专题41 二次函数中的角度问题(解析版).docx
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- 专题41 二次函数中的角度问题解析版 专题 41 二次 函数 中的 角度 问题 解析
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1、专题41 二次函数中的角度问题 【题型演练】一、单选题1(2022浙江余姚市子陵中学教育集团九年级阶段练习)如图,抛物线与轴交于点和点两点,与轴交于点,点为抛物线上第三象限内一动点,当时,点的坐标为()ABCD【答案】B【分析】根据二次函数与坐标轴的交点坐标分别求出、的长度;然后通过勾股定理逆定理判断出,得出;由得出;作点关于轴的对称点,连接;即可构造出,从而得出;根据平行线的斜率相同以及点的坐标求出直线的表达式;最后联立方程组求解即可;【详解】解:令,则解得:,当时,在中如图,作点关于轴的对称点,连接;则,设直线的表达式为:将代入得:直线的表达式为:解方程组得:或点在第三象限点的坐标为故选:
2、B【点睛】本题考查了二次函数图像的性质、一次函数的性质、勾股定理逆定理、直角三角形两锐角互余等知识点;综合运用上述知识求出直线的函数表达式是解题的关键二、填空题2(2021全国九年级单元测试)如图,一次函数yx2的图象交x轴于点A,交y轴于点B,二次函数yx2+bx+c的图象经过A、B两点,与x轴交于另一点C若点M在抛物线的对称轴上,且AMBACB,则所有满足条件的点M的坐标为_【答案】或【分析】讨论:当点M在直线AB上方时,根据圆周角定理可判断点M在ABC的外接圆上,如图所示,由于抛物线的对称轴垂直平分AC,则ABC的外接圆的圆心在对称轴上,设圆心的坐标为,根据半径相等得到,解方程求出t得到
3、圆心的坐标为,然后确定的半径为,从而得到此时M点的坐标;当点M在直线AB下方时,作关于AB的对称点,如图所示,通过证明可判断在x轴上,则点的坐标为,然后计算DM即可得到此时M点坐标【详解】(1)当点M在直线AB上方时,则点M在ABC的外接圆上,ABC的外接圆的圆心在对称轴上,设圆心的坐标为,则,解得,圆心的坐标为,即的半径为,此时M点的坐标为当点M在直线AB下方时,作关于AB的对称点,如图所示,轴,在x轴上,点的坐标为,此时点M的坐标为综上所述,点M的坐标为或【点睛】本题主要考查了二次函数的综合应用,准确进行点的位置的判断是解题的关键3(2022吉林省实验中学一模)如图,在平面直角坐标系中,抛
4、物线y=-1的顶点为A,直线l过点P(0,m)且平行于x轴,与抛物线交于点B和点C若AB=AC,BAC=90,则m=_【答案】3【分析】设直线l与对称轴的交点为点D,则根据等腰直角三角形的性质可得BD=AD,根据韦达定理可表示出x1+x2与x1x2,进而表示出BC的长度和BD的长度,根据BD=AD可列出方程求出m的值.【详解】设直线l与对称轴的交点为点D,则根据等腰直角三角形的性质可得BD=AD,抛物线的顶点坐标为A(3,-1),由题意得直线l的表达式为直线y=m,当y=m时,可得方程原方程整理可得,由一元二次方程根与系数的关系可得x1+x2=6,x1x2=,(x1-x2)2=(x1+x2)2
5、-4 x1x2=36-20+16m=16+16m直线l与抛物线交于点B和点C,故m-1,BC2=16+16m,AD=m+1,BD=AD,BC=2AD,BC2=4AD2,16+16m =4(m+1)2整理得,m2-2m-3=0解得m=3或m=-1(舍去)即m=3.故答案为3.【点睛】本题考查一元二次方程根与系数的关系和等腰三角形的性质,解题的关键是运用韦达定理正确表示出BC的长度.4(2021河南省淮滨县第一中学九年级期末)如图,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C若E为射线上一点,为抛物线上一点,E、A是位于直线同侧的不同两点,若,连接,则点E的坐标为_【答案】【分析】过点F作FHx轴于
