内容正文:
命题点 二次函数中的角度问题
【核心母题】如图,抛物线y=−x2+2x+3与x轴相交于A,B两点,与y轴交于C.已知直线y=3x+9与x,y轴分别相交于点D,E.设直线BC与l相交于点F。问在第三象限内的抛物线上是否存在点P,使得∠PBF=∠DFB?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由;
【解题启发】初中阶段,证明2个角相等的方法有哪些?
2
1. 通过一题多解探究,掌握二次函数等角问题的五种解法:平行、等腰、全等/ 相似、对称、三角函数。
2. 通过对比分析,明确五种方法的思路与适用场景。
3. 通过总结归纳,提升几何条件转化为代数关系的能力,形成等角问题的解题模型。
3
平行:两直线平行,同位角/内错角相等
1
3
2
角平分线:角平分线分得的两个角相等
1
2
等腰三角形:等边对等角
2
1
全等(相似):对应角相等
1
2
三角函数:若两个锐角的三角函数值相等,则两角相等
1
2
圆周角定理:同圆/等圆中,同弧/等弧所对的圆周角相等
1
2
【母题变式1】抛物线上是否存在点P,使得∠PCB=∠CBO?
类型一:平行线型等角
P
识图—图形特征:
画角:
分析:
CP与x轴平行⟹ C,P纵坐标相同
平行
等角顶点不同时,利用公共边+平行线构造等角
过点C作CP∥x轴交抛物线与点P,此时∠PCB=∠CBO
∵y=−x2+2x+3与y轴交于C
∴C(0,3)
∵CP∥x轴
∴yp=yc=3
∴=
∴xp=2
∴P(2,3)
x轴:纵坐标相同
y轴:横坐标相同
一般直线:k相同
(-1,0)
(3,0)
(0,3)
【母题变式2】问抛物线上是否存在点P,使得∠PAC=∠ACO?
类型二:等腰三角形型等角
P
D
识图—图形特征:
画角:
分析:
等角对等边⟹ AD=CD
等腰三角形
等角顶点不同时,利用公共边+中垂线构造等角
①设D坐标根据距离公式求解 ②在Rt△ADO中勾股定理
(-1,0)
(3,0)
(0,3)
【跟踪训练】如图,抛物线y=−x2+x+4与x轴相交于A(-2,0),B(8,0)两点,与y轴交于C。问抛物线上是否存在点P,使得∠PCB=∠CBO?
根据题意画出对应的角,注意画角需要分类讨论,顺时针与逆时针两种情况。
P1
D
P2
过点C作CP1∥x轴交抛物线与点P1
此时∠PCB=∠CBO
∵y=−x2+x+4与y轴交于C
∴C(0,4)
∵CP∥x轴
∴=yc=4
∴=
∴xp=6
∴P1(6,4)
作∠P2CB=∠CBO,交x轴于点D
∴CD=BD
设OD=x,则CD=BD=8-x
∵∠DOC=90°
∴CD2=OD2+CO2
∴x=3
∴D(3,0)
∴=-+4
y=−x2+x+4
=-+4
∴P2(,)
综上所述:
P1(6,4)
P2(,)
【母题变式3】抛物线上有点P(2,3)使得∠PCB=∠CBO,问抛物线上是否存在点Q,使得∠CBQ=∠PBC?
类型四:全等三角形型等角
P
D
Q
作∠CBQ=∠PBC交y轴于D
∵B(3,0),C(0,3)
∴OB=OC
∴∠CBO=∠BCO=45°
∵∠PCB=∠CBO
∴∠PCB=∠BCO
又∵CB=CB
∴CDBCPB(ASA)
∴CQ=CP=2
∴D(0,1)
∴=-+1
=-+1
y=−x2+2x+3
∴x=- ,x=3(舍)
∴Q(- ,- )
识图—图形特征:
画角:
分析:
∆CDB≌∆CPB⟹ CP=CD
全等三角形
构造全等三角形得等角,进而得到边长相等
(-1,0)
(3,0)
(0,3)
类型三:对称型等角
P
P1
Q
【母题变式3】抛物线上有点P(2,3)使得∠PCB=∠CBO,问抛物线上是否存在点Q,使得∠CBQ=∠PBC?
