专题七二次函数等腰三角形的存在性问题ppt课件.ppt
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1、专题七 二次函数综合题,类型一等腰三角形的存在性问题(遵义2017.27(1),2014.27(2);铜仁2015.25(2);安顺2017.26(2),【方法指导】,典例精讲,例 如图,直线yx3与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线yax2bxc经过点A、C,与x轴交于另一点B,且B(1,0)(1)求该抛物线的解析式;【思维教练】,例题图,解:把y0代入yx3中,得0 x3,解得x3,点A坐标为(3,0),把x0代入yx3中,得y033,点C坐标为(0,3),把A(3,0),B(1,0),C(0,3),分别代入yax2bxc中,得 ,解得 ,抛物线的解析式为yx22x3;,(2)点D是y轴
2、上一动点,若BDCD,求此时点D的坐标;【思维教练】,例题图,解:如解图,设D(0,d ),在RtODB中,ODd,OB1,BD2OD2OB2d 21,CD2(3d )2,BDCD,d21(3d )2,解得d ,点D的坐标为(0, );,例题解图,(3)在抛物线上是否存在点E,使EAC是以AC为底的等腰三角形?若存在,求出点E的坐标;,例题图,【思维教练】若EAC是以AC为底的等腰三角形,则EAEC,即点E在线段AC的垂直平分线上,又因为点E在抛物线上,所以作线段AC的垂直平分线与抛物线的交点即为所求,解:存在如解图,过点O作OHAC于点H,交抛物线于点E1,E2,连接E1A,E1C,E2A,
3、E2C.OAOC3,OHAC,AHCH,OH是AC的垂直平分线,E1AE1C,E2AE2C,易知直线OH的函数解析式为yx,,例题解图,联立 ,解得 , ,综上所述,存在点E,使EAC是以AC为底的等腰三角形,点E的坐标为E1( , ),E2 ( , ) ;,例题解图,(4)点F是直线AC上一动点,连接BC,若BCF是以BC为腰的等腰三角形,求出点F的坐标;,例题图,【思维教练】BCF是以BC为腰的等腰三角形,则有2种情况,即BCBF或CFCB.所以找点方法如下:以B为圆心,BC长为半径画弧,与直线AC的交点即为所求;以C为圆心,CB长为半径画弧,与直线AC的交点即为所求,解:如解图,当B为顶
4、角顶点时,以B为圆心,BC长为半径画弧,交直线AC于点F1,设F1( f, f3),由题意可得,BC210, ( f1)2( f3)22 f 24 f10,BCBF1,BC2 ,102 f 24 f10,解得 f10(舍去), f22,F1(2,1);,例题解图,如解图,当C为顶角顶点时,以C为圆心,CB长为半径画弧,交直线AC于点F2,F3,设F(m,m3),由题意可得,CF2m2(m33)22m2,BC210,CFCB,2m210,解得m1 ,m2 ,F2( , 3),F3( , 3)综上所述,满足条件的点F的坐标为F1(2,1),F2( , 3),F3( , 3);,例题解图,(5)点G
5、是抛物线对称轴上一动点,若ACG为等腰三角形,求出点G的坐标【思维教练】动点G在抛物线对称轴上,可以先设出其点坐标,再把ACG的三边用含字母的代数式表示出来,ACG为等腰三角形,腰和底不确定,所以需分AGAC;CACG;GAGC三种情况列方程求解,例题图,解:如解图,抛物线yx22x3的对称轴是直线x 1,设G(1,n),则有AC2323218,AG21(3)2n24n2,CG212(n3)2n26n10,当ACG是等腰三角形时,情况有3种:当AGAC时,以A为圆心,AC长为半径作弧,交对称轴于G1、G2,则4n218,解得n ,G1(1, ),G2(1, );,例题解图,当CACG时,以C为
6、圆心,CA长为半径作弧,交对称轴于G3、G4,则18n26n10,解得n3 ,G3(1,3 ),G4(1,3 );当GAGC时,作AC的垂直平分线交对称轴于G5,则4n2n26n10,解得n1,G5(1,1)综上所述,满足条件的点G的坐标为G1(1, ),G2(1, ),G3(1,3 ),G4(1,3 ),G5(1,1),针对演练,1. 如图,在平面直角坐标系中,二次函数yax2bxc交x轴于点A(4,0)、B(2,0),交y轴于点C(0,6),在y轴上有一点E(0,2),连接AE.(1)求二次函数的表达式;(2)若点D是第二象限抛物线上的一个动点,求ADE面积的最大值; (3)抛物线对称轴上
