劉從凱
二次函數(shù)是初中數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)的一個(gè)樞紐,在中考中占舉足輕重的地位,二次函數(shù)綜合題更成了歷年來各省市中考試題中常見的重要題型.今天讓我們一起來領(lǐng)略二次函數(shù)與三角形的綜合題在中考中的風(fēng)采吧!
一、二次函數(shù)與直角三角形
例1 (2017·徐州)已知二次函數(shù)y=[49]x2-4的圖像與x軸交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,⊙C的半徑為[5],P為⊙C上一動(dòng)點(diǎn).
(1)點(diǎn)B,C的坐標(biāo)分別為B( ),C( );
(2)是否存在點(diǎn)P,使得△PBC為直角三角形?若存在,求出點(diǎn)P坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【解析】(1)令y=0,則x=±3,令x=0,則y=-4,∴B(3,0),C(0,-4).
(2)存在點(diǎn)P,使得△PBC為直角三角形.
①當(dāng)PB與⊙C相切時(shí),△PBC為直角三角形,如圖1,連接BC,
∵OB=3,OC=4,∴BC=5,
∵CP2⊥BP2,CP2=[5],∴BP2=[25],
過P2作P2E⊥x軸于E,P2F⊥y軸于F,
則△CP2F∽△BP2E,相似比為1∶2,
設(shè)OF=P2E=2x,則OE=FP2=x,
∴[BECF]=[3-x2x-4]=2,∴x=[115],
∴P2([115],[-225]),
過P1作P1G⊥x軸于G,P1H⊥y軸于H,
同理求得P1(-1,-2).
②當(dāng)BC⊥PC時(shí),△PBC為直角三角形,
如圖2,過P4作P4H⊥y軸于H,
則△BOC∽△CHP4,
∴[CHOB]=[P4HOC]=[P4CBC]=[55],
可得P4([455],[-355]-4),
同理P3([-455],[355]-4).
【點(diǎn)評(píng)】第(2)問要根據(jù)直角頂點(diǎn)進(jìn)行分類討論,當(dāng)點(diǎn)P為直角頂點(diǎn)時(shí),PB與⊙C相切,當(dāng)點(diǎn)C為直角頂點(diǎn)時(shí),根據(jù)相似三角形的判定和性質(zhì)即可得到結(jié)論.
二、二次函數(shù)與等腰三角形
例2 (2017·南寧)如圖3,拋物線y=ax2-[23]ax-9a與坐標(biāo)軸交于A,B,C三點(diǎn),其中C(0,3),∠BAC的平分線AE交y軸于點(diǎn)D,交BC于點(diǎn)E,過點(diǎn)D的直線l與射線AC,AB分別交于點(diǎn)M,N.
(1)直接寫出a的值、點(diǎn)A的坐標(biāo)及拋物線的對(duì)稱軸;
(2)點(diǎn)P為拋物線的對(duì)稱軸上一動(dòng)點(diǎn),若△PAD為等腰三角形,求出點(diǎn)P的坐標(biāo).
【解析】(1)∵C(0,3),
∴-9a=3,解得:a=[-13].
令y=0可得:點(diǎn)A([-3],0),B([33],0).
拋物線的對(duì)稱軸為x=[3].
(2)∵OA=[3],OC=3,∴∠CAO=60°.
∵AE為∠BAC的平分線,
∴∠DAO=30°,∴DO=1.
設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為([3],a).
依據(jù)兩點(diǎn)間的距離公式可知:AD2=4,AP2=12+a2,DP2=3+(a-1)2.
當(dāng)AD=PA時(shí),4=12+a2,方程無解;
當(dāng)AD=DP時(shí),4=3+(a-1)2,解得a=2或a=0;
當(dāng)AP=DP時(shí),12+a2=3+(a-1)2,解得a=-4.
∴點(diǎn)P([3],2)或([3],0)或([3],-4).
【點(diǎn)評(píng)】在問題(1)中要注意待定系數(shù)法的應(yīng)用,分類討論是解答問題(2)的關(guān)鍵.
三、二次函數(shù)與相似三角形
例3 (2017·海南)拋物線y=ax2+bx+3經(jīng)過點(diǎn)A(1,0)和點(diǎn)B(5,0).
(1)求該拋物線所對(duì)應(yīng)的函數(shù)解析式.
(2)該拋物線與直線y=[35]x+3相交于C、D兩點(diǎn),點(diǎn)P是拋物線上的動(dòng)點(diǎn)且位于x軸下方,直線PM∥y軸,分別與x軸和直線CD交于點(diǎn)M、N.連接PB,過點(diǎn)C作CQ⊥PM,垂足為點(diǎn)Q,如圖4,是否存在點(diǎn)P,使得△CNQ與△PBM相似?若存在,求出滿足條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,說明理由.
【解析】(1)∵拋物線y=ax2+bx+3經(jīng)過點(diǎn)A(1,0)和點(diǎn)B(5,0),
∴該拋物線解析式為y=[35]x2-[185]x+3.
(2)存在.∵∠CQN=∠PMB=90°,
∴當(dāng)△CNQ與△PBM相似時(shí),有[NQCQ]=[PMBM]或[NQCQ]=[BMPM]兩種情況,
設(shè)N(t,[35]t+3),P(t,[35]t2-[185]t+3),
∴CQ=t,NQ=[35]t,∴BM=5-t,
PM=[35t2-185t+3]=[-35t2+185t-3],
當(dāng)[NQCQ]=[PMBM]時(shí),解得t=2或t=5(舍去),此時(shí)P(2,[-95]);
當(dāng)[NQCQ]=[BMPM]時(shí),解得t=[349]或t=5(舍去),此時(shí)P([349],[-5527]).
【點(diǎn)評(píng)】在(1)中我們要注意待定系數(shù)法的應(yīng)用;在(2)中我們利用P、N點(diǎn)坐標(biāo),可以分別表示出線段的長,利用相似三角形的性質(zhì)確定出相應(yīng)線段的比,從而列出方程求解即可.要注意當(dāng)兩相似三角形有一組角對(duì)應(yīng)相等的時(shí)候,需分兩種情況進(jìn)行討論.
(作者單位:江蘇省宿遷市宿豫區(qū)實(shí)驗(yàn)初級(jí)中學(xué))endprint