内容正文:
二次函数中的相似问题、角度问题复习讲义
二次函数中的相似问题、角度问题复习讲义
考点目录
二次函数中的相似问题
二次函数中的角度问题
知识点解析
考点一 二次函数中的相似问题
一、知识点
1. 相似判定:常用AA两角对应相等、两边成比例且夹角相等。
1. 核心载体:抛物线与直线交点、顶点、坐标轴上定点、动点构成三角形。
1. 关键工具:斜率相等→角相等、坐标求边长、勾股定理算线段长、直角三角形相似。
1. 分类情况:定点与动点构成三角形,常分类讨论对应顶点。
二、解题原理
1. 把抛物线上点坐标化,用坐标表示边长和倾斜角;
1. 利用斜率、几何角度关系找等角,满足相似判定条件;
1. 相似对应边成比例,转化为坐标方程求解参数、动点坐标。
三、解题思路
1. 设二次函数解析式、设动点坐标;
1. 求出相关定点、交点、顶点坐标;
1. 用坐标计算线段长度或利用斜率找相等角;
1. 按相似顶点对应关系分类,列比例方程;
1. 解方程求出参数或动点坐标,检验合理性。
考点二 二次函数中的角度问题
一、知识点
1. 常见题型:角度相等、角度为定值、直角、45°角、角度倍数关系、角度最值。
1. 常用工具:斜率与倾斜角、两直线夹角公式、等腰/直角三角形性质、三角函数、构造一线三等角、翻折对称。
1. 特殊角:直角、45°、60°常通过构造等腰直角、等边三角形求解。
二、解题原理
1. 平面内角度关系可转化为直线斜率关系、向量夹角、三角形边角关系;
1. 把几何角度条件,转化为坐标、斜率、距离的代数方程;
1. 利用函数图象对称性、特殊三角形构造,简化角度等量关系。
三、解题思路
1. 设点、设抛物线解析式,写出所有关键点坐标;
1. 由斜率、向量、几何图形找出角的等量关系;
1. 遇特殊角构造等腰直角、一线三等角模型;
1. 把角度条件转化为方程,求解参数或动点位置;
1. 多情况分类讨论,舍去不合题意的解。
真题速递
1.(2025·西藏·中考真题)已知抛物线过点,,与轴交于点.点是轴正半轴上的动点,点是抛物线在第四象限图象上的动点,连接,,且交轴于点,交于点.
(1)当时,求抛物线的解析式;
(2)如图1,在(1)的条件下,若,求直线的解析式;
(3)要使得成立,请探索的取值范围(直接写出结果);
(4)如图2,,当为何值时,的长度等于1?
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【分析】本题考查了二次函数综合问题,角度问题,正切的定义,等腰三角形的性质与判定;
(1)当时,二次函数的图象与轴交于,设二次函数的交点式为,展开后得到求解即可得到答案;
(2)根据解析式求得点,进而勾股定理求得,作的角平分线交轴于点,则,,进而得出,根据角平分线的定义得出,求得,进而可得,从而求得点的坐标,待定系数法求解析式,即可求解.
(3)先找到临界值,当时,,此时得出重合,根据题意可得是第四象限的点,则当时,即可求解;
(4)根据题意得出是等腰直角三角形,进而根据已知得出,取得出是等腰直角三角形,进而求得,即可得出的坐标,即可求解.
【详解】(1)解:当时,二次函数的图象与轴交于,
∴设二次函数的交点式为,
,,
∴,
解得,
∴函数的解析式为;
(2)解:对于二次函数,
令,可得,则点的坐标为,则
∵,
∴,
∵
∴,
如图,作的角平分线交轴于点,则,
∴,
设到的距离为,则,
∵,
∴,
∴.
∴.
∵,
∴.
∵,则,
∴.
∴.
设直线的解析式为,代入,
∴,
解得:,
∴直线的解析式.
(3)解:当时,,
∴是等腰直角三角形,
∴.
∵,
∴,则重合,重合,
又∵是第四象限的点,
∴当时,则,.
∴要使得成立, 的取值范围为;
(4)解:∵,
∴是等腰直角三角形.
∴.
∴.
在中,.
如图所示,取.
∴.
∴是等腰直角三角形.
∴.
∴.
∴.
∴.
即.
2.(2025·四川广安·中考真题)如图,二次函数(b,c为常数)的图象交x轴于A,B两点,交y轴于点C,已知点B的坐标为,点C的坐标为,连接.
(1)求抛物线的解析式.
(2)若点P为抛物线上的一个动点,连接,当时,求点P的坐标.
