及求直线表达式、函数值计算及三角形相似与面积比应用,解题关键是利用函数性质、坐标关系及相似三角形性质建立等式求解 .
(1)先通过二次函数与坐标轴交点的求法,确定、坐标,再用待定系数法,将两点坐标代入设好的一次函数表达式,求解出直线的函数表达式.
(2)先根据二次函数表达式,分别写出、两点的函数值、,进而得出的表达式,再通过配方或判别式判断是否存在实数使等式成立.
(3)通过作辅助线构造平行关系,利用二次函数求出点坐标,结合坐标关系得出角的度数,推出,进而得到三角形相似,根据面积比与相似比的关系建立等式,求解出的值.
【详解】(1)解:∵二次函数的图像与x轴交于两点,
∴令,则,
点C的坐标为.
令,则.
解得,或,
∴点B的坐标为.
设直线对应函数的表达式为,由题意,得
解得
直线对应函数的表达式为.
(2)不存在实数m使得,理由如下:
方法一:为二次函数图像上两点,
,
.
.
配方,得.
∴当时,有最大值为.
,
∴不存在实数m使得.
方法二:由方法一,得.
当时,,即.
,
∴方程没有实数根.
不存在实数m使得.
(3),或.解答如下:
如图,作轴,交x轴于点H,交于点,
作,垂足为Q,作轴,交于点,则.
当时,.
点P的坐标为.
点N的坐标为,
点Q的坐标为,点H的坐标为,
点的坐标为.
,
.
,
.
.
,即.
.
,即.
点M的坐标为,
点的坐标为.
,即.
解得或.
5.(2025·山东威海·中考真题)已知抛物线交x轴于点,点B,交y轴于点C.点C向右平移2个单位长度,得到点D,点D在抛物线上.点E为抛物线的顶点.
(1)求抛物线的表达式及顶点E的坐标;
(2)连接,点M是线段上一动点,连接,作射线.
①在射线上取一点F,使,连接.当的值最小时,求点M的坐标;
②点N是射线上一动点,且满足.作射线,在射线上取一点G,使.连接,.求的最小值;
(3)点P在抛物线的对称轴上,若,则点P的坐标为___________.
【答案】(1),
(2)①;②
(3)或
【分析】(1)令,则,得到,根据平移得到,进而根据抛物线过点,,运用待定系数法即可求出抛物线的解析式为.将解析式化为顶点式,即可得到顶点E的坐标;
(2)①当点O,M,F三点共线时,为最小值.对于抛物线,令,求出,进而可得直线的解析式为.由点F在射线CD上,,得到,从而可得直线的解析式为.解方程组即可解答;
②由,,得到是等腰直角三角形,从而.连接,,由两点间距离公式可得,,从而,即可得到是等腰直角三角形,因此,从而证得,得到,进而有.证明,根据勾股定理求出,即可解答.
(3)分两种情况:①当点P在x轴上方时,取点,连接,得到是等腰直角三角形,,即可推出.过点A作于点K,设对称轴与x轴的交点为Q,则,从而,得到.根据的面积求得,进而在中,,把相关数据代入,即可求得,从而.②当点P在x轴下方时,由对称性可得.即可解答.
【详解】(1)解:对于抛物线,令,则,
∴,
∵点C向右平移2个单位长度,得到点D,
∴,
∵抛物线过点,,
∴,解得,
∴抛物线的解析式为.
∵,
∴抛物线的顶点E的坐标为.
(2)解:①如图,当点O,M,F三点共线时,为最小值.
对于抛物线,令,则,
解得,,
∴,
设过点,的直线解析式为,
则,解得,
∴直线的解析式为,
∵,
∴,
∵点F在射线上,,,
∴,
∴由点,可得直线的解析式为,
解方程组得,
∴当的值最小时,点M的坐标为;
②∵,,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴.
连接,,
∵,,,
∴,,,
∴,,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴.
∵,,
∴轴,即,
∴,
∴.
∵,,
∴在中,,
∴,
即的最小值为.
(3)解:①当点P在x轴上方时,
取点,连接,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,即,
∵,
∴.
过点A作于点K,设对称轴与x轴的交点为Q,
∴,
∴,
∴.
∵,,,
∴,,
∵,
即,
∴,
∴在中,,
∵对称轴为直线,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
②当点P在x轴下方时,由对称性可得.
综上所述,点P的坐标为或.
故答案为:或.
【点睛】本题考查待定系数法求解析式,二次函数的图象及性质,勾股定理及其逆定理,全等三角形的判定及性质,相似三角形的判定及性质,两点间的距离公式,两点之间线段最短等,综合运用相关知识是解题的关键.
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