内容正文:
专题三 代数几何
【中考二轮复习专题】
专题 代数几何综合
01
考前概览
02
方法点拨
03
重点题型
典例精讲.通性通法.
变式训练
目录
图片替换区
代几综合题是初中数学中覆盖面最广、综合性最强的题型.近几年的中考压轴题多以代几综合题的形式出现.
解代几综合题一般可分为“认真审题、理解题意;探求解题思路;正确解答”三个步骤,解代几综合题必须要有科学的分析问题的方法.数学思想是解代几综合题的灵魂,要善于挖掘代几综合题中所隐含的重要的转化思想、数形结合思想、分类讨论的思想、方程(不等式)的思想等,把实际问题转化为数学问题,建立数学模型,这是学习解代几综合题的关键.
考前概览
3
方程与几何综合问题是中考试题中常见的中档题,主要以一元二次方程根的判别式、根与系数的关系为背景,结合代数式的恒等变形、解方程(组)、解不等式(组)、函数等知识.其基本形式有:求代数式的值、求参数的值或取值范围、与方程有关的代数式的证明.
函数型综合题主要有:几何与函数结合型、坐标与几何、方程与函数结合型问题,是各地中考试题中的热点题型.主要是以函数为主线,建立函数的图象,结合函数的性质、方程等解题.解题时要注意函数的图象信息与方程的代数信息的相互转化.
方法点拨
几何综合题考查知识点多、条件隐晦,要求学生有较强的理解能力,分析能力,解决问题的能力,对数学知识、数学方法有较强的驾驭能力,并有较强的创新意识与创新能力.常以图形相似与圆的知识为考查重点,并贯穿其他几何、代数、三角函数等知识,以证明、计算等题型出现.
解几何综合题应注意以下几点:
(1) 注意数形结合,多角度、全方位观察图形,挖掘隐含条件,寻找数量关系和相等关系;
(2) 注意推理和计算相结合,力求解题过程的规范化;
(3) 注意掌握常规的证题思路,常规的辅助线作法;
(4) 注意灵活地运用数学的思想和方法.
方法点拨
例1 如图,Rt△ABC中,∠C=90°,BC=8cm,AC=6cm.点P从B出发沿BA向A运动,速度为每秒1cm,点E是点B以P为对称中心的对称点,点P运动的同时,点Q从A出发沿AC向C运动,速度为每秒2cm,当点Q到达顶点C时,P,Q同时停止运动,设P,Q两点运动时间为t秒.
(1)当t为何值时,PQ∥BC?
(2)设四边形PQCB的面积为y,求y关于t的函数关系式;
(3)四边形PQCB面积能否是△ABC面积的?若能,求出
此时t的值;若不能,请说明理由;
(4)当t为何值时,△AEQ为等腰三角形?(直接写出结果)
B
P
E
A
C
Q
类型一 方程与几何的综合
重点题型
(1)当t为何值时,PQ∥BC?
点拨:先在Rt△ABC中,由勾股定理求出AB=10,再由BP=t,AQ=2t,得出AP=10﹣t,然后由PQ∥BC,根据平行线分线段成比例定理,列出比例式,求解即可;
解:(1)Rt△ABC中,∵∠C=90°,BC=8cm,AC=6cm,
∴AB=10cm.∵BP=t,AQ=2t,
∴AP=AB﹣BP=10﹣t.∵PQ∥BC,
∴ ∴ ,解得
∴当t为时,PQ∥BC.
B
P
E
A
C
Q
类型一 方程与几何的综合
重点题型
(2)设四边形PQCB的面积为y,求y关于t的函数关系式;
点拨:正确把四边形PQCB表示出来,即可得出y关于t的函数关系式;
解:
∵S四边形PQCB=S△ACB﹣S△APQ=
∴
即y关于t的函数关系式
B
P
E
A
C
Q
类型一 方程与几何的综合
重点题型
(3)四边形PQCB面积能否是△ABC面积的?若能,求出此时t的值;若不能,请说明理由;
点拨:根据四边形PQCB面积是△ABC面积的,列出方程,解方程即可;
解:四边形PQCB面积能是△ABC面积的,理由如下:
由题意,得
整理,得t2﹣10t+12=0,
解得,(不合题意舍去).
