本题选自2022广西柳州中考数学压轴题,以二次函数为背景,考查周长的最值与直角三角形的存在性问题。
(2022·柳州)已知抛物线y=﹣x²+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(m,0)两点,与y轴交于点C(0,5).(2)如图1,点D是抛物线上位于对称轴右侧的一个动点,且点D在第一象限内,过点D作x轴的平行线交抛物线于点E,作y轴的平行线交x轴于点G,过点E作EF⊥x轴,垂足为点F,当四边形DEFG的周长最大时,求点D的坐标;(3)如图2,点M是抛物线的顶点,将△MBC沿BC翻折得到△NBC,NB与y轴交于点Q,在对称轴上找一点P,使得△PQB是以QB为直角边的直角三角形,求出所有符合条件的点P的坐标.
(1)待定系数法求函数的解析式,代入点A(﹣1,0)和C(0,5)的坐标即可得到这个抛物线的解析式为y=-x²+4x+5,b=4,c=5,m=5。(2)本题是求矩形的周长最值,点D是关键点,点D运动时,矩形的形状随点D的运动变化而变化。先设点D的坐标,再求出其它点的坐标,再表示周长,用代数法求解即可。
(3)题目已知直角三角形△PQB以QB为直角边,那么只需要分别过点Q或B作垂线即可。如上图所示,构造两个直角三角形。求点P的坐标方法有多种。
思路一:分别求出PQ或PB的直线解析式,然后令x=2即可得到点P的坐标。(建系法)思路二:设点P的坐标,然后利用勾股定理建立方程得到点P的坐标。(勾股法)
思路三:过点P作y轴的垂线,得到相似三角形。(相似法)如上图所示,构造两个直角三角形,因为BC与x轴的夹角为45°,所以可以得到两个三角形的全等的。点M的坐标为(2,9),那么就可以得到点N的坐标为(-4,3),那么根据相似等知识都可以得到点Q的坐标为(0,5/3)。
思路一:求出直线BQ的解析式为y=-1/3x+5/3,当∠BQP=90°时,得到PQ的解析式y=3x+5/3,
令x=2,可以得到y=23/3,即P(2,23/3)。思路二:
∴PQ²=2²+(p-5/3)²=p²-10/3p+61/9,当∠BQP=90°时,BP²=PQ²+BQ²,求得p=23/3。当∠QBP=90°时,PQ²=BP²+BQ²,求得p=-9。根据相似比,可以得到直角边,进而得到点P的坐标,可以口算。
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