专题43 二次函数中的相似三角形问题(解析版).docx
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- 专题43 二次函数中的相似三角形问题解析版 专题 43 二次 函数 中的 相似 三角形 问题 解析
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1、专题43 二次函数中的相似三角形问题 【题型演练】一、解答题1(2022山东济南统考模拟预测)如图,直线与x轴交于点,与y轴交于点B,抛物线经过点A,B (1)求点B的坐标和抛物线的解析式;(2)M为线段上一动点,过点M且垂直于x轴的直线与直线及抛物线分别交于点P,N若以B,P,N为顶点的三角形与相似,求点M的坐标;(3)将抛物线在之间的部分记为图象L,将图象L在直线上方部分沿直线翻折,其余部分保持不动,得到一个新的函数图象,记这个函数的最大值为a,最小值为b,若,请直接写出t的取值范围【答案】(1);(2)或(3)【详解】(1)解:将代入得,解得,直线的解析式为,将代入得,点B坐标为将代入得
2、:,解得,抛物线的解析式为(2)解:, 当时, ,此时;当时, ,如图,当时,点B,N关于抛物线对称轴对称,抛物线对称轴为直线,点B坐标为,点N坐标为,点M坐标为;如图,当时, ,作轴于点C,设,则,即,解得或0(舍去), 点M坐标为;综上所述,点M坐标为或;(3)解:,抛物线顶点坐标为,翻折后顶点坐标为,当点A为最低点时,解得,令,解得,【点睛】本题考查二次函数的综合应用,解题关键是掌握待定系数法求函数解析式,掌握相似三角形的性质,通过分类讨论求解2(2022河南郑州统考一模)已知,二次函数的图象与轴交于A,两点(点A在点的左边),与轴交于点,点A的坐标为,且(1)求二次函数的解析式;(2)
3、当时,求二次函数的最大值和最小值分别为多少?(3)设点与点关于该抛物线的对称轴对称在轴上是否存在点,使与相似,且与是对应边?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由【答案】(1)(2)函数的最大值为5,最小值为(3)存在,或【分析】(1)先求出点C的坐标,得到点B的坐标,再将点A、B的坐标代入解析式计算即可;(2)将函数解析式化为顶点式,根据函数的性质解答即可;(3)存在点,设,根据相似三角形对应边成比例列得,代入数值求出m即可【详解】(1)二次函数的图象与轴交于点,点在点的左边,又点A的坐标为,由题意可得:,解得:二次函数的解析式为(2),二次函数顶点坐标为,当时,当时,随着的增大而减小,
4、当时,当时,随着的增大而增大,当时,当时,函数的最大值为5,最小值为(3)存在点,如图,设,且与是相似三角形的对应边,即:,解得:或,或【点睛】此题考查了二次函数与图形问题,待定系数法求二次函数的解析式,二次函数的对称性,相似三角形的性质,二次函数的最值,正确掌握二次函数的综合知识是解题的关键3(2022山东德州统考二模)如图,抛物线经过,三点(1)求出抛物线的解析式;(2)P是抛物线在第一象限上的一动点,过P作PMx轴,垂足为M,是否存在P点,使得以A,P,M为顶点的三角形与OAC相似?若存在,请求出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由;(3)若抛物线上有一点D(点D位于直线AC的上方
5、且不与点B重合)使得,直接写出点D坐标【答案】(1)(2)存在,(2,1)(3)点的坐标为(3,1)【分析】(1)把A、B、C坐标代入解析式即可确定出解析式;(2)存在P点,使得以A,P,M为顶点的三角形与OAC相似,首先根据点P的位置求得点m的取值范围,然后由相似三角形的两种情况进行分类讨论;(3)过D作y轴的平行线交AC于E利用待定系数法求得直线的解析式为再利用三角形面积公式列式求解即可【详解】(1)解:该抛物线过点A(4,0),B(1,0),C(0,-2),将A(4,0),B(1,0),C(0,-2)代入解析式,得,解得,此抛物线的解析式为;(2)解:存在如图,设点的横坐标为,是抛物线段
