專(zhuān)題07 二次函數(shù)與直角三角形有關(guān)的問(wèn)題(知識(shí)解讀) 【專(zhuān)題說(shuō)明】二次函數(shù)之直角三角形存在性問(wèn)題,主要指的是在平面直角坐標(biāo)系下,已知一條邊(或兩個(gè)頂點(diǎn))的直角三角形存在,求第三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)的題型.主要考察學(xué)生對(duì)轉(zhuǎn)化思想、方程思想、幾何問(wèn)題代數(shù)化的數(shù)形結(jié)合思想及分類(lèi)討論思想的靈活運(yùn)用。解題思路】直角三角形的存在性問(wèn)題找點(diǎn):在已知兩定點(diǎn),確定第三點(diǎn)構(gòu)成直角三角形時(shí),要么以?xún)啥c(diǎn)為直角頂點(diǎn),要么以動(dòng)點(diǎn)為直角頂點(diǎn).以定點(diǎn)為直角頂點(diǎn)時(shí),構(gòu)造兩條直線與已知直線垂直;以動(dòng)點(diǎn)為直角頂點(diǎn)時(shí),以已知線段為直徑構(gòu)造圓找點(diǎn)方法:(1)以?xún)啥c(diǎn)為直角頂點(diǎn)時(shí),兩直線互相垂直,則k1*k2=-1     (2) 以已知線段為斜邊時(shí),利用K型圖,構(gòu)造雙垂直模型,最后利用相似求解,或者三條邊分別表示之后,利用勾股定理求解下面主要介紹2種常用方法:方法1 幾何法】“兩線一圓” (1)若∠A 為直角,過(guò)點(diǎn) A AB 的垂線,與 x 軸的交點(diǎn)即為所求點(diǎn) C; (2)若∠B 為直角,過(guò)點(diǎn) B AB 的垂線,與 x 軸的交點(diǎn)即為所求點(diǎn) C; (3)若∠C 為直角,以 AB 為直徑作圓,與 x 軸的交點(diǎn)即為所求點(diǎn) C.(直徑所對(duì)的圓周角為直角)     如何求得點(diǎn)坐標(biāo)?以為例:構(gòu)造三垂直.                   方法2 代數(shù)法】點(diǎn)--方程    【典例分析】【方法1  勾股定理】【典例1】(2021秋?建華區(qū)期末)拋物線yx2+bx+c經(jīng)過(guò)AB1,0)、C0,﹣3)三點(diǎn).點(diǎn)D為拋物線的頂點(diǎn),連接AD、AC、BC、DC1)求拋物線的解析式;2)在y軸上是否存在一點(diǎn)E,使△ADE為直角三角形?若存在,請(qǐng)你直接寫(xiě)出點(diǎn)E坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由. 【變式1-1】(2022?灞橋區(qū)校級(jí)模擬)如圖,拋物線與x軸交于點(diǎn)A1,0),B3,0),與y軸交于點(diǎn)C0,3).1)求二次函數(shù)的表達(dá)式及頂點(diǎn)坐標(biāo);2)連接BC,在拋物線的對(duì)稱(chēng)軸上是否存在一點(diǎn)E,使△BCE是直角三角形?若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)E的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.    【變式1-2】(2022?廣安)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線yax2+x+ma0)的圖象與x軸交于AC兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)B,其中點(diǎn)B坐標(biāo)為(0,﹣4),點(diǎn)C坐標(biāo)為(20).1)求此拋物線的函數(shù)解析式.2)點(diǎn)P為該拋物線對(duì)稱(chēng)軸上的動(dòng)點(diǎn),使得△PAB為直角三角形,請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo).  【方法2  構(gòu)造“K”字型利用相似作答】【典例2】(2022?碑林區(qū)校級(jí)四模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線C1yax2+bx+cx軸于點(diǎn)A(﹣50),B(﹣1,0),交y軸于點(diǎn)C0,5).1)求拋物線C1的表達(dá)式和頂點(diǎn)D的坐標(biāo).2)將拋物線C1關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)的拋物線記作C2,點(diǎn)E為拋物線C2上一點(diǎn)若△DOE是以DO為直角邊的直角三角形,求點(diǎn)E的坐標(biāo).    