对称轴是对应点所连线段的中垂线
F
识图—图形特征:
定角:
分析:
BQ与BP关于CB对称⟹ 寻找P的对称点
对称
等角顶点相同时,以公共边为对称轴作对称点
垂直:k1·k2=-1
平分:中点公式
(-1,0)
(3,0)
(0,3)
【母题变式4】问抛物线上是否存在点P,使得∠PBA=∠CAO?
类型五: 三角函数型等角
D
E
P1
y=−x2+2x+3
=-3x+9
∴x=2,x=3(舍)
∴P1(2,3)
∵D、E关于x轴对称
∴E(0,-9)
∴=3x-9
∵∠P1BA=∠CAO
∴tan∠P1BA=tan∠CAO
∴==3
∵OD=9
∴D(0,9)
∴
y=−x2+2x+3
=3x-9
∴x=-4,x=3(舍)
∴P2(-4,-21)
综上所述:
P1(2,3),P2(-4,-21)
识图—图形特征:
定角:
分析:
∠PBA=∠CAO⟹ 三角函数值相同
三角函数/相似三角形
利用等角三角函数得到边长比例进而求解点坐标
(-1,0)
(3,0)
(0,3)
【问题解决】如图,抛物线y=−x2+2x+3与x轴相交于A,B两点,与y轴交于C.已知直线y=3x+9与x,y轴分别相交于点D,E.设直线BC与l相交于点F。问在第三象限内的抛物线上是否存在点P,使得∠PBF=∠DFB?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由;
P
方法一
方法二
方法三
你有几种做法?
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【问题解决】如图,抛物线y=−x2+2x+3与x轴相交于A,B两点,与y轴交于C.已知直线y=3x+9与x,y轴分别相交于点D,E.设直线BC与l相交于点F。问在第三象限内的抛物线上是否存在点P,使得∠PBF=∠DFB?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由;
P
方法一
方法二
方法三
三角函数
易证△COB是等腰直角三角形
∠ECF=∠OCB=∠CBO=45°
∠DEC=∠OBP
tan∠DEC=tan∠OBP=
Q
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【问题解决】如图,抛物线y=−x2+2x+3与x轴相交于A,B两点,与y轴交于C.已知直线y=3x+9与x,y轴分别相交于点D,E.设直线BC与l相交于点F。问在第三象限内的抛物线上是否存在点P,使得∠PBF=∠DFB?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由;
P
方法一
方法二
方法三
构造相似
易证△COB是等腰直角三角形
∠BCO=∠FBD
△FDB∽△BPC
M
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【问题解决】如图,抛物线y=−x2+2x+3与x轴相交于A,B两点,与y轴交于C.已知直线y=3x+9与x,y轴分别相交于点D,E.设直线BC与l相交于点F。问在第三象限内的抛物线上是否存在点P,使得∠PBF=∠DFB?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由;
P
方法一
方法二
方法三
等腰三角形
M
N
等腰三角形三线合一
N是FB中点、MN⊥FB
N点坐标 kMN
直线MN解析式 y=3x+9
B y=−x2+2x+3
M点坐标 直线BM解析式
P点
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【问题解决】如图,抛物线y=−x2+2x+3与x轴相交于A,B两点,与y轴交于C.已知直线y=3x+9与x,y轴分别相交于点D,E.设直线BC与l相交于点F。问在第三象限内的抛物线上是否存在点P,使得∠PBF=∠DFB?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由;
P
方法一
方法二
方法三
三角函数
Q
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平行
角平分线
等腰三角形
全等(相似)
三角函数
平行线型:
内错角、同位角→ 作平行线
x轴:纵坐标相同
y轴:横坐标相同
一般直线:k相同
对称型:
关于x 轴/y轴/直线对称→ 找对称点
垂直:k1·k2=-1
平分:中点公式
等腰三角形型:
等角对等边→距离相等
距离公式
全等/相似型:
两角相等→原题中有已知或易表示的线段长度或线段长度比例时→全等/相似三角形
三角函数型:
等角→构建直角三角形→三角函数值相等
tan=tan
E
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