6、点H,由题意易得点,则AB=4,进而可得,然后可求直线AC的解析式为,直线FB的解析式为,联立二次函数及直线FB的解析式可求点F的坐标,进而可得AFBEBF,最后根据两点距离公式可求解【详解】解:过点F作FHx轴于点H,如图所示:抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,AB=4,点,点A、E分别到FB的距离相等,AEFB,设直线AC的解析式为,则把点A、C代入得:,解得:,直线AC的解析式为,直线FB的解析式为,把点B代入得:c=-1,直线FB的解析式为,联立,解得:或,点F,,EB=AF,FB=FB,AFBEBF(SAS),AB=EF=4,设点E,解得:(不符合题意,舍去),点E坐标为;
7、故答案为【点睛】本题主要考查二次函数的综合,熟练掌握二次函数的性质及几何知识点是解题的关键三、解答题5(2021广西百色市田阳区第五初级中学九年级期中)如图,在平面直角坐标系中,抛物线过点,x轴上有一动点,过点P且垂直于x轴的直线与直线BC及抛物线分别交于点D,E连接(1)求抛物线的解析式(2)点P在线段上运动时(不与点O,B重合)当时,求t的值(3)当点P在x轴上自由运动时,是否存在点P,使?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由【答案】(1)(2)2(3))或【分析】(1)将代入,即可求函数的解析式;(2)由题意可求,又由,可得,能求出点,即可求t的值;(3)由题意可得,从而能
8、求出,再由,求出t即可求P点坐标【详解】(1)解:代入,解得:,抛物线解析式为;(2)解:令,则,轴,t的值为2;(3)解:存在点P,使,理由如下:设直线的解析式为,解得,直线的解析式为,轴,解得或,P点坐标为)或【点睛】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,三角形相似的判定及性质,等腰三角形的性质是解题的关键6(2021新疆生产建设兵团第十二师高级中学九年级阶段练习)综合与探究:如图,在平面直角坐标系中,直线yx4分别与x轴,y轴交于点A和点C,抛物线yax23x+c经过A,C两点,并且与x轴交于另一点B点D为第四象限抛物线上一动点(不与点A,C重合),过点D作DFx轴
9、,垂足为F,交直线AC于点E,连接BE设点D的横坐标为m(1)求抛物线的解析式;(2)当ECDEDC时,求出此时m的值;(3)点D在运动的过程中,EBF的周长是否存在最小值?若存在,求出此时m的值;若不存在,请说明理由【答案】(1)抛物线的解析式是y=x2-3x-4;(2)m=4;(3)存在,m=1.5时,BEF的周长最小【分析】(1)由直线y=x-4分别与x轴、y轴交于点A和点C都在抛物线上,则先求出A,C坐标,皆可满足y=ax2-3x+c由y=ax2-3x+c中只有两个未知数,所以代入两点即可求系数a、c,则解析式可求;(2)作辅助线,构建等腰直角三角形,证明EHC是等腰直角三角形,根据解
10、析式表示D和E的坐标,根据EC=ED列方程可解答;(3)先确定BF+EF=AB,为定值,当BE最小,即BEAC时,BFE的周长最小,再由等腰直角三角形三线合一的性质得:BF=AF=2.5,可解答【详解】(1)解:在y=x-4中,当x=0时,y=-4;当y=0时,x=4A(4,0),C(0,-4),把A(4,0),C(0,-4)代入y=ax2-3x+c中,得,解得,抛物线的解析式是y=x2-3x-4;(2)解:如图1,过点E作EHy轴,垂足为HOA=OC=4,OAC=ACO=45,HEC=HCE=45点D(m,m2-3m-4),E(m,m-4),EH=HC=m,ED=(m-4)-(m2-3m-4
