在解決胡不歸問題主要依據(jù)是:①兩點(diǎn)之間,線段最短;②垂線段最短。
【模型背景】從前有個(gè)少年外出求學(xué),某天不幸得知老父親病危的消息,便立即趕路回家.根據(jù)“兩點(diǎn)之間線段最短”,雖然從他此刻位置A到家B之間是一片砂石地,但他義無反顧踏上歸途,當(dāng)趕到家時(shí),老人剛咽了氣,小伙子追悔莫及失聲痛哭.鄰居告訴小伙子說,老人彌留之際不斷念叨著“胡不歸?胡不歸?
看到這里很多人都會(huì)有一個(gè)疑問,少年究竟能不能提前到家呢?假設(shè)可以提早到家,那么他該選擇怎樣的一條路線呢?這就是今天要講的“胡不歸”問題.
【模型解讀】一動(dòng)點(diǎn)P在直線MN外的運(yùn)動(dòng)速度為V1,在直線MN上運(yùn)動(dòng)的速度為V2,且V11,則提取系數(shù),轉(zhuǎn)化為小于1的形式解決即可)。
【最值原理】?jī)牲c(diǎn)之間線段最短及垂線段最短。
例1. (2023·內(nèi)蒙古·中考真題)如圖,在△ABC中,AB=AC=4,∠CAB=30°,AD⊥BC,垂足為D,P為線段AD上的一動(dòng)點(diǎn),連接PB、PC.則PA+2PB的最小值為 _____.
例2. (2023·湖北武漢·一模)如圖,在中,,,半徑為的經(jīng)過點(diǎn),是圓的切線,且圓的直徑在線段上,設(shè)點(diǎn)是線段上任意一點(diǎn)不含端點(diǎn),則的最小值為______.
例3. (2023·眉山市·中考真題)如圖,在菱形中,,對(duì)角線、相交于點(diǎn),點(diǎn)在線段上,且,點(diǎn)為線段上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則的最小值是______.
例4. (2023·山東淄博·二模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)A的坐標(biāo)是,點(diǎn)C的坐標(biāo)是,點(diǎn)是x軸上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)B在x軸上移動(dòng)時(shí),始終保持是等邊三角形(點(diǎn)P不在第二象限),連接,求得的最小值為( )
A.B.4C.D.2
例5. (2023·資陽市·中考真題)拋物線與x軸交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,且.(1)求拋物線的解析式;(2)如圖1,點(diǎn)P是拋物線上位于直線上方的一點(diǎn),與相交于點(diǎn)E,當(dāng)時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)如圖2,點(diǎn)D是拋物線的頂點(diǎn),將拋物線沿方向平移,使點(diǎn)D落在點(diǎn)處,且,點(diǎn)M是平移后所得拋物線上位于左側(cè)的一點(diǎn),軸交直線于點(diǎn)N,連結(jié).當(dāng)?shù)闹底钚r(shí),求的長.
例6. (2023·湖南·中考真題)已知直線與拋物線(b,c為常數(shù),)的一個(gè)交點(diǎn)為,點(diǎn)是x軸正半軸上的動(dòng)點(diǎn).(1)當(dāng)直線與拋物線(b,c為常數(shù),)的另一個(gè)交點(diǎn)為該拋物線的頂點(diǎn)E時(shí),求k,b,c的值及拋物線頂點(diǎn)E的坐標(biāo);
(2)點(diǎn)D在拋物線上,且點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為,當(dāng)?shù)淖钚≈刀鄷r(shí),求b的值.
例7. (2023·四川成都·中考模擬)6.如圖,已知拋物線為常數(shù),且與軸從左至右依次交于,兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn),經(jīng)過點(diǎn)的直線與拋物線的另一交點(diǎn)為.
(1)若點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;(2)若在第一象限內(nèi)的拋物線上有點(diǎn),使得以,,為頂點(diǎn)的三角形與相似,求的值;(3)在(1)的條件下,設(shè)為線段上一點(diǎn)(不含端點(diǎn)),連接,一動(dòng)點(diǎn)從點(diǎn)出發(fā),沿線段以每秒1個(gè)單位的速度運(yùn)動(dòng)到,再沿線段以每秒2個(gè)單位的速度運(yùn)動(dòng)到后停止,當(dāng)點(diǎn)的坐標(biāo)是多少時(shí),點(diǎn)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中用時(shí)最少?
課后專項(xiàng)訓(xùn)練
1. (2023·河北·九年級(jí)期中)如圖,在△ABC中,∠A=15°,AB=2,P為AC邊上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(不與A、C重合),連接BP,則AP+PB的最小值是( )
A.B.C.D.2
2. (2023·江蘇·九年級(jí)月考)如圖,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,AB=4,點(diǎn)D、F分別是邊AB,BC上的動(dòng)點(diǎn),連接CD,過點(diǎn)A作AE⊥CD交BC于點(diǎn)E,垂足為G,連接GF,則GF+FB的最小值是( )
A. B. C.D.
3. (2023·山東·九年級(jí)月考)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,二次函數(shù)y=x2﹣2x+c的圖象與x軸交于A、C兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)B(0,﹣3),若P是x軸上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)D(0,1)在y軸上,連接PD,則PD+PC的最小值是( )
A.4B.2+2C.2D.
4. (2023·重慶·九年級(jí)期中)如圖所示,菱形的邊長為5,對(duì)角線的長為,為上一動(dòng)點(diǎn),則的最小值為
A.4B.5C.D.
5. (2023·浙江寧波·九年級(jí)開學(xué)考試)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,一次函數(shù)分別交x軸、y軸于A、B兩點(diǎn),若C為x軸上的一動(dòng)點(diǎn),則2BC+AC的最小值為__________.