(3)将抛物线沿射线的方向平移个单位长度后得到新抛物线,点E在新抛物线上,点F是原抛物线对称轴上的一点,若以点B,C,E,F为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出点E的坐标.
【答案】(1)
(2)点P的坐标为或
(3)点E的坐标为或或
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)当点P在下方时,可证明点P与点C关于抛物线对称轴对称,据此根据对称性可得点P坐标;当点P在上方时,设直线交x轴于H,则可证明,设,利用两点距离计算公式可得,解得,则;求出直线解析式为,联立直线解析式和抛物线解析式求出点P的坐标即可;
(3)先由对称性求出由对称性可得,求出,,则;则可推出将原抛物线向左平移2个单位长度,向上平移6个长度得到新抛物线,据此打得到新抛物线解析式为;再分为对角线,为对角线,为对角线,三种情况根据平行四边形对角线中点坐标相同列出方程求解即可.
【详解】(1)解;把代入到中得:,
∴,
∴抛物线解析式为;
(2)解;如图2-1所示,当点P在下方时,
∵,
∴,
∴点P与点C关于抛物线对称轴对称,
∵抛物线对称轴为直线,
∴点P的坐标为;
如图2-2所示,当点P在上方时,设直线交x轴于H,
∵,
∴,
∴
设,
∴,
解得,
∴;
设直线解析式为,
∴,
∴,
∴直线解析式为,
联立,解得或(舍去),
∴点P的坐标为;
综上所述,点P的坐标为或;
(3)解:由(2)可得原抛物线对称轴为直线,
∵,
∴由对称性可得,
∴,
∵,
∴,
∴;
∵将抛物线沿射线的方向平移个单位长度后得到新抛物线,
∴将原抛物线向左平移2个单位长度,向上平移6个长度得到新抛物线,
∴新抛物线解析式为,
当为对角线时,∵平行四边形对角线互相平分,
∴的中点坐标相同,
∴,
∴,
∴.
∴此时点E的坐标为;
当为对角线时,∵平行四边形对角线互相平分,
∴的中点坐标相同,
∴,
∴,
∴.
∴此时点E的坐标为;
当为对角线时,∵平行四边形对角线互相平分,
∴的中点坐标相同,
∴,
∴,
∴.
∴此时点E的坐标为;
综上所述,点E的坐标为或或.
3.(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.
考点一 二次函数中的相似问题
【例题分析】
例1.(2025·湖北十堰·模拟预测)如图,已知二次函数的图象与x轴交于点、点C,与y轴交于点.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)已知该函数图象的对称轴上存在一点P,使得的周长最小.请求出点P的坐标,并求 出周长的最小值;
(3)在(2)的条件下,线段上是否存在点E,使以C、P、E为顶点的三角形与三角形相似?若存在写出所有点E的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在以C、P、E为顶点的三角形与三角形ABC相似,点E的坐标为:,
【分析】(1)将、的坐标代入解析求解即可;
(2)连接,由勾股定理得,要使的周长最小,只要最小,则,当且仅当P,B,C三点共线时等号成立,即可求解;
(3)分类讨论:当时,当时,由相似三角形的性质即可求解.
【详解】(1)解:根据题意,得,
解得,
故二次函数的解析式为;
(2)解:令,即,
解得或,
则二次函数的图象与x轴的另一个交点坐标.
连接,
则,
要使的周长最小,只要最小.
是对称轴上一点,且点A与点C关于对称轴对称,
则,
则,当且仅当P,B,C三点共线时等号成立,
因而与对称轴的交点P就是所求的点.
设直线的解析式为,
根据题意,可得:,
解得,
所以直线的解析式为;
联立,解得,
故所求的点P的坐标为,
此时的周长即为;
(3)解:存在.
,,
,
,,
,
,,
,
当时,
,
,
解得:,
;
当时,
,
,
解得:,
,
故E点坐标为:,
综上所述:存在以C、P、E为顶点的三角形与三角形相似,点E的坐标为:,.
例2.(2026·陕西西安·模拟预测)已知如图,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,,顶点为D.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)在线段上是否存在一点M,使和相似?若存在,请求出M点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,或.
【分析】(1)由题意得出,,再利用待定系数法求解即可;
(2)求出点,由待定系数法求出直线的解析式,根据,进而分两种情况:,;分别根据相似三角形的性质,求解即可得出答案.
【详解】(1)解:,
,.
抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,
解得
抛物线的解析式为:.
(2)解:存在,理由如下
抛物线与x轴交于A,B两点,
.
解得,.
.
设直线的解析式为:,将,,代入解析式得:,解得:.