11、)=-m2+4mEC=m,当ECD=EDC时,EC=EDm=m2+4m,解得m=0(舍去)或m=4;(3)解:存在点D为第四象限抛物线上一动点(不与点A,C重合),0m4,在抛物线y=x2-3x-4中,当y=0时,x2-3x-4=0,解得x1=-1,x2=4,点B坐标为(-1,0)FAE=FEA=45,EF=AF设BFE的周长为n,则n=BF+FE+BE=BF+AF+BE=AB+BE,AB的值不变,当BE最小,即BEAC时,BFE的周长最小当BEAC时,EBA=BAE=45,BE=AE,BF=AF=2.5m=4-2.5=1.5时,BEF的周长最小【点睛】本题是二次函数的综合题,考查了待定系数法
12、求二次函数的解析式,三角形周长的最小值问题,等腰三角形的性质等知识点;解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会利用参数,构建方程解决问题7(2022河南商丘九年级期末)如图,抛物线yx2+bx+c与x轴交于A,B两点,与y轴交于C点,顶点为D,点E为线段BD上一个动点,EFx轴,垂足为点F,OB=OC=3(1)求抛物线的解析式;(2)当CEFABD时,补全图形并求点E的坐标【答案】(1)yx22x3;(2)作图见解析,E(,)【分析】(1)由OBOC3,得B(3,0),C(0,3),用待定系数法即得抛物线的解析式为yx22x3;(2)过D作DGx轴于G,过C作CHEF于H,由yx22x3(x
13、1)24,得抛物线顶点D(1,4),即可得tanABD,设直线BD解析式是ykxb,用待定系数法得直线BD解析式是y2x6,设E(t,2t6),则CHxEt,EHyCyE3(2t6)32t,tanCEF,根据CEFABD,即得,即可解得t,从而E(,)(1)解:OBOC3,B(3,0),C(0,3),将B(3,0),C(0,3)代入yx2bxc得:,解得,抛物线的解析式为yx22x3;(2)如图:过D作DGx轴于G,过C作CHEF于H,yx22x3(x1)24,抛物线顶点D(1,4),OG1,DG4,B(3,0),BGOBOG2,tanABD,设直线BD解析式是ykxb,代入B、D两点坐标,解
14、得,直线BD解析式是y2x6,设E(t,2t6),则CHxEt,EHyCyE3(2t6)32t,tanCEF,CEFABD,解得t,2t626,E(,)【点睛】本题考查二次函数综合应用,涉及待定系数法、锐角三角函数等知识,解题的关键是用含字母的代数式表示相关点坐标和相关线段的长度8(2022广东梅州九年级期末)如图,抛物线与x轴负半轴交于点A(1,0),与x轴的另一交点为B,与y轴正半轴交于点C(0,3),抛物线的对称轴与直线BC相交于点M,与x轴交于点G(1)求抛物线的解析式及对称轴;(2)抛物线的对称轴上存在点P,且点P在x轴上方时,满足APB=ABC,求PG的长【答案】(1),对称轴为x
15、=1(2)2+【分析】(1)根据题意待定系数法求解析式即可,根据二次函数的性质即可求得对称轴;(2)先根据抛物线解析式求得OB=OC=3,并求出ABC=45,再根据二次函数的对称性质及等腰三角形的性质推出MPB=MBP,则由等腰三形判定得MP=MB,最后由勾股定理即可求解(1)把A(1,0)、C(0,3)分别代入得:,解得:,抛物线的解析式为,对称轴为,抛物线的解析式为,对称轴为x=1(2)令y=0得:,解得:,OB=OC=3,ABC=45,APB=ABC=45,且PA=PB,PBA(18045)67.5,MPBAPB22.5,MBP=67.545=22.5,MPB=MBP,MP=MB,在Rt
16、BMG中,BG=MG=2,由勾股定理可得:BM,MP,PGMG+MP2+【点睛】本题考查了二次函数综合,待定系数法求解析式,角度问题,等腰三角形的性质,勾股定理,掌握以上知识是解题的关键9(2022湖北武汉市黄陂区教学研究室九年级期中)已知点C为抛物线的顶点(1)直接写出点C的坐标为 ;(2)若抛物线经过点直接写出抛物线解析式为: ;如图1,点B,以为底的等腰交抛物线于点P,将点P绕原点O顺时针旋转到,求的坐标;(3)如图2,过抛物线上一点M作直线l平行于y轴,直线交抛物线另一点于E,交直线l于点D,过M作轴,交抛物线于另一点N,过E作于点F若点M的横坐标为,试探究与之间的数量关系并说明理由【