故四边形PQCB面积能是△ABC面积的,此时t的值为.
B
P
E
A
C
Q
类型一 方程与几何的综合
重点题型
(4)当t为何值时,△AEQ为等腰三角形?(直接写出结果)
点拨:△AEQ为等腰三角形时,分三种情况讨论:①AE=AQ;
②EA=EQ;③QA=QE,每一种情况都可以列出关于t的方程,
解方程即可.
解:(4)△AEQ为等腰三角形时,分三种情况讨论:
①如果AE=AQ,那么10﹣2t=2t,解得t=;
②如果EA=EQ,那么(10﹣2t)×解得
③如果QA=QE,那么2t×=5-t,解得
故当t为时,△AEQ为等腰三角形.
类型一 方程与几何的综合
重点题型
总结:本题考查了勾股定理,等腰三角形的判定等,综合性较强,难度适中.解答此题时要注意分类讨论,不要漏解;其次运用方程思想是解题的关键.
类型一 方程与几何的综合
重点题型
类型一 方程与几何的综合
变式:如图1,在菱形ABCD中,AB=6,tan∠ABC=2,点E从点D出发,以每秒1个单位长度的速度沿着射线DA的方向匀速运动,设运动时间为t(秒),将线段CE绕点C顺时针旋转一个角α(α=∠BCD),得到对应线段CF.
(1)求证:BE=DF;
(2)当t=____秒时,DF的长度
有最小值,最小值等于____;
(3)如图2,连接BD、EF、BD交EC、EF于点P、Q,当t为何值时,△EPQ是直角三角形?
图1 图2
重点题型
解:(1)∵∠ECF=∠BCD,即∠BCE+∠DCE=∠DCF+∠DCE,
∴∠DCF=∠BCE,
∵四边形ABCD是菱形,∴DC=BC,
在△DCF和△BCE中,
(1)求证:BE=DF;
∴△DCF≌△BCE(SAS),
∴DF=BE.
类型一 方程与几何的综合
重点题型
(2)当t=____秒时,DF的长度有最小值,最小值等于____;
解:如图1,当点E运动至点E′时,DF=BE′,此时DF最小,
在Rt△ABE′中,AB=,
tan∠ABC=tan∠BAE′=2,
∴设AE′=x,则BE′=2x,
∴AB=x=
则AE′=6
∴DE′=即t=有最小值DF=BE′=12.
类型一 方程与几何的综合
E′
重点题型
(3)如图2,连接BD、EF、BD交EC、EF于点P、Q,当t为何值时,△EPQ是直角三角形?
解:∵CE=CF,∴∠CEQ<90°,
①当∠EQP=90°时,如图2①,
∵∠ECF=∠BCD,BC=DC,EC=FC,
∴∠CBD=∠CEF,
∵∠BPC=∠EPQ,∴∠BCP=∠EQP=90°,
∵AB=CD=,tan∠ABC=tan∠ADC=2,
∴DE=6,∴t=6秒;
类型一 方程与几何的综合
图2 ①
重点题型
解:当∠EPQ=90°时,如图2②,
∵菱形ABCD的对角线AC⊥BD,
∴EC与AC重合,
∴DE=,
∴t=秒.
类型一 方程与几何的综合
(3)如图2,连接BD、EF、BD交EC、EF于点P、Q,当t为何值时,△EPQ是直角三角形?
B
F
D
A(E)
图2 ②
重点题型
类型二 函数与几何的综合
例2 如图,在平面直角坐标系中,点P从原点O出发,沿x轴向右以每秒1个单位长的速度运动t(t>0)秒,抛物线y=x2+bx+c经过点O和点P.已知矩形ABCD的三个顶点为A(1,0)、B(1,-5)、D(4,0).
(1)求c、b(可以用含t的代数式表示);
(2)当t>1时,抛物线与线段AB交于点M.在点P的
运动过程中,你认为∠AMP的大小是否会变化?
