因動(dòng)點(diǎn)產(chǎn)生的直角三角形問題是中考試卷的考查熱點(diǎn). 解決這類問題時(shí),我們常常需要分三種情況討論,即究竟哪個(gè)角是直角.
一、 構(gòu)造輔助線,借用相似解決問題
例1 (2013·山西?。┤鐖D1,拋物線y=x2-x-4與x軸交于A、B兩點(diǎn)(點(diǎn)B在點(diǎn)A的右側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,連接BC,以BC為一邊,點(diǎn)O為對稱中心作菱形BDEC,點(diǎn)P是x軸上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(m, 0),過點(diǎn)P作x軸的垂線l交拋物線于點(diǎn)Q.
(1) 求點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo);
(2) 當(dāng)點(diǎn)P在線段OB上運(yùn)動(dòng)時(shí),直線l分別交BD、BC于點(diǎn)M、N. 試探究m為何值時(shí),四邊形CQMD是平行四邊形,此時(shí),請判斷四邊形CQBM的形狀,并說明理由;
(3) 當(dāng)點(diǎn)P在線段EB上運(yùn)動(dòng)時(shí),是否存在點(diǎn)Q,使△BDQ為直角三角形,若存在,請直接寫出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【思路點(diǎn)撥】
1. 第(2)題先用含m的式子表示線段MQ的長,再根據(jù)MQ=DC列方程. 要判斷四邊形CQBM的形狀,最直接的方法就是根據(jù)求得的m的值作一個(gè)準(zhǔn)確的示意圖,先得到結(jié)論.
2. 第(3)題△BDQ為直角三角形要分兩種情況求解,一般過直角頂點(diǎn)作坐標(biāo)軸的垂線可以構(gòu)造相似三角形.
【解答過程】(1) 由y=x2-x-4=(x+2)(x-8),得A(-2,0),B(8,0),C(0,-4).
【技巧說明】討論直角的時(shí)候,通常題目討論的直角三角形的兩條直角邊并不與坐標(biāo)軸平行(如圖4),這時(shí)我們可構(gòu)造如圖5的基本圖形,將∠ACB是不是直角的討論,轉(zhuǎn)化為討論△ACF與△CBE是否相似. 將斜著的線段AC、CB,轉(zhuǎn)化為平行于坐標(biāo)軸的線段AF、CF、CE、BE.
二、 借用直徑所對的圓周角是直角,討論三角形有沒有可能是直角三角形
(1) 當(dāng)k=-2時(shí),求反比例函數(shù)的解析式;
(2) 要使反比例函數(shù)與二次函數(shù)都是y隨x增大而增大,求k應(yīng)滿足的條件以及x的取值范圍;
(3) 設(shè)二次函數(shù)的圖像的頂點(diǎn)為Q,當(dāng)△ABQ是以AB為斜邊的直角三角形時(shí),求k的值.
【思路點(diǎn)撥】
1. 由點(diǎn)A(1,k)或點(diǎn)B(-1,-k)的坐標(biāo)可以知道,反比例函數(shù)的解析式就是y=. 題目中的k都是一致的.
2. 由點(diǎn)A(1,k)或點(diǎn)B(-1,-k)的坐標(biāo)還可以知道,A、B關(guān)于原點(diǎn)O對稱,以AB為直徑的圓的圓心就是O.
3. 根據(jù)直徑所對的圓周角是直角,當(dāng)Q落在☉O上時(shí),△ABQ是以直徑AB為斜邊的直角三角形.
【解答過程】(1) 因?yàn)榉幢壤瘮?shù)的圖像過點(diǎn)A(1,k),所以反比例函數(shù)的解析式是y=. 當(dāng)k=-2時(shí),所求解析式是y=-.
(2) 在反比例函數(shù)y=中,如果y隨x增大而增大,那么k<0,且x的范圍是(-∞,0)或(0,∞).
當(dāng)k<0時(shí),拋物線的開口向下,在對稱軸左側(cè),y隨x增大而增大.
【技巧說明】要判定∠AQB=90°,只需保證OQ=OA=OB即可,因?yàn)楫?dāng)OB=OQ、OA=OQ時(shí),∠A=∠OQA,∠OBQ=∠OQB,即可證明∠AQB=90°. 這也是直角三角形常用的判定方法之一.
當(dāng)然,討論直角三角形的時(shí)候,如果能設(shè)出三角形三個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo),也可以利用兩點(diǎn)間距離公式分別求出三角形三邊長,如果兩邊的平方和等于第三邊的平方,那么這個(gè)三角形是直角三角形.
(作者單位:江蘇省海安縣仇湖初級中學(xué))