7、是否存在点P,使AEP为等腰三角形,若存在,请直接写出所有P点的坐标,(2)设直线AE的解析式为ykxb,将点A(4,0),E(0,2)代入 ykxb中,得 ,解得 ,,解:(1)由题意可得: ,解得 , 二次函数的解析式为 ;,AE所在直线解析式为y x2,如解图,过点D作DN与y轴平行,交AE于点F,交x轴于点G,过点E作 EHDF,垂足为H,设D点坐标为(x0, ),则F点坐标为(x0, ),则DF ,又SADESADFSEDF,第1题解图,SADE DFAG DFEH 4DF2( ) ,当x0 时,ADE的面积取得最大值 ;,(3)存在,点P的坐标为(1,1)或(1, )或(1, )或
8、(1,2 )或(1,2 ),【解法提示】根据抛物线解析式可得对称轴为直线x1,又A(4,0),E(0,2),当APAE时,设点P坐标为(1,m),则AP2AE2,即32m2(4)2(2)2,,解得m ,点P的坐标为(1, )或(1, );当EPAE时,设点P坐标为(1,n),则EP2AE2,即12(2n)2(4)2(2)2,解得n2 ,点P 的坐标为(1,2 )或(1,2 );当APEP时,设点P坐标为(1,t),则AP2EP2,即9t21(t2)2,,解得t1,点P的坐标为(1,1)综上所述,抛物线对称轴上存在点P,使AEP为等腰三角形,点P的坐标为(1,1)或(1, )或(1, )或(1,
9、2 )或(1,2 ).,2. 如图,抛物线y x2 x4与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,连接AC,BC.点P是第四象限内抛物线上的一个动点,点P的横坐标为m,过点P作PMx轴,垂足为点M,PM交BC于点Q,过点P作PEAC交x轴于点E,交BC于点F.(1)求A,B,C三点的坐标;(2)试探究在点P运动的过程中,是否存在这样的点Q,使得以A,C,Q为顶点的三角形是等腰三角形若存在,请直接写出此时点Q的坐标; 第2题图(3)请用含m的代数式表示线段QF的长,并求出m为何值时QF有最大值,(2)存在,点Q( , 4)或(1,3);,解:(1)令y0,得 x2 x40.解得x
10、13,x24.点A在点B的左侧,点A,B的坐标分别为A(3,0),B(4,0)令x0,得y4.点C的坐标为(0,4);,【解法提示】设直线BC的解析式为ykxb,将B(4,0),C(0,4)代入ykxb,得,, 解得 ,直线BC的解析式为yx4,点Q在直线BC上,且点Q的横坐标等于点P的横坐标m,点Q的坐标为(m,m4),A(3,0),C(0,4),AC2OA2OC2324225,CQ2(m0)2m4(4)22m2,AQ2m(3)2(m4)22m22m25,,要使以A,C,Q为顶点的三角形为等腰三角形,可分三种情况讨论,()当ACCQ时,即AC2CQ2,252m2,解得m1 ,m2 ,点Q在第
11、四象限,m0,m40,0m4,mm1 ,m4 4,点Q1的坐标为( , 4);()当ACAQ时,即AC2AQ2,252m22m25,解得m30,m41,,点Q在第四象限,当m0时,不合题意舍去,m4143,点Q2的坐标为(1,3);()当AQCQ时,即AQ2CQ2,2m22m252m2,解得m5 ,当m 时,m4 ,此时点Q在第一象限,不合题意,舍去综上所述,满足使得以A,C,Q为顶点的三角形为等腰三角形的点Q坐标为( , 4)或(1,3);,(3)如解图,过点F作FGPQ于点G,则FGx轴由B(4,0),C(0,4),得OBC为等腰直角三角形OBCQFG45.FGPQ,QGF90,FQGQG
12、FQFG904545,QFG为等腰直角三角形,GQFG FQ.PEAC,12. 第2题解图FGx轴,23.13.,FGPAOC90,FGPAOC. ,即 .GP FG FQ.QPGQGP FQ FQ FQ.FQ QP.PMx轴,点P的横坐标为m,MBQ45,QMMB4m,PM m2 m4.,QPPMQM m2 m4(4m) m2 m.QF QP ( m2 m) m2 m. 0,QF有最大值当m 2时,QF有最大值,类型二 直角三角形的存在性问题(安顺2018.26(3),【方法指导】,典例精讲,例 如图,在平面直角坐标系中,抛物线图象过点C(6,6),并与x轴交于原点O和A(4,0),且抛物线
13、顶点为D.(1)求此抛物线的解析式;,例题图,【思维教练】要求抛物线的解析式,已知抛物线与x轴有两个交点,故可考虑设抛物线的两点式,再将C点代入即可,解:抛物线图象与x轴交于原点O和A(4,0),设抛物线的解析式为ya(x0)(x4),将C(6,6)代入,得a ,y x(x4),即此抛物线的解析式为y x22x;,(2)连接CD,过点A作x轴的垂线交CD于点B,连接OB,求线段OB的长;,例题图,【思维教练】要求线段OB的长度,需求得B点的纵坐标,利用勾股定理即可求出其长度,B点的横坐标已知,且在直线CD上,故可以借助直线CD的解析式来求其纵坐标,解:抛物线的解析式为y x22x,y (x2)
