二次函數(shù)中線段和周長(zhǎng)問題
解決線段最值的方法:
首先設(shè)出關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)(通常是一個(gè)與所求線段關(guān)系密切的點(diǎn)的橫坐標(biāo)),通過題目中的函數(shù)和圖形關(guān)系,用該點(diǎn)的坐標(biāo)(橫坐標(biāo))表示出有關(guān)線段端點(diǎn)的坐標(biāo),進(jìn)而表示出線段的長(zhǎng),通過二次函數(shù)的性質(zhì)求最值,進(jìn)而得到線段的最大值或最小值.
解決周長(zhǎng)問題的方法:
求線段和的最小值或周長(zhǎng)最小值時(shí)常想到用“對(duì)稱性質(zhì)”,主要利用構(gòu)造對(duì)稱圖形,解決兩條線段和差、三角形周長(zhǎng)、四邊形周長(zhǎng)等一類最值問題.
例1.1如圖,拋物線 y=x2+bx+c 過點(diǎn) A(3,0),B(1,0), 交 y 軸于點(diǎn) C,點(diǎn) P 是該拋物線上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn) P 從 C 點(diǎn)沿拋物線向 A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)(點(diǎn) P 不與點(diǎn) A 重合),過點(diǎn) P 作 PD∥y 軸交直線 AC 于點(diǎn) D.(1)求拋物線的解析式;(2)求點(diǎn) P 在運(yùn)動(dòng)的過程中線段 PD 長(zhǎng)度的最大值;(3)在拋物線對(duì)稱軸上是否存在點(diǎn)M,使∣MA-MC∣最大?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)M的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說明理由.
例1.2如圖,拋物線 的圖象過點(diǎn) A(4,0),B(-4,-4),且拋物線與 y 軸交于點(diǎn) C,連接 AB,BC,AC.(1)求拋物線的解析式;(2)點(diǎn) P 是拋物線對(duì)稱軸上的點(diǎn),求△PBC 周長(zhǎng)的最小值及此時(shí)點(diǎn) P 的坐標(biāo);(3)若E是線段AB上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(不與A、B重合),過E作y軸的平行線,分別交拋物線及x軸于F、D兩點(diǎn).請(qǐng)問是否存在這樣的點(diǎn)E,使DE=2DF?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)E的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
練1.1經(jīng)過點(diǎn)A(3,3)的拋物線y=ax2+bx與x軸交于點(diǎn)B(4,0)和原點(diǎn)O,點(diǎn)P為二次函數(shù)上一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作x軸的垂線,垂足為D(a,0)(a>0),并與直線OA交于點(diǎn)C.(1)求拋物線的表達(dá)式;(2)當(dāng)點(diǎn)P在線段OA上方時(shí),過點(diǎn)P作x軸的平行線與線段OA相交于點(diǎn)E,求△PCE周長(zhǎng)的最大值及此時(shí)P點(diǎn)的坐標(biāo);(3)當(dāng)PC=CO時(shí),求P點(diǎn)坐標(biāo)..
練1.2 已知直線y=5x+5交x軸于點(diǎn)A,交y軸于點(diǎn)C,過A,C兩點(diǎn)的二次函數(shù)y=ax2+4x+c的圖象交x軸于另一點(diǎn)B.(1)求二次函數(shù)的表達(dá)式;(2)連接BC,點(diǎn)N是線段BC上的動(dòng)點(diǎn),作ND⊥x軸交二次函數(shù)的圖象于點(diǎn)D,求線段ND長(zhǎng)度的最大值;(3)若點(diǎn)H為二次函數(shù)y=ax2+4x+c圖象的頂點(diǎn),點(diǎn)M(4,m)是該二次函數(shù)圖象上一點(diǎn),在x軸,y軸上分別找點(diǎn)F,E,使四邊形HEFM的周長(zhǎng)最小,求出點(diǎn)F、E的坐標(biāo).
探究二次函數(shù)中的面積倍數(shù)的存在性問題,一般的解題步驟如下:
1.確定已知三角形的面積;2.假設(shè)點(diǎn)存在,用參數(shù)確定這個(gè)點(diǎn)與已知點(diǎn)圍成的三角形的面積關(guān)系;3.根據(jù)題目設(shè)倍數(shù)關(guān)系列方程;4.若方程有解,求解這個(gè)方程,得到點(diǎn)的坐標(biāo);若方程無解,則不存在這樣的點(diǎn).
