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2020年中考数学二次函数压轴题之代数几何综合题

6.如图已知抛物线 y=ax2+bx+2 经过点 A(﹣4,0)和 B(1,0)两点,与 y 轴交于点 C.

(1)求抛物线的解析式;

(2)如图1,将直线 AC 沿 y 轴向下平移,得直线 BD,BD 与抛物线交于另一点 D,连接 CD,CD 与 x 轴交于点 E,试判定 △ADE 和 △ABD 是否相似,并说明理由.

(3)如图2,在(2)的条件下,设点 M 是 △ABD 的外心.点 Q 是线段 AE 上的动点(不与点 A,E 重合).

① 直接写出 M 点的坐标:   

② 设直线 MQ 的函数表达式为 y=kx+b.在射线 MQ 绕点 M 从 MA 旋转到 ME 的过程中,是否存在点 Q,使得 k 为整数.若存在,求出 Q 点的坐标;若不存在,请说明理由.

【解析】

解:

(1)设抛物线的解析式为 y= a(x﹣1)(x+4),将(0,2)代入解析式解得 a=-1/2,

∴ 抛物线解析式为 y=-1/2 x2 - 3/2 x + 2 ;

(2)设直线 AC 的解析式为 y=kx + b,将 A、C 坐标代入可得 k=1/2,b=2,

∴ 直线 AC 解析式为 y = 1/2 x + 2,

将直线 AC 平移后得到直线 BD,

∴ 直线 BD 的解析式为 y = 1/2 x - 1/2,

∴ 点 D 坐标为(﹣5,﹣3),

∴ 直线 CD 的解析式为 y= x + 2,

∴ 点 E 坐标为(﹣2,0),

∴ AE=2,AD=√10,BD=3√5,DE=3√2,AB=5,

∵ AE/AD = AD/AB , ∠DAE = ∠BAD,

∴ △ADE∽△ABD ;

(3)

点 M 是 △ABD 的外心,则点 M 在 AB 的垂直平分线上,

设点 M(-3/2,a),

∴ MD=MB,

∴ MD2=MB2,

∴ a = -5/2 ,

∴ M 点坐标为(-3/2,-5/2);

∵ A(﹣4,0),M(-3/2 , -5/2), E(-2 ,0),

∴ 可得直线 AM 的解析式为 y=﹣x﹣4,直线 EM 的解析式为 y=﹣5x﹣10,

∴ 可知当直线 MQ 的 k 值为整数时,k 值可以为﹣2,﹣3,﹣4,

当 k=﹣2 时,直线 MQ 为 y=﹣2x﹣11/2,点 Q 坐标为(﹣11/4,0);

当 k=﹣3 时,直线 MQ 为 y=﹣3x﹣7,点 Q 坐标为(-7/3,0);

当 k=﹣4 时,直线 MQ 为 y=﹣4x﹣17/2,点 Q 坐标为(-17/8,0);

∴ Q 点坐标为(﹣11/4,0)或(-7/3,0)或(-17/8,0).

【分析】

(1)

观察 A、B 两点的纵坐标都是 0 及 C(0,2),通过设出抛物线的两根式把 a 解出来,从而确定出抛物线的解析式,关键是要熟练掌握二次函数的图像和性质;

(2)

证明两个三角形相似,本题用的是 “两边对应成比例且夹角相等” 这一判定条件。

直线平移 K 值不变,关键是求出直线 BD 的解析式,从而联立抛物线求出点 D 的坐标来。

求直线 BD 的解析式 y = kx + b ,k = 1/2, b 是通过线段 OB 两边的直角三角形相似求出来的。

再把直线 CD 的解析式求出来,从而可求出点 E 的坐标,线段 AD 的长度是通过两点之间的距离公式求出来的,至此判定两边对应成比例的线段的长度都已经求出来了,从而可判定相似。

(3)

三角形的外心就是三角形外接圆的圆心,这个圆的圆心到三角形的三个顶点的距离都相等。

由图可知 AB 是外接圆的一条弦,由 “垂径定理” 可知点 M 在线段 AB 的垂直平分线上,从而通过坐标中点公式可求出点 M 的横坐标,在通过两点之间的距离公式建立关于点 M 的纵坐标的一个方程来,就可以求出点 M 的坐标;

点 Q 是线段 AE 上的动点(不与点 A,E 重合),先求出直线 AM 的解析式为 y=﹣x﹣4,直线 EM 的解析式为 y=﹣5x﹣10,可知 -5 < k < -1 , 结合题目条件可知 K 的取值有三种情况,把每种情况的函数解析式求出来,从而可求出点 Q 的坐标。

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