若变化,说明理由;若不变,求出∠AMP的值.
(3)在矩形ABCD的内部(不含边界),把横、纵坐标都是整数的点称为“好点”.若抛物线将这些“好点”分成数量相等的两部分,请直接写出t的取值范围.
重点题型
解:(1)把x=0,y=0代入y=x2+bx+c,
得c=0,
再把x=t,y=0代入y=x2+bx,
得t2+bt=0,
∵t>0,
∴b=-t;
(1)求c、b(可以用含t的代数式表示);
点拨:由抛物线y=x2+bx+c经过点O和点P,将点O与P的坐标代入方程即可求得c,b;
类型二 函数与几何的综合
重点题型
(2)当t>1时,抛物线与线段AB交于点M.在点P的运动过程中,你认为∠AMP的大小是否会变化?若变化,说明理由;若不变,求出∠AMP的值;
解:(2)不变.
∵抛物线的解析式为:y=x2-tx,且M的横坐标为1,
∴当x=1时,y=1-t,∴M(1,1-t),
∴AM=|1-t|=t-1,∵OP=t,∴AP=t-1,
∴AM=AP,∵∠PAM=90°,∴∠AMP=45°.
点拨:当x=1时,y=1-t,求得M的坐标,则可求得∠AMP的度数;
类型二 函数与几何的综合
重点题型
(3)在矩形ABCD的内部(不含边界),把横、纵坐标都是整数的点称为“好点”.若抛物线将这些“好点”分成数量相等的两部分,请直接写出t的取值范围.
解:①左边4个好点在抛物线上方,右边4个好点在抛物线下方:无解;
②左边3个好点在抛物线上方,右边3个好点在抛物线下方:
则有-4<y2<-3,-2<y3<-1,
即-4<4-2t<-3,-2<9-3t<-1,解得;
③左边2个好点在抛物线上方,右边2个好点在抛物线下方:无解;
④左边1个好点在抛物线上方,右边1个好点在抛物线下方:无解;
⑤左边0个好点在抛物线上方,右边0个好点在抛物线下方:无解;
综上所述,t的取值范围是:
类型二 函数与几何的综合
重点题型
总结:考查了二次函数与点的关系.此题综合性很强,难度适中,解题的关键是注意数形结合与方程思想的应用.
类型二 函数与几何的综合
重点题型
例3 如图,在平面直角坐标系中,已知点A(-2,-4),OB=2,抛物线y=ax2+bx+c经过点A、O、B三点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)若点M是抛物线对称轴上一点,
试求AM+OM的最小值;
(3)在此抛物线上,是否存在点P,使得以点P与点O、A、B为顶点的四边形是梯形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.
类型三 动态几何中的函数问题
重点题型
(1)求抛物线的函数表达式;
点拨:(1)把A、B、O的坐标代入到y=ax2+bx+c得到方程组,求出方程组的解即可;
解:(1)由OB=2,可知B(2,0),
将A(-2,-4),B(2,0),O(0,0)三点坐标代入抛物线y=ax2+bx+c,得
解得:
∴抛物线的函数表达式为
类型三 动态几何中的函数问题
重点题型
(2)若点M是抛物线对称轴上一点,试求AM+OM的最小值;
点拨:根据对称求出点O关于对称轴的对称点B,连接AB,根据勾股定理求出AB的长,就可得到AM+OM的最小值.
抛物线的对称轴为直线x=1,且对称轴x=1是线段OB的
垂直平分线,连接AB交直线x=1于点M,M点即为所求.
∴MO=MB,则MO+MA=MA+MB=AB,
作AC⊥x轴,垂足为C,则|AC|=4,|BC|=4,
∴AB=,即MO+MA的最小值为.
解: 可得,
类型三 动态几何中的函数问题
重点题型
(3)在此抛物线上,是否存在点P,使得以点P与点O、A、B为顶点的四边形是梯形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.
点拨:①若OB∥AP,根据点A与点P关于直线x=1对称,由A(-2,-4),得出P的坐标;
解:①如图1,若OB∥AP,
此时点A与点P关于直线x=1对称,
由A(-2,-4),得P(4,-4),
则得梯形OAPB.