例2.1如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知二次函數(shù)y=ax2+2ax+c的圖象與y軸交于點(diǎn)C(0,3),與x軸交于A、B兩點(diǎn),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(-3,0).(1)求二次函數(shù)的解析式;(2)點(diǎn)P是第二象限內(nèi)拋物線上的一動(dòng)點(diǎn)當(dāng)點(diǎn)P在何處時(shí)△CPB的面積最大?最大面積是多少?并求出此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo).(3)點(diǎn)M是第二象限內(nèi)拋物線上的一動(dòng)點(diǎn),若直線OM把四邊形ACDB分成面積為1∶2的兩部分,求出此時(shí)點(diǎn)M的坐標(biāo);
練2.1如圖,已知拋物線與x軸交于A(-1,0),B(3,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C(0,3).(1)求拋物線的解析式; (2)D是第一象限內(nèi)拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(與點(diǎn)C、B不重合)過點(diǎn)D作DF⊥x軸于點(diǎn)F,交直線BC于點(diǎn)E,連接BD、CD.設(shè)點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為m,△BCD的面積為S.①求S關(guān)于m的函數(shù)關(guān)系式及自變量 m的取值范圍;②當(dāng)m為何值時(shí),S有最大值,并求這個(gè)最大值;③直線BC能否把△BDF分成面積之比為2∶ 3的兩部分?若能,請(qǐng)求出點(diǎn)D的坐標(biāo);若不能,請(qǐng)說明理由.
二次函數(shù)中特殊三角形存在性問題
1.探究直角三角形的存在性問題,具體做法如下:
(1)觀察圖形,判斷頂點(diǎn)是否確定,若不確定,則需分類討論;(2)結(jié)合題干,在圖中找出所有滿足條件的頂點(diǎn),并畫出圖形;(3)設(shè)出含有題目參數(shù)的三角形頂點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)一次函數(shù)或二次函數(shù)解析式使其含有一個(gè)參數(shù);(4)根據(jù)點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)在平面直角坐標(biāo)系中與線段的關(guān)系,表示出相關(guān)直角三角形每條邊的長(zhǎng)度,根據(jù)直角三角形的性質(zhì)列出關(guān)系式,一般利用勾股定理或相似三角形建立等量關(guān)系,求出參數(shù).
2.探究等腰三角形存在性的解題方法一般為:
(1)用點(diǎn)坐標(biāo)表示三角形三邊長(zhǎng)的平方;(2)根據(jù)等腰三角形的性質(zhì),分別令三邊長(zhǎng)中兩兩相等,得到三個(gè)方程;(3)分別解這三個(gè)方程,若能得到方程有解,則這個(gè)解即為所求;若方程無解,在不存在這樣的三角形.
例3.1如圖,拋物線 與x軸交于A(-1,0)、B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C(0,2),拋物線的對(duì)稱軸交x軸于點(diǎn)D.(1)求拋物線的解析式;(2)求sin∠ABC的值;(3)在拋物線的對(duì)稱軸上是否存在點(diǎn)P,使△PCD是以CD為腰的等腰三角形,如果存在,直接寫出點(diǎn)P的坐標(biāo);如果不存在,請(qǐng)說明理由.
例3.2如圖,已知拋物線 y=ax2+bx+c(a≠0)的對(duì)稱軸為直線 x=-1,且經(jīng)過 A(1,0),C(0,3)兩點(diǎn),與 x 軸的另一個(gè)交點(diǎn)為 B.(1)若直線 y=mx+n 經(jīng)過 B,C 兩點(diǎn),求拋物線和直線 BC 的解析式; (2)在拋物線的對(duì)稱軸 x=-1 上找一點(diǎn) M,使點(diǎn) M 到點(diǎn) A 的距離與到點(diǎn) C 的距離之和最小,求點(diǎn) M 的坐標(biāo);(3)設(shè)點(diǎn) P 為拋物線的對(duì)稱軸 x=-1 上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),求使△BPC 為直角三角形的點(diǎn) P 的坐標(biāo).
練3.1如圖,已知二次函數(shù) y=-x2+bx+c(c>0)的圖象與x 軸交于 A、B 兩點(diǎn)(點(diǎn) A 在點(diǎn) B 的左側(cè)),與 y 軸交于點(diǎn) C, 且 OB=OC=3,頂點(diǎn)為 M.(1)求二次函數(shù)的解析式;(2)點(diǎn) P 為線段 BM 上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn) P 作 x 軸的垂線 PQ, 垂足為 Q,若 OQ=m,四邊形 ACPQ 的面積為 S,求 S 關(guān)于m 的函數(shù)解析式,并寫出 m 的取值范圍;(3)探索:線段BM 上是否存在點(diǎn)N,使△NMC 為等腰三角形?如果存在,求出點(diǎn) N 的坐標(biāo);如果不存在,請(qǐng)說明理由.