6、上一动点,则点的纵坐标为,当时,又,当时,即解得,(舍去),P(2,1);当时,即解得,(均不合题意,舍去)当时,P(2,1)综上所述,符合条件的点P的坐标为(2,1);(3)解:如图,设点的横坐标为,则点的纵坐标为过D作y轴的平行线交AC于E设直线AC解析式为,将A与C坐标代入得:,解得:,直线的解析式为点的坐标为,又解得,当时,点与点重合,不符合题意,当t=3时,y=1,点的坐标为(3,1)【点睛】此题属于二次函数综合题,涉及的知识有:二次函数图象与性质,待定系数法求二次函数解析式,相似三角形的判定与性质,熟练掌握各自的性质是解本题的关键4(2022山东聊城统考三模)如图,抛物线y= x2
7、+bx+c的顶点D坐标为(1,4),且与轴相交于A,B两点点A在点B的左侧,与y轴相交于点C,点E在x轴上方且在对称轴左侧的抛物线上运动,点F在抛物线上并且和点E关于抛物线的对称轴对称,作矩形EFGH,其中点G,H都在x轴上(1)求抛物线解析式;(2)设点F横坐标为m,用含有m的代数式表示点E的横坐标为_(直接填空);当矩形EFGH为正方形时,求点G的坐标;连接AD,当EG与AD垂直时,求点G的坐标;(3)过顶点D作DMx轴于点M,过点F作FPAD于点P,直接写出DFP与DAM相似时,点F的坐标【答案】(1)(2);点坐标为;点坐标为(,0)(3)点坐标为(,)【分析】(1)根据题意设顶点式即
8、可抛物线解析式;(2)根据点F在抛物线上,设F(m,)(),则E(,),由矩形为正方形,可得,列方程即可求解;连接AD,当EG与AD垂直时,证明RtGEHRtDAM,得出,列方程即可求解;(3)设AD交于,根据题意可得DFQ为等腰三角形,则,求得直线的解析式为,继而求得(,),根据,列方程即可求解(1)解:由题意得:抛物线解析式为,即(2)设F(m,)(),则E(,),故答案为:;矩形为正方形,即,整理得(舍去),点坐标为; 且轴,RtGEHRtDAM,即,即,整理得,解得(舍去),点坐标为(,0);(3)F点坐标为(,) 设AD交于,如图,DFP与相似,1=3,1=2,2=3,而,DFQ为等
9、腰三角形,设直线的解析式为,把,代入得,解得,直线的解析式为,当时,解得,则(,),而,而,整理得,解得(舍去),点坐标为(,)【点睛】本题考查了二次函数综合运用,正方形的性质,相似三角形的性质与判定,熟练运用已学知识是解题的关键5(2022辽宁丹东校考一模)已知抛物线经过点,与x轴交于另一点C,连接(1)求抛物线的解析式;(2)如图,P是第一象限内抛物线上一点,且,求直线的表达式;(3)在抛物线上是否存在点D,直线交x轴于点E,使与以A,B,C,E中的三点为顶点的三角形相似(不重合)?若存在,请直接写出点D的坐标;若不存在,请说明理由【答案】(1)(2)(3)或【分析】(1)利用待定系数法求
10、抛物线的解析式;(2)令求抛物线与x轴的交点C的坐标,作和的高线,根据面积相等可得,证明,则,根据三角函数列式可得P的坐标,利用待定系数法求一次函数的解析式;(3)先利用概率的知识分析A,B,C,E中的三点为顶点的三角形,有两个三角形与有可能相似,即和,当与以A,B,C中的三点为顶点的三角形相似,如图2,根据存在公共角,可得,列比例式可得E的坐标,利用待定系数法求直线BE的解析式,与抛物线列方程组可得交点D的坐标;当与以B,C、E中的三点为顶点的三角形相似,如图3,同理可得结论【详解】(1)解:把点代入,得,解得:,抛物线的解析式为:;(2)解:当时,解得:或4,如图1,过O作于E,过C作于F
11、,设交x轴于G,设,过P作轴于M,(舍),设直线AP的解析式为,;(3)解:以A,B,C,E中的三点为顶点的三角形有共4个,其中重合,不符合条件,不能构成三角形,当与以A,B,C,E中的三点为顶点的三角形相似,存在两个三角形:和,当与以A,B,C中的三点为顶点的三角形相似,如图2,由待定系数法可求的解析式为:,则,(舍),;当与以B,C、E中的三点为顶点的三角形相似,如图3,此时E在C的左边,当时,设,中,由勾股定理得:,或,或是钝角,此时与以B,C、E中的三点为顶点的三角形不相似,如图4,;由待定系数法可求的解析式为:,或0(舍);同理可得E在C的右边时,设,中,由勾股定理得:,(舍)或,B