类型三 动态几何中的函数问题
重点题型
点拨:②若OA∥BP,设直线OA的表达式为y=kx,设直线BP的表达式为y=2x+m,由B(2,0)求出直线BP的表达式为y=2x-4,得到方程组,求出方程组的解即可;
解:②如图2,若OA∥BP,
设直线OA的表达式为y=kx,由A(-2,-4)得,y=2x.
设直线BP的表达式为y=2x+m,
由B(2,0)得,0=4+m,即m=-4,
∴直线BP的表达式为y=2x-4.
类型三 动态几何中的函数问题
(3)在此抛物线上,是否存在点P,使得以点P与点O、A、B为顶点的四边形是梯形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.
重点题型
解:②由
解得x1=-4,x2=2(不合题意,舍去),
当x=-4时,y=-12,
∴点P(-4,-12),则得梯形OAPB.
类型三 动态几何中的函数问题
(3)在此抛物线上,是否存在点P,使得以点P与点O、A、B为顶点的四边形是梯形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.
点拨:②若OA∥BP,设直线OA的表达式为y=kx,设直线BP的表达式为y=2x+m,由B(2,0)求出直线BP的表达式为y=2x-4,得到方程组,求出方程组的解即可;
重点题型
点拨:③若AB∥OP,设直线AB的表达式为y=kx+m,求出直线AB,得到方程组求出方程组的解即可.
解:③如图3,若AB∥OP,设直线AB的表达式为y=kx+m,
则 解得
∴AB的表达式为y=x-2.
∵AB∥OP,
∴直线OP的表达式为y=x.
类型三 动态几何中的函数问题
(3)在此抛物线上,是否存在点P,使得以点P与点O、A、B为顶点的四边形是梯形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.
重点题型
解:
由,解得x=0,(不合题意,舍去)
此时点P不存在.
综上所述,存在两点P(4,-4)或P(-4,-12),使得
以点P与点O、A、B为顶点的四边形是梯形.
点拨:③若AB∥OP,设直线AB的表达式为y=kx+m,求出直线AB,得到方程组求出方程组的解即可.
类型三 动态几何中的函数问题
(3)在此抛物线上,是否存在点P,使得以点P与点O、A、B为顶点的四边形是梯形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.
重点题型
总结:本题主要考查对梯形,解二元二次方程组,解一元二次方程,二次函数的性质,用待定系数法求一次函数的解析式等知识点的理解和掌握,综合运用性质进行计算是解此题的关键.
类型三 动态几何中的函数问题
重点题型
变式:如图,在平面直角坐标系xOy中,已知二次函数
的图象与y轴交于C(0,3),与x轴交于A、B两点,点B的坐标为(-3,0).
(1)求二次函数的解析式及顶点D的坐标;
(2)点P是第二象限内抛物线上的一动点,
问:点P在何处时△CPB的面积最大?最大
面积是多少?并求出此时点P的坐标.
类型三 动态几何中的函数问题
重点题型
(1)求二次函数的解析式及顶点D的坐标;
解:(1)由题意,得:
解得:
所以,二次函数的解析式为: ,
顶点D的坐标为(-1,4).
类型三 动态几何中的函数问题
重点题型
(2)点P是第二象限内抛物线上的一动点,问:点P在何处时△CPB的面积最大?最大面积是多少?并求出此时点P的坐标.
∴
解:如图,连接OP,设P点的坐标为(m,n)
∵点P在抛物线上,∴
∵ ,∴当 , 的面积有最大值
∴当点P的坐标为 ,
△CPB的面积有最大值,且最大值为
类型三 动态几何中的函数问题
重点题型
例4 如图所示,以矩形OABC的顶点O为原点,OA所在的直线为x轴,OC所在的直线为y轴,建立平面直角坐标系.已知OA=3,OC=2,点E是AB的中点,在OA上取一点D,将△BDA沿BD翻折,使点A落在BC边上的点F处.