直线的解析式为:,
,
当和相似有两种情形,
当时,如图
.
.
设直线的解析式为,将,代入得
,解得:.
∴直线的解析式为.
∴直线的解析式为.
联立解得:.
.
②当时,如图
.
,,,,
,.
,解得.
设,
解得∶或 (舍去).
则
.
综上所述,或.
例3.(2025·江苏连云港·模拟预测)在四边形中,,,以所在直线为轴,建立如图所示的平面直角坐标系,使点在轴上.
(1)求过三点的抛物线的函数表达式;
(2)求的外接圆的圆心的坐标,并求的半径;
(3)过的顶点作一条直线,将分成两个三角形,其中一个是等腰三角形,则这样的直线最多可以画___________条;
(4)设为射线上任意一点,点为对称轴左侧抛物线上任意一点,问是否存在这样的点,使得以为顶点的三角形与相似?若存在,直接写出点的坐标,若不存在,则说明理由.
【答案】(1)
(2);的半径为
(3)7
(4)存在;,或;,或; ,或;,或
【分析】(1)过点D作轴于点I,由抛物线的对称性可知抛物线与x轴另一交点为.再根据交点式即可求出过A、D、C三点的抛物线的解析式;
(2)由外接圆知识知M为对称轴与中垂线的交点.由等腰直角三角形性质可得M点的坐标,连接,根据两点间距离公式求出,即为半径;
(3)根据题意画出图形,即可得出答案;
(4)分四种情况:当,点P在轴下方时,当,点P在x轴上方时,当,点P在x轴下方时,当,点P在x轴上方时,分别画出图形,根据相似三角形的性质,进行求解即可.
【详解】(1)解:∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,,
如图1,过点D作轴于点I,
∵,,
∴,
∴抛物线的对称轴为:直线,
∴抛物线与x轴另一交点为,
设抛物线的解析式为,
将代入得,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:∵M为的外接圆的圆心
∴M为对称轴与中垂线的交点,
过点O作于点N,如图1所示:
∵,
∴,平分,
∴垂直平分,,
∴与抛物线对称轴的交点即为点M,
如图1,连接,
∵,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴,
∵,
∴,
即的半径为.
(3)解:如图2,以D为顶角的顶点可以画等腰和;以A为顶角的顶点可以画等腰;以C为顶角的顶点可以画等腰;以为底边可以画等腰;以为底边可以画等腰;以为底边画等腰;因此这样的直线最多可以画7条;
(4)解:在中,,
,
,
∵轴,
∴,
假设存在,显然,则或.
如图3,当,点P在轴下方时,
∵,
∴为等腰直角三角形,
∴,
则R点坐标为,
设直线的解析式为,把,代入得:
,
解得:,
∴直线的解析式为,
令,
解得:,(舍去),
∴此时,
∴,
设,
当时,,
即,
解得:,
此时点Q的坐标为;
当时,,
即,
解得:,
此时点Q的坐标为;
同理,当,点P在x轴上方时,直线解析式为:,
令,
解得:,,
∴此时P与A重合,即此时点P的坐标为,
当时,,
即,
解得:,
此时点Q的坐标为;
当时,,
即,
解得:,
此时点Q的坐标为;
如图4,当,点P在x轴下方时,
设交y轴于H,抛物线的对称轴交于点E,连接,
∵点A与点D关于抛物线的对称轴对称,
∴,
∴,
∴,为等腰直角三角形,
∴, ,
∵,,
∴,
∴,
即,
∴,
∴,
同理,根据,可得,此时直线的解析式为:,
联立,
解得: 或(舍去),
∴,
∴,
当时,,
即,
解得:,
此时点Q的坐标为;
当时,,
即,
解得:,
此时点Q的坐标为;
当,点P在x轴上方时,
同理可得此时点H的坐标为,
根据点,可得,的解析式为,
联立,
解得: 或(舍去),
∴,
∴,
当时,,
即,
解得:,
此时点Q的坐标为;
当时,,
即,
解得:,
此时点Q的坐标为;
综上所述,,或;,或; ,或;,或.
【变式训练】
变式1.(2025·安徽合肥·二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与坐标轴交于A、B、C三点.其对称轴为直线.
(1)求抛物线的解析式;
(2)直线交抛物线于点D(D在第一象限内),交BC于点E,交x轴于点F.
①求的最大值;
②点G是AC的中点,若以点C,D,E为顶点的三角形与相似,求点D的坐标.
【答案】(1)
(2)①当时,的最大值是9;②或
【分析】本题考查二次函数综合知识,涉及抛物线的图象与性质,抛物线与坐标轴的交点、线段和的最大值、相似三角形判定和性质等,解题的关键是分类列方程.