17、答案】(1)(2);的坐标为;(3)理由见解析【分析】(1)根据抛物线的解析式直接写出顶点坐标即可;(2)把点代入,即可求解;利用等腰直角三角形的性质求得A的坐标,利用待定系数法求得直线的解析式,再求得点P的坐标,过点作轴于点H,证明,据此即可求解;(3)先后求得点M、D、E、F的坐标,据此求解即可【详解】(1)解:抛物线的顶点坐标为,故答案为:;(2)解:点代入得,解得,抛物线解析式为:;故答案为:;过点A作轴于点G,B,是以等腰直角三角形,A,设直线的解析式为,直线的解析式为,联立得,解得或(舍去),P,过点作轴于点H, 由题意得,A,P,的坐标为;(3)解:理由如下:C,设直线的解析式为
18、,点M的横坐标为,且点M在抛物线上,点M的坐标为,点D的横坐标为,且点D在直线上,点D的坐标为,解方程得或,点E的坐标为,点F的坐标为,【点睛】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,一次函数的性质,待定系数法,等腰直角三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题,属于中考压轴题10(2022广东高州市平山中学九年级阶段练习)如图,抛物线与x轴,y轴分别交于点A,B点,C三点(1)求抛物线的解析式;(2)将绕坐标原点O顺时针旋转,点C的对应点为点,点是否落在抛物线上?说明理由(3)P为抛物线上直线上方的一点,当四边形面积最大时,求点P的坐标;(4)点D在抛物线上,连
19、接在对称轴左侧的抛物线上是否存在一点P,满足?如果存在,请求出点P点的坐标;如果不存在,请说明理由【答案】(1)(2)点落在抛物线上,理由见解析(3)点P的坐标为(4)存在,P坐标为【分析】(1)把A、C两点坐标代入即可得解;(2)根据旋转可得点C的对应点,坐标代入抛物线解析式即可检验是否在抛物线上;(3)设点P的坐标为,根据,即可得到关于x的二次函数解析式,化成顶点式就可以得到面积的最大值和此时x的值,即点P的横坐标,再把x值代入所设的点P的纵坐标中即可得解;(4)首先把D点坐标代入抛物线解析式得到D,所以,根据坐标易得是等腰直角三角形,设与y轴交于点,通过证明,所以,得到点,从而计算出直线
20、直线解析式为,再与抛物线解析式构成方程组即可得解【详解】(1)解:将点A,C代入抛物线得,解得:,抛物线的解析式为;(2)解:将绕坐标原点O顺时针旋转,点C的对应点为点,则点,当时,点C落在抛物线上;(3)解:连接,设点P的坐标为,当,四边形面积最大,最大面积为,此时:点P纵坐标,即点P的坐标为;(4)解:存在,P坐标为理由如下:如图:点D在抛物线上,代入得:,D,点C,又点B坐标为,点C,设与y轴交于点,在CDB和CDB中,即点,所以直线解析式为,联立抛物线与直线解析式得:,解得:,(不合题意舍去),故点P坐标为【点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数的性质、全等三角形的判定和性
21、质、图形的旋转、面积的计算等,解题关键是化顶点式和待定系数法的运用11(2022广东惠州市惠阳区凤凰山学校九年级阶段练习)如图,抛物线 交 轴于 , 两点,交 轴于点 直线 经过点 ,(1)求抛物线的解析式;(2)过点 的直线交直线 于点 当 时,过抛物线上一动点 (不与点 , 重合),作直线 的平行线交直线 于点 ,若以点 , 为顶点的四边形是平行四边形,求点 的横坐标;连接 ,当直线 与直线 的夹角等于 的倍时,请直接写出点 的坐标【答案】(1)(2)点的横坐标为或或;点的坐标为 或【分析】(1)用待定系数法求解析式即可;(2)求出点坐标,判断出和均为等腰直角三角形,求出,利用平行四边形的