12、EC是钝角,此时ABE与以B,C、E中的三点为顶点的三角形不相似,综上,点D的坐标为或【点睛】本题考查的是二次函数的综合应用,解答本题主要应用了待定系数法求二次函数的解析式,一次函数的解析式,相似三角形的性质和判定,一元二次方程的解法,三角形面积以及勾股定理,分类讨论是解(3)的关键6(2022山东济南统考一模)如图,抛物线与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,已知A,B两点坐标分别是,连接(1)求抛物线的表达式;(2)将沿所在直线折叠,得到,点A的对应点D是否落在抛物线的对称轴上?若点D在对称轴上,请求出点D的坐标;若点D不在对称轴上,请说明理由;(3)若点P是抛物线位于第二象限图象上的一动点
13、,连接交于点Q,连接BP,的面积记为,的面积记为,求的值最大时点P的坐标【答案】(1)(2)点不在抛物线的对称轴上,理由见解析(3)【分析】(1)利用待定系数法可求得函数的表达式;(2)抛物线的表达式为,可证明,继而可证,则将沿所在直线折叠,点D一定落在直线上,延长至D,使,过点D作轴交y轴于点E,可证,可得点D横坐标则可判断D点是否在抛物线对称轴上;(3)先求出过点、的直线解析式,分别过A、P作x轴的垂线,利用解析式,用同一个字母m表示出P,N的坐标,再证明,进而用m表示出的值,根据二次函数的性质可以确定出的最大值,进而可确定出此时的P点坐标【详解】(1)解:抛物线过点, 解得:, 抛物线的
14、表达式为(2)解:点不在抛物线的对称轴上,理由是:抛物线的表达式为,点坐标为 ,又,将沿所在直线折叠,点一定落在直线上,延长至,使,过点作轴交轴于点又,则点横坐标为, 抛物线的对称轴为直线,点不在抛物线的对称轴上(3)解:设过点、的直线表达式为,解得:,过点、的直线解析式为过点作轴的垂线交的延长线于点,当时,点坐标为,过点作轴的垂线交于点,设点坐标为,则点坐标为, ,若分别以、为底计算和的面积(同高不等底),则与的面积比为,即, ,当时,的最大值为,此时点坐标为【点睛】本题考查了待定系数法求解析式,相似三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,三角形面积的计算,二次函数中常见辅助线的作法,利
15、用点的坐标表示线段的长度,确定函数最值,关键在于作出垂线段利于用点的坐标表示相关线段的长度7(2022山东济南模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,直线l与抛物线相交于两点(1)求出抛物线的解析式;(2)在坐标轴上是否存在点D,使得是以线段为斜边的直角三角形?若存在,求出点D的坐标;若不存在,说明理由;(3)点P是线段上一动点,(点P不与点A、B重合),过点P作,交第一象限内的抛物线于点M,过点M作轴于点C,交于点N,若的面积满足,求出的值,并求出此时点M的坐标【答案】(1)(2)存在,D点坐标为或或(3),M点坐标为【分析】(1)利用待定系数法来求解;(2)分两种情况来求解:点
16、D在x轴上和点D在y轴上当点D在x轴上时,过点A作轴于点D,易求D点的坐标;当点D在y轴上时,设,在中利用勾股定理可求得d的值,可的答案;(3)过P作于点F,易证,从而得到,在中和在中利用三角函数得出,设,则,利用和之间的面积关系,进而表示出M的坐标,再根据M点在抛物线上求出a的值,进而得到答案【详解】(1)解:两点在抛物线的图像上, ,解得 ,抛物线解析式为;(2)解:存在三个点满足题意,理由如下:当点D在x轴上时,如图1,过点A作ADx轴于点D,D坐标为;当点D在y轴上时,设,则,且,是以为斜边的直角三角形,即,解得,或D点坐标为或;综上可知存在满足条件的D点,其坐标为或或;(3)解:如图
17、2,过P作于点F,在中,设,则,在中,M点坐标为,又M点在抛物线上,代入可得,解得或(舍去),点M的坐标为【点睛】本题主要考查二次函数图像综合问题,涉及三角函数的计算及相似三角形的判定及性质的运用,能够熟练运用数形结合思想是解题关键8(2022江苏无锡无锡市天一实验学校校考模拟预测)如图,抛物线与轴的一个交点为,与轴的交点为,对称轴与轴交于点(1)求抛物线的解析式;(2)点为轴正半轴上的一个动点,连接,过点作的垂线,与抛物线的对称轴交于点,连接若与相似,求点的坐标;若点在轴正半轴上运动到某一位置时,有一边与线段相等,并且此时有一边与线段具有对称性,我们把这样的点称为“对称点”,请直接写出“对称