(1)根据抛物线的对称轴为直线,得,求出n的值即可;
(2)①求出,可得直线解析式为,设第一象限,则,可得,即可得的最大值是9;
②由,,得,以点C,D,E为顶点的三角形与相似,点A与点E对应,分两种情况:Ⅰ、当O与D对应,G与C对应时,即时,则有;Ⅱ、当与C对应,G与D对应时,即,则有;据此列出方程即可得的值,从而得到答案.
【详解】(1)解:∵抛物线的对称轴为直线,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为.
(2)解:①令,则,
解得:,,
∴,,
令,则,
∴,
设直线解析式为,将,代入可得:,
解得,
直线解析式为,
设第一象限内,点,则,
,,
,
∵,
当时,的最大值是9;
②由(1)知,,,
∴,,
∴,
∴,
,
轴于,
,
,
∴以点C,D,E为顶点的三角形与相似,点A与点E对应,
∴分两种情况:Ⅰ、当O与D对应,G与C对应时,即时,
则,
而为中点,,,
,,,
由①知:,,
,
当时,,
解得或(此时与重合,舍去),
,
Ⅱ、当与C对应,G与D对应时,即,
则,
∴,
解得或(舍去),
,
综上所述,以点,,为顶点的三角形与相似,则的坐标为或.
变式2.(2025·黑龙江佳木斯·二模)如图,抛物线与x轴交于、B两点(A在B的左侧),与y轴交于点,抛物线的顶点为M.
(1)求抛物线的解析式,并写出M点的坐标;
(2)若点P是线段上一个动点,连接,问是否存在点P,使得以点O、C、P为顶点的三角形与相似?若存在,直接写出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)存在,P点坐标或
【分析】(1)用待定系数法求函数的解析式即可,再把解析式化为顶点式,求出顶点坐标即可;
(2)求出直线的解析式为,设,则,,分两种情况讨论:当时,当时,分别求出P点坐标即可.
【详解】(1)解:将点、代入,
∴,解得:,
∴抛物线的解析式为;
∵,
∴M点的坐标为;
(2)解:存在点P,使得以点O、C、P为顶点的三角形与相似,理由如下:
当时,,
解得,
∴,
∴,
设直线的解析式为,
∴,解得,
∴直线的解析式为,
设,则,,
当时,,
∴,
解得:,
∴,解得:或2(舍去),
∴;
当时,,
∴,解得:,
∴,
解得或(舍去),
∴P点的坐标为;
综上所述:P点的坐标为或.
变式3.(2025·宁夏吴忠·三模)如图,已知二次函数的图象与轴交于点和点,与轴相交于点,点D在线段上运动,过点D作x轴的垂线,与交于点Q,与抛物线交于点P.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)是否存在点 P,使得,若存在,求出点 P 的坐标;若不存在,说明理由;
(3)连接, 求四边形面积的最大值.
【答案】(1)
(2)存在,点 P 的坐标为或
(3)四边形面积的最大值为.
【分析】本题是二次函数的综合,考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数与面积的综合,相似三角形的性质,等腰三角形的判定与性质等知识,涉及分类讨论思想.
(1)用待定系数法求解即可;
(2)先求出直线解析式为,设点坐标为,可得,分两种情况考虑:;,利用等腰三角形的性质建立方程即可求得点的坐标;
(3)由(2)可知,则四边形面积,当时,四边形面积的最大值为.
【详解】(1)解:抛物线过与点,
,
,
抛物线的解析式为;
(2)解:存在,
设直线解析式为,
则有,解得:,
即直线解析式为;
设点坐标为,
轴,
点的坐标为,
;
当时;
如图,连接,
则,,
,
,,
,
,
,
,
,
即,
解得:,(舍去),
此时;
当时,
则,,
则有,
;
过点作于,则,
,
,
解得:,(舍去),
此时;
综上,点 P 的坐标为或;
(3)解:由(2)可知,
四边形面积,
∵,
∴当时,四边形面积的最大值为.