【變式2-1】(2022?濟(jì)南)拋物線yax2+x6x軸交于At,0),B8,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,直線ykx6經(jīng)過(guò)點(diǎn)B.點(diǎn)P在拋物線上,設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為m1)求拋物線的表達(dá)式和t,k的值;2)如圖1,連接AC,APPC,若△APC是以CP為斜邊的直角三角形,求點(diǎn)P的坐標(biāo);  【變式2-2】(2022?濱州)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線yx22x3x軸相交于點(diǎn)A、B(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸相交于點(diǎn)C,連接AC、BC1)求線段AC的長(zhǎng);2)若點(diǎn)M為該拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)△BCM為直角三角形時(shí),求點(diǎn)M的坐標(biāo).      專(zhuān)題07 二次函數(shù)與直角三角形有關(guān)的問(wèn)題(知識(shí)解讀) 【專(zhuān)題說(shuō)明】二次函數(shù)之直角三角形存在性問(wèn)題,主要指的是在平面直角坐標(biāo)系下,已知一條邊(或兩個(gè)頂點(diǎn))的直角三角形存在,求第三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)的題型.主要考察學(xué)生對(duì)轉(zhuǎn)化思想、方程思想、幾何問(wèn)題代數(shù)化的數(shù)形結(jié)合思想及分類(lèi)討論思想的靈活運(yùn)用。解題思路】直角三角形的存在性問(wèn)題找點(diǎn):在已知兩定點(diǎn),確定第三點(diǎn)構(gòu)成直角三角形時(shí),要么以?xún)啥c(diǎn)為直角頂點(diǎn),要么以動(dòng)點(diǎn)為直角頂點(diǎn).以定點(diǎn)為直角頂點(diǎn)時(shí),構(gòu)造兩條直線與已知直線垂直;以動(dòng)點(diǎn)為直角頂點(diǎn)時(shí),以已知線段為直徑構(gòu)造圓找點(diǎn)方法:(1)以?xún)啥c(diǎn)為直角頂點(diǎn)時(shí),兩直線互相垂直,則k1*k2=-1     (2) 以已知線段為斜邊時(shí),利用K型圖,構(gòu)造雙垂直模型,最后利用相似求解,或者三條邊分別表示之后,利用勾股定理求解下面主要介紹2種常用方法:方法1 幾何法】“兩線一圓” (1)若∠A 為直角,過(guò)點(diǎn) A AB 的垂線,與 x 軸的交點(diǎn)即為所求點(diǎn) C; (2)若∠B 為直角,過(guò)點(diǎn) B AB 的垂線,與 x 軸的交點(diǎn)即為所求點(diǎn) C; (3)若∠C 為直角,以 AB 為直徑作圓,與 x 軸的交點(diǎn)即為所求點(diǎn) C.(直徑所對(duì)的圓周角為直角)     如何求得點(diǎn)坐標(biāo)?以為例:構(gòu)造三垂直.                                    方法2 代數(shù)法】點(diǎn)--方程    【典例分析】【方法1  勾股定理】【典例1】(2021秋?建華區(qū)期末)拋物線yx2+bx+c經(jīng)過(guò)AB1,0)、C0,﹣3)三點(diǎn).點(diǎn)D為拋物線的頂點(diǎn),連接AD、ACBC、DC1)求拋物線的解析式;2)在y軸上是否存在一點(diǎn)E,使△ADE為直角三角形?若存在,請(qǐng)你直接寫(xiě)出點(diǎn)E的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【解答】解(1)∵拋物線yx2+bx+c經(jīng)過(guò)B1,0)、C0,﹣3),,解得,∴拋物線的解析式為:yx2+2x34)在y軸上存在點(diǎn)E,使△ADE為直角三角形,理由如下:∵拋物線的解析式為yx2+2x3=(x+124,D(﹣1,﹣4),設(shè)E點(diǎn)坐標(biāo)為(0m),AE2m2+9,DE2m2+8m+17AD220,當(dāng)∠EAD90°時(shí),有AE2+AD2DE2,m2+9+20m2+8m+17,解得m∴此時(shí)點(diǎn)E的坐標(biāo)為(0,);當(dāng)∠ADE90°時(shí),DE2+AD2AE2             m2+8m+17+20m2+9,解得m=﹣,∴此時(shí)點(diǎn)E的坐標(biāo)為(0,﹣);當(dāng)∠AED90°時(shí),AE2+DE2AD2,m2+9+m2+8m+1720,解得m=﹣1m=﹣3,∴此時(shí)點(diǎn)E的坐標(biāo)為(0,﹣1)或(0,﹣3).