14、22,顶点D的坐标为(2,2),设直线CD的解析式为ykxb(k0),将D(2,2),C(6,6)代入,得 ,解得 ,直线CD的解析式为y2x6,当x4时,y2, B(4,2),即AB2,OA4,在RtBOA中,由勾股定理,得OB ;,(3)连接OD, OC,判断OCD的形状,并说明理由;,例题图,【思维教练】判断OCD的形状,可先目测,得到初步猜想OCD为直角三角形,进而证明,得出结论,在这里DOC90的判断方法可根据勾股定理的逆定理,由三角形的边长入手,也可以从角度入手,甚至可以考虑圆的直径所对的圆周角是90.,解:OCD是直角三角形,理由如下:由勾股定理,得OC2626272,OD222
15、(2)28,CD2(62)2(62)280,OC2OD2CD2,OCD是直角三角形;,(4)在x轴上是否存在一点E,使COE是以OC为斜边的直角三角形;,例题图,【思维教练】要使COE是以OC为斜边的直角三角形,则OEC90,故过点C作x轴的垂线,垂足即为所求,解:存在,如解图,过点C作CEx轴于点E,则COE是以OC为斜边的直角三角形C(6,6),E(6,0);,例题解图,(5)点N是抛物线上一动点,且DCN为直角三角形,求出点N的坐标,例题图,【思维教练】要使DCN为直角三角形,需对哪个点作直角顶点进行讨论,故需分DCN90,CDN90,DNC90这三种情况讨论,解:DCN为直角三角形,分
16、以下三种情况讨论:当DCN90时,如解图,由(2)可知直线CD的解析式为y2x 6,CNCD,设直线CN的解析式 y xa,直线CN过点C(6,6),a9,直线CN的解析式为 y x9,联立 , 解得 (舍去), ,N1(3, );,例题解图,当CDN90时,如解图, 点N在抛物线上,故可设点N的坐标为(x, x22x),D(2,2),C(6,6),CN2(x6)2( x22x6)2,DN 2(x2)2( x22x2)2,CD2(62)2(62)280,CDN90,在RtCDN中,CN 2DN 2CD 2,即(x6)2( x22x6)2(x2)2( x22x2)280,解得x11,x22(舍去
17、)将x1代入y x22x中,得y ,N2(1, );,例题解图,当DNC90时,如解图,设CD中点为B,由(3)可知OCD为直角三角,以点B为圆心,CD为直径的圆与抛物线交于点O,此时N3(0,0)综上所述,DCN为直角三角形时,点N的坐标为N1(3, ),N2(1, ),N3(0,0),例题解图,针对演练,1. 如图,在平面直角坐标系中,二次函数yax2bxc(a0)与x轴相交于A、B两点,与y轴相交于点C,直线ykxn(k0)经过B、C两点已知A(1,0),C(0,3),且BC5.(1)分别求直线BC和抛物线的解析式(关系式);(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得以B、C、P三点为顶
18、点的三角形是直角三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由 第1题图,解:(1)点C的坐标为(0,3),OC3,在RtBOC中,OC3,BC5,OB 4,点B的坐标为(4,0),将点B(4,0),点C(0,3)代入直线ykxn(k0)中,得 ,解得 ,直线BC的解析式为y= x3,,点A(1,0),B(4,0),C(0,3)在抛物线上, ,解得 ,抛物线的解析式为 ;(2)存在由(1)知抛物线解析式为 ,,对称轴l为直线x= = ,设点P的坐标为( ,t),如解图,过点C作CDl于点D,连接PC,PB,设直线l与x轴的交点为点M,则点D的坐标为( ,3),点M的坐标为( ,0),第
19、1题解图则CD ,PD|t3|,PM|t|,BM4 ,PC2CD2PD2 (t3)2,PB2PM2BM2t2 ,BC225,,当BCP是直角三角形时,则有:()当BCP90时,即PCBC,PC2BC2PB2,即 (t3)225t2 ,解得t= ,此时点P的坐标为( , );()当PBC90时,即BPBC,BP2BC2PC2,即t2 25 (t3)2,解得t2,此时点P的坐标为( ,2);()当BPC90时,即CPBP,BP2PC2BC2,即t2 (t3)225,,解得t1 ,t2 ,此时点P的坐标为( , ),( , )综上所述,存在满足条件的点P,点P的坐标为( , )或( , )或( ,