考点二 二次函数中的角度问题
【例题分析】
例1.(2026·四川宜宾·一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点,两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)过点B作交抛物线于点D,点P是射线上方抛物线上的一动点,连接与射线交于点E,连接、,当面积最大时,求点P的坐标;
(3)在(2)中面积取得最大值时,将抛物线沿射线方向平移个单位长度得到新抛物线,点为点P的对应点,点Q为新抛物线上的一个动点,当时,直接写出所有符合条件的点Q的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)点Q的坐标为或
【分析】(1)利用待定系数法计算即可得出结果;
(2)过P作轴,交于F,求出,从而可得直线解析式为,进而得出直线的解析式为,联立,可得, 设,则,,表示出,结合二次函数的性质可得当时,最大,由是定值,且,可得最大,即可得出结果;
(3)设与交于点L,由勾股定理可得,结合二次函数图象平移的性质可得,先证明,从而可得,求出解析式为,解析式为,当时,联立,计算即可得出;设关于x轴对称点为,求出
直线解析式为,联立,计算即可得出结果.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴交于点,两点,
∴,
解得:,
∴抛物线为;
(2)解:如图,过P作轴,交于F,
在中,令,则.
∴.
设直线解析式为,
把代入,得,
解得,
∴直线解析式为,
∵,
∴设直线的解析式为,
∴把代入,得,
解得,
∴直线的解析式为,
联立,
解得或,
∴,
设,则,
∴,
∴,
∵,
∴当时,最大,
∵是定值,,
∴最大,
∴当面积最大时,;
(3)解:设与交于点L,
,
∵,,
∴,
∵将抛物线沿射线方向平移个单位长度得到新抛物线,
∴抛物线,向上平移1个单位长度,再向右平移2个单位长度得到新抛物线,为,
即,
∵点为点P的对应点,
∴,
∴,
∵,且,
∴,
∴,
设解析式为,
把代入,得,
∴,
∴解析式为,
设解析式为,
把代入,得,
∴,
∴解析式为,
当时,联立,
解得或(舍去),
∴;
设关于x轴对称点为,直线解析式为,
把,代入,得,
解得,
∴直线解析式为,
∴联立,
解得(舍去)或,
∴.
综上所述,点Q的坐标为或.
例2.(2026·四川成都·二模)如图,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点.点和也在抛物线上.
(1)求抛物线的解析式和点A,B的坐标;
(2)如图1,连接,若点D在抛物线上,连接,若,求点D的坐标;
(3)如图2,点P在对称轴左侧的抛物线上,非平行y轴的直线l与抛物线有唯一公共点P.平移直线l,使其经过点,平移后的直线与抛物线交于M,N两点(点M在点N的左侧),连接交于点E,Q为的中点,连接,若的面积为2,求点P的坐标.
【答案】(1),,
(2)或
(3)
【分析】(1)利用待定系数法即可求出抛物线的解析式,求出当时的值,即可得到点A,B的坐标;
(2)作轴于,设,则 ,,结合,得出,进而得出,计算即可得解;
(3)设,结合直线l与抛物线有唯一公共点P,求出直线l的解析式为 ,从而可得平移后的直线的解析式为 ,求出的中点Q的坐标为,得出轴,,求出的解析式为,进而可得,再结合的面积 的面积的面积列方程计算即可得解.
【详解】(1)解:将、、代入抛物线,
则,
解得,
∴抛物线解析式为:.
令,即,
解得或.
∵点A在点B左侧,
∴,;
(2)解:作轴于,
设,则 ,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴ ,
∴,
∴ ,解得或(与点重合,舍去),
或,解得或(与点重合,舍去),
当时,则,当时,则,
∴或.
(3)解:设,直线l的解析式为,
则 ,解得 ,
∴直线l的解析式为 ,
联立得 ,
直线l与抛物线有唯一公共点P,
此方程有两个相等的实数根,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
,
,
直线l的解析式为 ,
∵平移直线l,使其经过点,
平移后的直线的解析式为 ,
由得,
,
∴ ,
∴的中点Q的坐标为,
连接,
∴轴, ,
设直线的解析式为,
,解得,
的解析式为,
联立,解得,
,
的面积 的面积的面积 ,
,
, (舍去),
,则,
∴点P的坐标为.
例3.(2026·重庆大足·一模)如图,抛物线与轴分别交于点,点(在的左侧),与轴交于点,直线的图象过两点.
(1)求三点的坐标;
(2)点为直线上方抛物线上一点,点为直线上一动点,连接,当面积最大时,求的最小值;
(3)将抛物线沿射线方向平移后过点,在新抛物线上是否存在一点,使,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,或
【分析】()分别把和代入解析式中计算即可求解;
()作轴于,交于,利用待定系数法可得直线的解析式为,设,则,得,进而得到,可知当时,的面积最大,即得,作轴,作于,作于,由得,得到,即得到,即可求解;
()作轴于,由题意可得新抛物线的解析式为,设,由得,求出的值即可求解.