【變式1-1】(2022?灞橋區(qū)校級(jí)模擬)如圖,拋物線與x軸交于點(diǎn)A10),B3,0),與y軸交于點(diǎn)C0,3).1)求二次函數(shù)的表達(dá)式及頂點(diǎn)坐標(biāo);2)連接BC,在拋物線的對(duì)稱(chēng)軸上是否存在一點(diǎn)E,使△BCE是直角三角形?若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)E的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【解答】解:(1)設(shè)拋物線的解析式為yax1)(x3),將點(diǎn)C0,3)代入yax1)(x3),3a3a1,y=(x1)(x3)=x24x+3,yx24x+3=(x221,∴頂點(diǎn)為(2,﹣1);2)存在一點(diǎn)E,使△BCE是直角三角形,理由如下:yx24x+3=(x221∴拋物線的對(duì)稱(chēng)軸為直線x2,設(shè)E2,t),∵△BCE是直角三角形,BECE,B3,0),C0,3),BC3,BE,CE,當(dāng)BC為斜邊時(shí),18=(2+2,解得t,E點(diǎn)坐標(biāo)為(2,)或(2,);當(dāng)BE為斜邊時(shí),18+2=(2,解得t5,E點(diǎn)坐標(biāo)為(2,5);當(dāng)CE為斜邊時(shí),18+2=(2,解得t=﹣1,E點(diǎn)坐標(biāo)為(2,﹣1);綜上所述:E點(diǎn)坐標(biāo)為(2,)或(2,)或(2,5)或(2,﹣1【變式1-2】(2022?廣安)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線yax2+x+ma0)的圖象與x軸交于A、C兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)B,其中點(diǎn)B坐標(biāo)為(0,﹣4),點(diǎn)C坐標(biāo)為(2,0).1)求此拋物線的函數(shù)解析式.2)點(diǎn)P為該拋物線對(duì)稱(chēng)軸上的動(dòng)點(diǎn),使得△PAB為直角三角形,請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo). 【解答】解:(1)∵拋物線yax2+x+ma0)的圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)B0,﹣4),點(diǎn)C20),,解得∴拋物線的解析式為yx2+x4;2)如圖2中,設(shè)拋物線的對(duì)稱(chēng)軸交x軸于點(diǎn)N,過(guò)點(diǎn)BBM⊥拋物線的對(duì)稱(chēng)軸于點(diǎn)M.則N(﹣1.0).M(﹣1,﹣4);OAOB4,∠AOB90°,∴∠OAB=∠OBA45°,當(dāng)∠P1AB90°時(shí),△ANP1是等腰直角三角形,ANNP13,P1(﹣13),當(dāng)∠ABP290°時(shí),△BMP2是等腰直角三角形,可得P2(﹣1,﹣5),當(dāng)∠APB90°時(shí),設(shè)P(﹣1,n),設(shè)AB的中點(diǎn)為J,連接PJ,則J(﹣2,﹣2),PJAB2,12+n+22=(22解得n2或﹣2,P3(﹣12),P4(﹣1,﹣2),綜上所述,滿(mǎn)足條件的點(diǎn)P的坐標(biāo)為(﹣1,3)或(﹣1,﹣5)或(﹣1,2)或(﹣1,﹣2). 【方法2  構(gòu)造“K”字型利用相似作答】【典例2】(2022?碑林區(qū)校級(jí)四模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線C1yax2+bx+cx軸于點(diǎn)A(﹣5,0),B(﹣1,0),交y軸于點(diǎn)C0,5).1)求拋物線C1的表達(dá)式和頂點(diǎn)D的坐標(biāo).2)將拋物線C1關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)的拋物線記作C2,點(diǎn)E為拋物線C2上一點(diǎn)若△DOE是以DO為直角邊的直角三角形,求點(diǎn)E的坐標(biāo).