20、),2. 设抛物线的解析式为yax2,过点B1(1,0)作x轴的垂线,交抛物线于点A1(1,2);过点B2( ,0)作x轴的垂线,交抛物线于点A2;过点Bn( )n1,0)(n为正整数)作x轴的垂线,交抛物线于点An.连接AnBn1,得RtAnBnBn1.(1)求a的值;(2)直接写出线段AnBn,BnBn1的长(用含n的式子表示);第2题图,(2)AnBn( )2n3,BnBn1( )n.AnBn232n,2( )n12,2( )2n2或2 ,BnBn12n或( )n1( )n;,(3)在系列RtAnBnBn1中,探究下列问题:当n为何值时,RtAnBnBn1是等腰直角三角形?设1kmn(k
21、,m均为正整数),问:是否存在RtAkBkBk1与RtAmBmBm1相似?若存在,求出其相似比;若不存在,说明理由,解:(1)点A1(1,2)在抛物线上,2a12,得a2;,(3)由AnBnBnBn1,得( )2n3( )n,解得n3,所以,当n3时,RtAnBnBn1是等腰直角三角形;依题意得:AkBkBk1AmBmBm190,()当RtAkBkBk1RtAmBmBm1时, ,即 , , 第2题解图所以,km,(舍去);,()当RtAkBkBk1RtBm1BmAm时, ,即 , ,2k3mk2m3,mk6,1kmn(k,m均为正整数),取 或 ,,当 时,RtA1B1B2RtB6B5A5,相
22、似比为: 2664;当 时,RtA2B2B3RtB5B4A4,相似比为: 238.,类型三特殊四边形的存在性问题(遵义2014.27(3);铜仁2018.25(2),【方法指导】平行四边形的判定,矩形、菱形的判定方法参照中平行四边形的判定,典例精讲,例已知抛物线yax2bxc经过点A (1,0),B(3,0),C(0,3)三点(1)求抛物线的解析式、顶点坐标和对称轴;,例题图,【思维教练】要求抛物线的解析式,需将A,B,C三点坐标代入yax2bxc中,解方程组即可;把抛物线一般式化成顶点式,可得抛物线的顶点坐标和对称轴,解:将点A(1,0),B(3,0),C(0,3)三点代入yax2bxc中,
23、得 ,解得 ,抛物线的解析式为yx24x3.把yx24x3化成顶点式为y(x2)21,抛物线的顶点坐标为(2,1),对称轴是直线x2;,(2)过点C作CD平行于x轴,交抛物线对称轴于点D,试判断四边形ABDC的形状,并说明理由;,例题图,【思维教练】要判断四边形ABDC的形状,观察发现:四边形ABDC为平行四边形,结合已知条件有CDAB,再设法证明ABCD即可,解:四边形ABDC是平行四边形理由如下:D点在抛物线的对称轴上,CDx轴,D点的横坐标为2,即CD2,A (1,0),B(3,0),AB2,ABCD,又CDAB,四边形ABDC是平行四边形;,(3)如果点G是直线BC上一点,点H是抛物线
24、上一点,是否存在这样的点G和H,使得以G,H,O,C为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,请求出点H的坐标;,例题图,【思维教练】先假设存在满足条件的点G和H,由于OC的长度和位置确定,所以点G、H的纵坐标之差的绝对值与OC相等,据此可求出点H的坐标,解:存在,如解图,设直线BC的解析式为ykxb(k0),将点B(3,0),C(0,3)代入可得: ,解得 ,直线BC的解析式为yx3.点G在直线BC上,点H在抛物线上,且以点G,H,O,C构成的四边形是以OC为边的平行四边形,GHx轴,GHOC,设G点坐标为(n,n3),H点坐标为(n,n24n3),,例题解图,GHOC3,GH|n24n3(n3
25、)|n23n|3,当n23n3时,解得n ;当n23n3时,方程无解;当n 时,n24n3 ;当n 时,n24n3 .综上所述,存在这样的点G和H,使得以G,H,O,C为顶点的四边形是平行四边形,点H的坐标为( , )或( , ) ;,例题解图,(4)如果点M在直线BC上,点N在抛物线上,是否存在这样的点M和N,使得以A,B,M,N为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,请求出点N的坐标;,例题图,【思维教练】先假设存在满足条件的点M、N,因为AB长度和位置确定,故需分AB作边还是对角线两种情况进行讨论:当AB为边时,则MNAB,且MNAB,据此可求出点N的坐标;当AB为对角线时,则MN与AB互
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