【详解】(1)解:当时,,
∴,
当时,,
解得,,
∵在的左侧,
∴,;
(2)解:如图,作轴于,交于,
设直线的解析式为,把和代入得,
,
解得,
∴直线的解析式为,
设,则,
∴,
∴,
∵,
∴当时,的面积最大,
∴,
作轴,作于,作于,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴的最小值为;
(3)解:存在点或,使,理由如下:
如图,作轴于,
∵抛物线沿射线方向平移后过点,
∴抛物线向右平移个单位长度,再向上平移个单位长度得到新抛物线,
∴新抛物线的解析式为,
设,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
即,
解得,(不合,舍去),,(不合,舍去),
∴点的坐标为或.
【变式训练】
变式1.(2026·江苏苏州·一模)如图,抛物线与x轴相交于A、B两点(点A在点B左侧),与y轴相交于点,对称轴为直线.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点P在直线BC上,且,求点P的坐标.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据对称轴求出b的值,再由C点坐标求出c的值即可求解;
(2)设对称轴与直线的交点为M,连接,推导出,求出,设,列出方程求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线的对称轴为直线,
∴,
∵与y轴相交于点,
∴,
∴;
(2)解:设对称轴与直线的交点为M,连接,则,
当时,解得或,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为,把代入得:,
解得,
∴,
∴,
设,
∴,
解得,
∴.
变式2.(25-26九年级下·江苏南通·阶段检测)如图,在平面直角坐标系中,直线与抛物线交于A,B两点,与x轴交于点C.
(1)求抛物线的顶点坐标;
(2)当时,直线与y轴交于点D,与直线交于点E.若抛物线与线段有公共点,求h的取值范围;
(3)当k变化时,抛物线的对称轴上是否存在定点T,使得总是平分?若存在,求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)抛物线的对称轴上存在,使得总是平分.
【分析】 (1)把一般式化为顶点式即可得出抛物线顶点坐标;
(2)求出点的坐标,得抛物线的顶点坐标在直线上移动,根据抛物线与线段有公共点,得到抛物线与直线有一个交点开始,将抛物线向右移动直至抛物线与线段只有一个交点为时,均满足题意,求出两个临界值即可得出结果;
(3)先求出点坐标,联立抛物线与直线,根据根与系数的关系可得,,过点作,过点作,设,根据正切的定义,由列出比例式,整理后代入可得,根据等式成立与无关可得.
【详解】(1)解:∵;
∴抛物线的顶点坐标为;
(2)解:当时,则:,
∴令,则,令,则,
∴,
∵,
∴顶点在直线上移动,
∵与线段有公共点,
∴联立,整理,得:,
∴,即:,
此时抛物线为,与直线的交点是,在线段上,满足题意,
将从开始向右移动,直至抛物线与线段只有一个交点为时,与线段均有公共点,
∴当过点时,,
解得:或,
∴当时,抛物线与线段有公共点;
(3)结论:存在;
∵,
∴当时,,
∴,
∵抛物线的对称轴为直线,
∴点在抛物线的对称轴上,
设抛物线和直线交点,,
联立抛物线和直线解析式得,整理,得:,
∴,,
假设存在点,使得总是平分,则一定在下方,过点作,过点作,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
设,则:,,
,,
∴,
整理得:,
∴,
∴,
当时,等式一定成立,
∴抛物线的对称轴上存在,使得总是平分.
变式3.(25-26九年级下·重庆永川·阶段检测)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点,,交y轴于点C.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点P为对称轴右侧抛物线上的一动点,过点P作于点M,过点P作x轴的平行线交抛物线于点N,E,F为y轴上的动点,E在F的下方,满足,连接,当取得最大值时,求的最小值;
(3)在(2)成立的情况下,将抛物线沿着射线方向平移个单位长度,点K为平移后抛物线上的一动点,Q点坐标为,连接,当时,请直接写出K点的坐标,并写出求解点K坐标的其中一种情况的过程.
【答案】(1)
(2)
(3)点K的坐标为或
【分析】(1)把A,B坐标代入抛物线解析式,利用待定系数法求解;
(2)先求出,进而求出直线的解析式为,设,,如图1,设直线交直线于点D,根据,可知点P与点D的纵坐标相等,则,计算的长,计算,连接,作关于y轴的对称点,连接,当,E,B三点共线时,有最小值,其最小值是的长,即可解答;
(3)先求平移后抛物线解析式,再求抛物线与轴的交点坐标,可得的长,求出,当点K在x轴的上方,设,则,得,解方程求出的值,即可得点K的坐标;同理可求当点K在x轴的下方时点K的坐标.