練3.2如圖,拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于點(diǎn)A(-3,0),B(1,0),與y軸交于點(diǎn)C(0,3),頂點(diǎn)為D.(1)求拋物線的解析式及點(diǎn)D的坐標(biāo);(2)如圖①,在x軸上找一點(diǎn)E,使得△CDE的周長(zhǎng)最小,求點(diǎn)E的坐標(biāo);(3)如圖②,F(xiàn)為直線AC上的動(dòng)點(diǎn),在拋物線上是否存在點(diǎn)P,使得△AFP為等腰直角三角形?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
二次函數(shù)中特殊四邊形存在性問題
探究平行四邊形的存在性問題,具體做法如下:
(1)假設(shè)結(jié)論成立;(2)找點(diǎn):探究平行四邊形的存在性問題,一般是已知兩定點(diǎn)求未知點(diǎn)坐標(biāo),此時(shí) 可以分兩種情況,以這兩點(diǎn)所構(gòu)成的線段為邊和對(duì)角線來討論:①以這兩點(diǎn)所構(gòu)成的線段為邊時(shí),可以利用平行四邊形對(duì)邊平行且相等,畫出符合題意的圖形;②以這兩點(diǎn)所構(gòu)成的線段為對(duì)角線時(shí),則該線段的中點(diǎn)為平行四邊形對(duì)角線的交點(diǎn),結(jié)合拋物線的對(duì)稱性,畫出符合題意的圖形;(3)建立關(guān)系式并計(jì)算.根據(jù)以上分類畫出所有符合條件的圖形后,可以利用平行四邊形的性質(zhì)進(jìn)行計(jì)算,也可以利用拋物線的對(duì)稱性、相似三角形或直角三角形的性質(zhì)進(jìn)行計(jì)算,要具體情況具體分析,有時(shí)也可以利用直線的解析式聯(lián)立方程組,由方程組的解為交點(diǎn)坐標(biāo)的方法求解.
例4.1如圖,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)與y軸交于點(diǎn)C(0,4),與x軸交于點(diǎn)A和點(diǎn)B,其中點(diǎn)A的坐標(biāo)為(-2,0),拋物線的對(duì)稱軸x=1與拋物線交于點(diǎn)D,與直線BC交于點(diǎn)E.(1)求拋物線的解析式;(2)若點(diǎn)F是直線BC上方的拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),是否存在點(diǎn)F,使四邊形ABFC的面積為17?若存在,求出點(diǎn)F的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由;(3)平行于DE的一條直線l與直線BC相交于點(diǎn)P,與拋物線相交于點(diǎn)Q,若以D、E、P、Q為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,求點(diǎn)P的坐標(biāo).
練4.1如圖,拋物線 y=-x2+bx+c 經(jīng)過 A(-1,0),B(3, 0)兩點(diǎn),且與 y 軸交于點(diǎn) C,點(diǎn) D 是拋物線的頂點(diǎn),拋物線的對(duì)稱軸 DE 交 x 軸于點(diǎn) E,連接 BD.(1)求經(jīng)過 A,B,C 三點(diǎn)的拋物線的函數(shù)表達(dá)式;(2)點(diǎn) P 是線段 BD 上一點(diǎn),當(dāng) PE=PC 時(shí),求點(diǎn) P 的坐標(biāo); (3)在(2)的條件下,過點(diǎn) P 作 PF⊥x 軸于點(diǎn) F,G 為拋物線上一動(dòng)點(diǎn),M 為 x 軸上一動(dòng)點(diǎn),N 為直線 PF 上一動(dòng)點(diǎn),當(dāng)以 F、M、N、G 為頂點(diǎn)的四邊形是正方形時(shí),請(qǐng)求出點(diǎn) M 的坐標(biāo).
二次函數(shù)中相似三角形存在性問題
探究相似三角形的存在性問題時(shí),要具備分類討論思想及數(shù)形結(jié)合思想,具體步驟如下:
(1)假設(shè)結(jié)論成立,分情況討論,剔除不符合的情況.探究三角形相似時(shí),當(dāng)沒有明確指出兩個(gè)三角形的對(duì)應(yīng)角、對(duì)應(yīng)邊,就要根據(jù)相似三角形的對(duì)應(yīng)關(guān)系,分情況討論:在分類時(shí),先要找出分類的標(biāo)準(zhǔn),看兩個(gè)相似三角形是否有對(duì)應(yīng)相等的角,若有,找出對(duì)應(yīng)相等的角后,再根據(jù)其他角進(jìn)行分類討論來確定相似三角形成立的條件;若沒有,則分別按三組對(duì)應(yīng)角來分類討論,剔除不符合的對(duì)應(yīng)形式;(2)設(shè)未知量,求邊長(zhǎng).在每種情況下,直接或間接設(shè)出所求點(diǎn)的坐標(biāo),并用所設(shè)的點(diǎn)坐標(biāo)表示出所求三角形的邊長(zhǎng);(3)建立關(guān)系式,并計(jì)算.由相似三角形列出相應(yīng)的比例式,將比例式中的線段用所設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)表示出來(其長(zhǎng)度多借助勾股定理運(yùn)算),整理可得一元一次方程或者一元二次方程,解方程可得未知量的值,再通過計(jì)算得出相應(yīng)的點(diǎn)的坐標(biāo).