【解答】解:(1)將點(diǎn)A(﹣5,0),B(﹣1,0),C0,5)代入yax2+bx+c,,解得yx2+6x+5,yx2+6x+5=(x+324,∴頂點(diǎn)D(﹣3,﹣4);2)設(shè)拋物線C2上任意一點(diǎn)(x,y),則(x,y)關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)為(﹣xy),∵點(diǎn)(﹣xy)在拋物線C1上,∴拋物線記作C2的解析式為yx26x+5設(shè)Et,t26t+5),過(guò)點(diǎn)DDGx軸交于點(diǎn)G,過(guò)點(diǎn)EEHx軸交于點(diǎn)H,∵∠DOE90°,∴∠GOD+HOE90°,∵∠GOD+GDO90°,∴∠HOE=∠GDO∴△GDO∽△HOE,,DG4,GO3,HE=﹣t2+6t5,OHt,t4t,E4,﹣3)或E,﹣).【變式2-1】(2022?濟(jì)南)拋物線yax2+x6x軸交于At,0),B80)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,直線ykx6經(jīng)過(guò)點(diǎn)B.點(diǎn)P在拋物線上,設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為m1)求拋物線的表達(dá)式和tk的值;2)如圖1,連接AC,AP,PC,若△APC是以CP為斜邊的直角三角形,求點(diǎn)P的坐標(biāo);【解答】解:(1)將B80)代入yax2+x6,64a+2260,a=﹣,y=﹣x2+x6,當(dāng)y0時(shí),﹣t2+t60,解得t3t8(舍),t3,B80)在直線ykx6上,8k60,解得kyx6;2)作PMx軸交于M,P點(diǎn)橫坐標(biāo)為m,Pm,﹣m2+m6),PMm2m+6,AMm3,RtCOARtAMP中,∵∠OAC+PAM90°,∠APM+PAM90°,∴∠OAC=∠APM,∴△COA∽△AMP,,即OA?MACO?PM,3m3)=6m2m+6),解得m3(舍)或m10,P10,﹣);  【變式2-2】(2022?濱州)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線yx22x3x軸相交于點(diǎn)A、B(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸相交于點(diǎn)C,連接AC、BC1)求線段AC的長(zhǎng);2)若點(diǎn)M為該拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)△BCM為直角三角形時(shí),求點(diǎn)M的坐標(biāo).【解答】解:(1)針對(duì)于拋物線yx22x3,x0,則y=﹣3C0,﹣3);y0,則x22x30,x3x=﹣1,∵點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè),A(﹣1,0),B3,0),AC;2)由(1)知,B3,0),C0,﹣3),OBOC3,設(shè)Mm,m22m3),∵△BCM為直角三角形,當(dāng)∠BCM90°時(shí),如圖1,過(guò)點(diǎn)MMHy軸于H,則HMm,OBOC,∴∠OCB=∠OBC45°,∴∠HCM90°﹣∠OCB45°,∴∠HMC45°=∠HCM,CHMHCH=﹣3﹣(m22m3)=﹣m2+2m,∴﹣m2+2mm,m0(不符合題意,舍去)或m1,M1,﹣4);當(dāng)∠CBM90°時(shí),過(guò)點(diǎn)MM'H'x軸,的方法得,M'(﹣25);當(dāng)∠BMC90°時(shí),如圖2,Ⅰ、當(dāng)點(diǎn)M在第四象限時(shí),過(guò)點(diǎn)MMDy軸于D,過(guò)點(diǎn)BBEDM,交DM的延長(zhǎng)線于E∴∠CDM=∠E90°,∴∠DCM+DMC90°,∵∠DMC+EMB90°,∴∠DCM=∠EMB,∴△CDM∽△MEB,Mm,m22m3),B3,0),C0,﹣3),DMm,CD=﹣3﹣(m22m3)=﹣m2+2mME3m,BE=﹣(m22m3)=﹣m2+2m+3,,m0(舍去)或m3(點(diǎn)B的橫坐標(biāo),不符合題意,舍去)或m(不符合題意,舍去)或mM,﹣),Ⅱ、當(dāng)點(diǎn)M在第三象限時(shí),M,﹣),即滿(mǎn)足條件的M的坐標(biāo)為(1,﹣4)或(﹣2,5)或(,﹣),或(,﹣).    

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