(1)直接写出点E、F的坐标;
(2)设顶点为F的抛物线交y轴正半轴于点P,
且以点E、F、P为顶点的三角形是等腰三角形,
求该抛物线的解析式;
(3)在x轴、y轴上是否分别存在点M、N,使得四边形MNFE的周长最小?如果存在,求出周长的最小值;如果不存在,请说明理由.
类型四 直角坐标系中的几何问题
重点题型
(1)直接写出点E、F的坐标;
点拨:(1)由轴对称的性质,可知∠FBD=∠ABD,FB=AB,可得四边形ABFD是正方形,则可求点E、F的坐标;
解:(1)由轴对称的性质,∠FBD=∠ABD,FB=AB,
所以四边形ABFD是正方形,
由OA=3,OC=2,点E是AB的中点
所以DF=AB=2,AE=1
所以E(3,1);F(1,2).
类型四 直角坐标系中的几何问题
重点题型
(2)设顶点为F的抛物线交y轴正半轴于点P,且以点E、F、P为顶点的三角形是等腰三角形,求该抛物线的解析式;
点拨:已知抛物线的顶点,则可用顶点式设抛物线的解析式. 因为以点E、F、P为顶点的等腰三角形没有给明顶角的顶点,而顶角和底边都是唯一的,所以要抓住谁是顶角的顶点进行分类,可分别以E、F、P为顶角顶点;
解:连接EF,在Rt△EBF中,∠B=90°,
∴EF=
设点P的坐标为(0,n),n>0,
∵顶点F(1,2),
∴设抛物线的解析式为y=a(x-1)2+2(a≠0).
类型四 直角坐标系中的几何问题
重点题型
解:①如图1,当EF=PF时,EF2=PF2,
∴12+(n-2)2=5,
解得n1=0(舍去),n2=4.
∴P(0,4),
∴4=a(0-1)2+2,解得a=2,
∴抛物线的解析式为y=2(x-1)2+2.
类型四 直角坐标系中的几何问题
(2)设顶点为F的抛物线交y轴正半轴于点P,且以点E、F、P为顶点的三角形是等腰三角形,求该抛物线的解析式;
y
重点题型
解:②如图2,当EP=FP时,EP2=FP2,
∴(2-n)2+1=(1-n)2+9,
解得(舍去)
③当EP=FP时,EP=<3,这种情况不存在.
综上所述,符合条件的抛物线为y=2(x-1)2+2.
类型四 直角坐标系中的几何问题
(2)设顶点为F的抛物线交y轴正半轴于点P,且以点E、F、P为顶点的三角形是等腰三角形,求该抛物线的解析式;
重点题型
例4 如图所示,以矩形OABC的顶点O为原点,OA所在的直线为x轴,OC所在的直线为y轴,建立平面直角坐标系.已知OA=3,OC=2,点E是AB的中点,在OA上取一点D,将△BDA沿BD翻折,使点A落在BC边上的点F处.
(3)在x轴、y轴上是否分别存在点M、N,使得四边形MNFE的周长最小?如果存在,求出周长的最小值;如果不存在,请说明理由.
点拨:求周长的最小值需转化为利用轴对称的性质求解.
类型四 直角坐标系中的几何问题
重点题型
解:(3)存在点M、N,使得四边形MNFE的周长最小.
如图3,作点E关于x轴的对称点E′,作点F关于y轴的对称点F′,连接E′F′,分别与x轴、y轴交于点M、N,则点M、N就是所求. 连接NF、ME.
∴E′(3,-1)、F′(-1,2),NF=NF′,ME=ME′.
∴BF′=4,BE′=3.
∴FN+NM+ME=F′N+NM+ME′=F′E′=.
又∵EF=,
∴FN+MN+ME+EF=5+,此时四边形MNFE的周长最小值为5+.
类型四 直角坐标系中的几何问题
重点题型
总结:本题考查了平面直角坐标系、等腰直角三角形、抛物线解析式的求法、利用轴对称求最短距离以及数形结合、分类讨论等数学思想.
类型四 直角坐标系中的几何问题
重点题型
$