22、性质,得到,作轴交直线于,得到为等腰直角三角形,设,分点在直线上方和下方,两种情况进行讨论,利用含的式子表示为,进行求解即可;作于,轴于,作的垂直平分线交于,交于,分别求出坐标,进而求出的解析式,与直线联立,即可得到的坐标,在直线上作点关于点的对称点,利用中点坐标公式,求出的坐标,即可得解【详解】(1)当时,则,当 时,解得 ,则 ,把 , 代入 得 解得 抛物线解析式为 (2)解方程 得 ,则, , 为等腰直角三角形, , , 为等腰直角三角形, , 以点 , 为顶点的四边形是平行四边形, ,作轴交直线于,如图,则 ,设,则,当点在直线上方时,解得 ,当点在直线下方时,解得 ,综上所述点的横
23、坐标为:或或;作于,轴于,作的垂直平分线交于,交于,如图2,为等腰直角三角形,设解析式为:则:,解得:,为的中点, 设直线的解析式为 ;则: 解得;,又在直线上, ,解得:;在直线上作点关于点的对称点,则,设, , ,综上,点的坐标为 或 【点睛】本题考查二次函数的综合应用利用待定系数法,正确的求出函数解析式,利用数形结合和分类讨论的思想进行求解,是解题的关键12(2022湖北武汉九年级阶段练习)已知:抛物线与x轴相交于A、B两点,与y轴的交于点(1)求抛物线的解析式的一般式;(2)若抛物线第一象限上有一点P,满足,求P点坐标;(3)直线与抛物线交于E、F两点,当点B到直线l的距离最大时,求的
24、面积【答案】(1)(2)或(3)10【分析】(1)把C点坐标代入中求出a的值即可得到抛物线解析式;(2)分两种情况,当点P在直线的下方时,过点B作交CP的延长线于点E,过点E作轴于点M,由直角三角形的性质可求得,长,求出点E的坐标,可求出直线的解析式,联立直线和抛物线方程可求出点P的坐标;当点P在直线的上方时,过点B作交CP于点F,同理求出点F的坐标和直线的解析式,联立直线和抛物线方程可求得点P的坐标;(3)求出直线恒过定点,连结,当时,点B到直线的距离最大时,求出此时k的值,可求出点E,F的坐标,则的面积可求出【详解】(1)把代入,得,解得,所以抛物线解析式为,即;(2)当点P在直线的下方时
25、,如图1,过点B作交的延长线于点E,过点E作轴于点M,时,或,设直线的解析式为, ,解得: ,直线的解析式为,解得,把代入得, ;当点P在直线的上方时,过点B作交于点F,如图2,同理求出,求出直线的解析式为, ,解得:,综合以上可得点P的坐标为或;(3)直线,直线恒过定点,如图3,连结,当时,点B到直线的距离最大时,求出直线的解析式为,直线的解析式为, ,解得: , ,【点睛】本题考查了二次函数的综合题:熟练掌握二次函数图象上点的坐标特征和二次函数的性质;会利用待定系数法求直线和抛物线的解析式;能运用直角三角形的性质;理解坐标与图形性质,学会运用方程的思想和分类讨论的数学思想解决数学问题是关键
26、13(2022广东中山市三鑫学校九年级期中)如图,抛物线与y轴交于点C,与x轴交于A,B两点,点A在点B左侧点A的坐标为(1)求抛物线的解析式;(2)在直线下方的抛物线上是否存在一点P,使得的面积等于面积的三分之二?若存在,求出此时的长;若不存在,请说明理由(3)将直线绕着点C旋转得到直线l,直线l与抛物线的交点为M(异于点C),求M点坐标【答案】(1)抛物线的解析式为:;(2)不存在这样的点P,理由见解析;(3)M点坐标是或【分析】(1)根据点A的坐标为,可得出C点坐标,再把A、C两点的坐标代入抛物线求出a,c的值即可;(2)过点P作轴分别交线段于点N,利用待定系数法求出直线的解析式,故可得
27、出,再由,解一元二次方程即可得出结论;(3)分当直线绕着点C顺时针旋转时,当直线绕着点C逆时针旋转时,两种情况讨论,当直线绕着点C顺时针旋转时,过A作交于点K,作轴于点H,证明,可得,用待定系数法求出直线的解析式,与抛物线联立解交点即可得出M的坐标;当直线绕着点C逆时针旋转时,同样的方法可求解【详解】(1)解:,把点A,C的坐标代入,得,解得,抛物线的解析式为:;(2)解:不存在这样的点P,使得的面积等于面积的三分之二;理由:如图,过点P作轴分别交线段于点N抛物线的解析式为,令,则,解得,由题意得,即,设直线的解析式为,解得,故直线的解析式为:设,则,整理得,方程无实数根,不存在这样的点P,使
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