18、点”的坐标【答案】(1)(2)M点的坐标为或 ;M点的坐标为或或【分析】(1)利用待定系数法去求抛物线解析式;(2)先求出抛物线的对称轴为,作直线于点D,作于E,根据相似三角形的判定和性质进行如下的分类讨论即可:(1)当时,(2)当时进行求解即可;先确定进行如下的分类讨论即可:(1)当时,(2)当时,(3)当时进行求解即可【详解】(1)将点,分别代入得,解得,抛物线的解析式为;(2)抛物线的对称轴为直线,作直线于点D,作于E,当,即,如图1,而,此时M点的坐标为,当,即,如图2,同理可得,而,此时M点的坐标为,综上所述,M点的坐标为或;,当时,此时点M的坐标为;当时,点N与点P重合,则,此时M
19、点的坐标为;当时,在中,即,解得,此时点M的坐标为,综上所述,M点的坐标为或或【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函数解析式;会灵活应用相似三角形的判定和性质进行几何计算;理解坐标与图形的性质;会利用分类讨论的思想解决数学问题9(2022四川成都成都市树德实验中学校考模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与两坐标轴分别相交于三点(1)求证:;(2)点是第一象限内抛物线上的动点,过点作轴的垂线交于点,交轴于点求的最大值;点是的中点,若以点为顶点的三角形与相似,求点的坐标【答案】(1)见解析(2);或【分析】(1)分别计算三
20、点的坐标,再利用勾股定理求得的长,最后利用勾股定理逆定理解题;(2)先解出直线的解析式,设,得出,由,得出利用二次函数的配方法求最值;根据直角三角形斜边的中线性质,解得的长,再证明,再分两种情况讨论以点为顶点的三角形与相似,结合相似三角形对应边成比例性质解题即可【详解】(1)解:令,得,令得,(2)设直线的解析式为:,代入,得,设,即的最大值为9;点是的中点,在中,即为等腰三角形,若以点为顶点的三角形与相似,则,又,或,经检验:不符合题意,舍去,又,整理得,或,同理:不合题意,舍去,综上所述,或【点睛】本题考查二次函数的图象与性质、平行线分线段成比例,相似三角形的判定与性质、直角三角形斜边中线
21、的性质、勾股定理及其逆定理、二次函数的最值、解一元二次方程等知识,掌握相关知识是解题关键10(2022湖南株洲统考模拟预测)已知抛物线与轴有两个交点(1)求实数的取值范围;(2)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于两点(点在原点的左边,点在原点的右边),与轴的负半轴交于点,连接,且满足,求抛物线的解析式;(3)如图2,在(2)的条件下,直线,直线交抛物线于两点(点在点的左边),直线交轴于点,直线交轴于点,设的纵坐标分别为、,试问是否为定值?若是定值,求出其定值,若不是定值,请说明理由【答案】(1);(2);(3)是定值,【分析】(1)根据抛物线与轴有两个交点可知,求解即可;(2)根据题意
22、可知,得出,从而得出,求解根据得出的值,则解析式可得;(3)先根据二次函数解析式求出点的坐标,根据待定系数法求出直线的解析式,设直线的解析式,连立二次函数与一次函数可得,根据根与系数的关系可得,过点D作轴于点,过点作轴于点,则可证明,则,即,解出的值,同理得出的值,相加即可【详解】(1)解:抛物线与轴有两个交点,解得,实数的取值范围为;(2),则,即,解得,则抛物线的解析式为;(3)是定值,理由如下:当时,有,解得,设直线的解析式为:,则,解得:,直线的解析式为:,设直线的解析式,联立得,则,过点D作轴于点,过点作轴于点,则,解得,同理,则,【点睛】本题考查了二次函数综合题,二次函数与坐标轴的
23、交点问题,相似三角形的判定与性质,一元二次方程根与系数的关系,解直角三角形,熟练掌握二次函数的性质以及相似三角形的判定与性质是解本题的关键11(2022黑龙江绥化校考三模)如图,抛物线经过三点(1)求出抛物线的解析式;(2)在直线上方的抛物线上有一点D,使得的面积最大,求出点D的坐标;(3)P是直线x=1右侧的抛物线上一动点,过P作轴,垂足为M,是否存在P点,使得以为顶点的三角形与相似?若存在,请求出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由【答案】(1)抛物线的解析式为(2)(3)符合条件的点P为或【分析】(1)本题需先根据已知条件,过C点,设出该抛物线的解析式为,再根据过两点,即可得出结果
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