【详解】(1)解:将,代入中得:
,
解得:,
∴抛物线解析式为;
(2)解:抛物线的对称轴是:直线,
当时,,
∴,
设直线的解析式为,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为,
设,如图1,设直线交直线于点D,,
∵,,
∴,
∵,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,,点P与点D的纵坐标相等,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
当时,有最大值,此时点P的坐标为,
把点P的坐标为向下平移个单位得,
连接,作关于y轴的对称点,连接,
∴,
∵,,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴,
当,E,B三点共线时,有最小值,其最小值是,
∵,,
∴,
∴的最小值是;
(3)解:,
∴将抛物线沿着射线方向平移个单位长度,就是向右平移1个单位,再向上平移2个单位,
∴平移后的抛物线的解析式为:,
令,则,
解得:或
设点为函数与轴正半轴的交点,
∴,
分两种情况:
①点K在x轴的上方,如图,过点P作轴,过点K作轴于点F,
由(2)知:,
∴,
又,
∴,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
设,则,
∴,
解得或(此时与点重合,不合题意,舍去)
∴,
∴
②点K在x轴的下方时,同理可得,,
∴,
综上,点K的坐标为或.
2
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二次函数中的相似问题、角度问题复习讲义
考点目录
二次函数中的相似问题
二次函数中的角度问题
知识点解析
考点一 二次函数中的相似问题
一、知识点
1. 相似判定:常用AA两角对应相等、两边成比例且夹角相等。
1. 核心载体:抛物线与直线交点、顶点、坐标轴上定点、动点构成三角形。
1. 关键工具:斜率相等→角相等、坐标求边长、勾股定理算线段长、直角三角形相似。
1. 分类情况:定点与动点构成三角形,常分类讨论对应顶点。
二、解题原理
1. 把抛物线上点坐标化,用坐标表示边长和倾斜角;
1. 利用斜率、几何角度关系找等角,满足相似判定条件;
1. 相似对应边成比例,转化为坐标方程求解参数、动点坐标。
三、解题思路
1. 设二次函数解析式、设动点坐标;
1. 求出相关定点、交点、顶点坐标;
1. 用坐标计算线段长度或利用斜率找相等角;
1. 按相似顶点对应关系分类,列比例方程;
1. 解方程求出参数或动点坐标,检验合理性。
考点二 二次函数中的角度问题
一、知识点
1. 常见题型:角度相等、角度为定值、直角、45°角、角度倍数关系、角度最值。
1. 常用工具:斜率与倾斜角、两直线夹角公式、等腰/直角三角形性质、三角函数、构造一线三等角、翻折对称。
1. 特殊角:直角、45°、60°常通过构造等腰直角、等边三角形求解。
二、解题原理
1. 平面内角度关系可转化为直线斜率关系、向量夹角、三角形边角关系;
1. 把几何角度条件,转化为坐标、斜率、距离的代数方程;
1. 利用函数图象对称性、特殊三角形构造,简化角度等量关系。
三、解题思路
1. 设点、设抛物线解析式,写出所有关键点坐标;
1. 由斜率、向量、几何图形找出角的等量关系;
1. 遇特殊角构造等腰直角、一线三等角模型;
1. 把角度条件转化为方程,求解参数或动点位置;
1. 多情况分类讨论,舍去不合题意的解。
真题速递
1.(2025·西藏·中考真题)已知抛物线过点,,与轴交于点.点是轴正半轴上的动点,点是抛物线在第四象限图象上的动点,连接,,且交轴于点,交于点.
(1)当时,求抛物线的解析式;
(2)如图1,在(1)的条件下,若,求直线的解析式;
(3)要使得成立,请探索的取值范围(直接写出结果);
(4)如图2,,当为何值时,的长度等于1?
2.(2025·四川广安·中考真题)如图,二次函数(b,c为常数)的图象交x轴于A,B两点,交y轴于点C,已知点B的坐标为,点C的坐标为,连接.
(1)求抛物线的解析式.
(2)若点P为抛物线上的一个动点,连接,当时,求点P的坐标.
(3)将抛物线沿射线的方向平移个单位长度后得到新抛物线,点E在新抛物线上,点F是原抛物线对称轴上的一点,若以点B,C,E,F为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出点E的坐标.
3.(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.
考点一 二次函数中的相似问题
【例题分析】
例1.(2025·湖北十堰·模拟预测)如图,已知二次函数的图象与x轴交于点、点C,与y轴交于点.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)已知该函数图象的对称轴上存在一点P,使得的周长最小.请求出点P的坐标,并求 出周长的最小值;
(3)在(2)的条件下,线段上是否存在点E,使以C、P、E为顶点的三角形与三角形相似?若存在写出所有点E的坐标;若不存在,请说明理由.