例5.1如圖,拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過A、B兩點(diǎn),A、B兩點(diǎn)的坐分別為(-1,0)、(0,-3).(1)求拋物線的解析式;(2)點(diǎn)E為拋物線的頂點(diǎn),點(diǎn)C為拋物線與x軸的另一個(gè)交點(diǎn),點(diǎn)D為y軸上一點(diǎn),且DC=DE,求點(diǎn) D的坐標(biāo);(3)在(2)的條件下,直線DE上是否存在點(diǎn)P,使得以C、D、P為頂點(diǎn)的三角形與△DOC相似?如果存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)P的坐標(biāo);如果不存在,說明理由.
練5.1如圖,拋物線y=-x2+bx+c經(jīng)過A(-1,0),B(4,0)兩點(diǎn),與y軸相交于點(diǎn)C,連接BC.點(diǎn)P為拋物線上一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作x軸的垂線l,交直線BC于點(diǎn)G,交x軸于點(diǎn)E.(1)求拋物線的表達(dá)式;(2)當(dāng)P在y軸右邊的拋物線上運(yùn)動(dòng)時(shí),過點(diǎn)C作CF⊥直線l,垂足為F.當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到何處時(shí),以P,C,F(xiàn)為頂點(diǎn)的三角形與△OBC相似?并求出此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)如圖②,當(dāng)點(diǎn)P在直線BC上方的拋物線上運(yùn)動(dòng)時(shí),連接PC,PB.請(qǐng)問△PBC的面積S能否取得最大值?若能,請(qǐng)求出最大面積S,并求出此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);若不能,請(qǐng)說明理由.
二次函數(shù)中與角度有關(guān)問題
探究角度問題,關(guān)鍵點(diǎn)往往是如何將角度問題轉(zhuǎn)化,一般我們通過銳角三角函數(shù),相似或者特殊角的三角函數(shù)值及等腰三角形的性質(zhì)(等角對(duì)等邊),進(jìn)而轉(zhuǎn)化為我們比較常見的類型來解答
例6.1拋物線 y=-x2+2x+3 與 x 軸交于點(diǎn) A,B(A 在 B的左側(cè)),與 y 軸交于點(diǎn) C. (1)求直線 BC 的解析式; (2)拋物線的對(duì)稱軸上存在點(diǎn) P,使∠APB=∠ABC,利用圖①求點(diǎn) P 的坐標(biāo); (3)點(diǎn) Q 在 y 軸右側(cè)的拋物線上,利用圖②比較∠OCQ 與∠OCA 的大小,并說明理由.
練6.1在平面直角坐標(biāo)系中,二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖象經(jīng)過點(diǎn)A(-6,0),點(diǎn)B(4,0),點(diǎn)C(0,-8),直線 與x、y軸交于點(diǎn)D、E.(1)求這個(gè)二次函數(shù)的解析式;(2)點(diǎn)P是直角三角形ODE的兩個(gè)銳角平分線的交點(diǎn),求證:∠PDO+∠PEO=45°;(3)若在x軸上有一點(diǎn)H,滿足2∠HEB=∠DEO,求點(diǎn)H的坐標(biāo);
1.已知,如圖,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)的頂點(diǎn)為M(1,9),經(jīng)過拋物線上的兩點(diǎn)A(﹣3,﹣7)和B(3,m)的直線交拋物線的對(duì)稱軸于點(diǎn)C.(1)求拋物線的解析式和直線AB的解析式.(2)在拋物線上A、M兩點(diǎn)之間的部分(不包含A、M兩點(diǎn)),是否存在點(diǎn)D,使得S△DAC=2S△DCM?若存在,求出點(diǎn)D的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.(3)若點(diǎn)P在拋物線上,點(diǎn)Q在x軸上,當(dāng)以點(diǎn)A,M,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形時(shí),直接寫出滿足條件的點(diǎn)P的坐標(biāo).
2.如圖,直線y=﹣x+3與x軸、y軸分別交于B、C兩點(diǎn),拋物線y=﹣x2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)B、C,與x軸另一交點(diǎn)為A,頂點(diǎn)為D.(1)求拋物線的解析式;(2)在x軸上找一點(diǎn)E,使EC+ED的值最小,求EC+ED的最小值;(3)在拋物線的對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn)P,使得∠APB=∠OCB?若存在,求出P點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.

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