例2.(2026·陕西西安·模拟预测)已知如图,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,,顶点为D.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)在线段上是否存在一点M,使和相似?若存在,请求出M点的坐标;若不存在,请说明理由.
例3.(2025·江苏连云港·模拟预测)在四边形中,,,以所在直线为轴,建立如图所示的平面直角坐标系,使点在轴上.
(1)求过三点的抛物线的函数表达式;
(2)求的外接圆的圆心的坐标,并求的半径;
(3)过的顶点作一条直线,将分成两个三角形,其中一个是等腰三角形,则这样的直线最多可以画___________条;
(4)设为射线上任意一点,点为对称轴左侧抛物线上任意一点,问是否存在这样的点,使得以为顶点的三角形与相似?若存在,直接写出点的坐标,若不存在,则说明理由.
【变式训练】
变式1.(2025·安徽合肥·二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与坐标轴交于A、B、C三点.其对称轴为直线.
(1)求抛物线的解析式;
(2)直线交抛物线于点D(D在第一象限内),交BC于点E,交x轴于点F.
①求的最大值;
②点G是AC的中点,若以点C,D,E为顶点的三角形与相似,求点D的坐标.
变式2.(2025·黑龙江佳木斯·二模)如图,抛物线与x轴交于、B两点(A在B的左侧),与y轴交于点,抛物线的顶点为M.
(1)求抛物线的解析式,并写出M点的坐标;
(2)若点P是线段上一个动点,连接,问是否存在点P,使得以点O、C、P为顶点的三角形与相似?若存在,直接写出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
变式3.(2025·宁夏吴忠·三模)如图,已知二次函数的图象与轴交于点和点,与轴相交于点,点D在线段上运动,过点D作x轴的垂线,与交于点Q,与抛物线交于点P.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)是否存在点 P,使得,若存在,求出点 P 的坐标;若不存在,说明理由;
(3)连接, 求四边形面积的最大值.
考点二 二次函数中的角度问题
【例题分析】
例1.(2026·四川宜宾·一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点,两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)过点B作交抛物线于点D,点P是射线上方抛物线上的一动点,连接与射线交于点E,连接、,当面积最大时,求点P的坐标;
(3)在(2)中面积取得最大值时,将抛物线沿射线方向平移个单位长度得到新抛物线,点为点P的对应点,点Q为新抛物线上的一个动点,当时,直接写出所有符合条件的点Q的坐标.
例2.(2026·四川成都·二模)如图,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点.点和也在抛物线上.
(1)求抛物线的解析式和点A,B的坐标;
(2)如图1,连接,若点D在抛物线上,连接,若,求点D的坐标;
(3)如图2,点P在对称轴左侧的抛物线上,非平行y轴的直线l与抛物线有唯一公共点P.平移直线l,使其经过点,平移后的直线与抛物线交于M,N两点(点M在点N的左侧),连接交于点E,Q为的中点,连接,若的面积为2,求点P的坐标.
例3.(2026·重庆大足·一模)如图,抛物线与轴分别交于点,点(在的左侧),与轴交于点,直线的图象过两点.
(1)求三点的坐标;
(2)点为直线上方抛物线上一点,点为直线上一动点,连接,当面积最大时,求的最小值;
(3)将抛物线沿射线方向平移后过点,在新抛物线上是否存在一点,使,若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【变式训练】
变式1.(2026·江苏苏州·一模)如图,抛物线与x轴相交于A、B两点(点A在点B左侧),与y轴相交于点,对称轴为直线.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点P在直线BC上,且,求点P的坐标.
变式2.(25-26九年级下·江苏南通·阶段检测)如图,在平面直角坐标系中,直线与抛物线交于A,B两点,与x轴交于点C.
(1)求抛物线的顶点坐标;
(2)当时,直线与y轴交于点D,与直线交于点E.若抛物线与线段有公共点,求h的取值范围;
(3)当k变化时,抛物线的对称轴上是否存在定点T,使得总是平分?若存在,求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.
变式3.(25-26九年级下·重庆永川·阶段检测)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点,,交y轴于点C.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点P为对称轴右侧抛物线上的一动点,过点P作于点M,过点P作x轴的平行线交抛物线于点N,E,F为y轴上的动点,E在F的下方,满足,连接,当取得最大值时,求的最小值;
(3)在(2)成立的情况下,将抛物线沿着射线方向平移个单位长度,点K为平移后抛物线上的一动点,Q点坐标为,连接,当时,请直接写出K点的坐标,并写出求解点K坐标的其中一种情况的过程.
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