6. (2023·湖南·九年級(jí)月考)如圖,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=60°,AB=6,△BCD為等邊三角形點(diǎn)E為△BCD圍成的區(qū)域(包括各邊)的一點(diǎn)過點(diǎn)E作EM∥AB,交直線AC于點(diǎn)M作EN∥AC交直線AB于點(diǎn)N,則AN+AM的最大值為 .
7. (2023·湖北武漢·九年級(jí)期末)如圖,?中,,,為邊上一點(diǎn),則的最小值為______.
8. (2023·成都市七中育才九年級(jí)期中)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,直線l分別交x、y軸于B、C兩點(diǎn),點(diǎn)A、C的坐標(biāo)分別為(3,0)、(0,﹣3),且∠OCB=60°,點(diǎn)P是直線l上一動(dòng)點(diǎn),連接AP,則的最小值是______.
9. (2023·四川自貢·一模)如圖,中,,,于點(diǎn),是線段上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則的最小值是__________.
10. (2023·廣東·一模)已知拋物線與x軸交于A,B兩點(diǎn)(A在B點(diǎn)左側(cè)),與y軸正半軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)P是直線BC上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)Q是線段OC上的動(dòng)點(diǎn).
(1)求直線BC解析式.(2)如圖①,求OP+PA的和取最小值時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo).
(3)如圖②,求AQ+QP的最小值.(4)如圖③,求AQQC的最小值.
11. (2023·江蘇·中考模擬)如圖,拋物線與直線交于,兩點(diǎn),交軸于,兩點(diǎn),連接,,已知,.(Ⅰ)求拋物線的解析式和的值;(Ⅱ)在(Ⅰ)條件下:(1)為軸右側(cè)拋物線上一動(dòng)點(diǎn),連接,過點(diǎn)作交軸于點(diǎn),問:是否存在點(diǎn)使得以,,為頂點(diǎn)的三角形與相似?若存在,請(qǐng)求出所有符合條件的點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.(2)設(shè)為線段上一點(diǎn)(不含端點(diǎn)),連接,一動(dòng)點(diǎn)從點(diǎn)出發(fā),沿線段以每秒一個(gè)單位速度運(yùn)動(dòng)到點(diǎn),再沿線段以每秒個(gè)單位的速度運(yùn)動(dòng)到后停止,當(dāng)點(diǎn)的坐標(biāo)是多少時(shí),點(diǎn)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)中用時(shí)最少?
12. (2023·四川樂山市·中考真題)已知拋物線與軸交于,兩點(diǎn),為拋物線的頂點(diǎn),拋物線的對(duì)稱軸交軸于點(diǎn),連結(jié),且,如圖所示.(1)求拋物線的解析式;(2)設(shè)是拋物線的對(duì)稱軸上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn).①過點(diǎn)作軸的平行線交線段于點(diǎn),過點(diǎn)作交拋物線于點(diǎn),連結(jié)、,求的面積的最大值;②連結(jié),求的最小值.
13. (2023·四川達(dá)州市·中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線交軸于點(diǎn)和,交軸于點(diǎn),拋物線的對(duì)稱軸交軸于點(diǎn),交拋物線于點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;(2)將線段繞著點(diǎn)沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)得到線段,旋轉(zhuǎn)角為,連接,,求的最小值.(3)為平面直角坐標(biāo)系中一點(diǎn),在拋物線上是否存在一點(diǎn),使得以,,,為頂點(diǎn)的四邊形為矩形?若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)的橫坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由;
14. (2023·廣西·南寧三中一模)如圖,二次函數(shù)的圖象交軸于點(diǎn)、,交軸于點(diǎn),點(diǎn)是第四象限內(nèi)拋物線上的動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)作軸交軸于點(diǎn),線段的延長線交于點(diǎn),連接、交于點(diǎn),連接.(1)求二次函數(shù)的表達(dá)式;(2)當(dāng)時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo)及;(3)在(2)的條件下,點(diǎn)是軸上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),求的最小值.
15. (2023·廣東·東莞市三模)已知,如圖,二次函數(shù)圖像交軸于,交交軸于點(diǎn),是拋物線的頂點(diǎn),對(duì)稱軸經(jīng)過軸上的點(diǎn).(1)求二次函數(shù)關(guān)系式;(2)對(duì)稱軸與交于點(diǎn),點(diǎn)為對(duì)稱軸上一動(dòng)點(diǎn).①求的最小值及取得最小值時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo);
②在①的條件下,把沿著軸向右平移個(gè)單位長度時(shí),設(shè)與重疊部分面積記為,求與之間的函數(shù)表達(dá)式,并求出的最大值.

16. (2023·天津·中考模擬)如圖,在△ACE中,CA=CE,∠CAE=30°,⊙O經(jīng)過點(diǎn)C,且圓的直徑AB在線段AE上.(1)證明:CE是⊙O的切線;(2)若△ACE中AE邊上的高為h,試用含h的代數(shù)式表示⊙O的直徑AB;(3)設(shè)點(diǎn)D是線段AC上任意一點(diǎn)(不含端點(diǎn)),連接OD,當(dāng)CD+OD的最小值為6時(shí),求⊙O的直徑AB的長.
專題10 最值模型---胡不歸問題
最值問題在中考數(shù)學(xué)常以壓軸題的形式考查,可將胡不歸問題看作將軍飲馬衍生,主要考查轉(zhuǎn)化與化歸等的數(shù)學(xué)思想。在各類考試中都以高檔題為主,中考說明中曾多處涉及。本專題就最值模型中的胡不歸問題進(jìn)行梳理及對(duì)應(yīng)試題分析,方便掌握。
在解決胡不歸問題主要依據(jù)是:①兩點(diǎn)之間,線段最短;②垂線段最短。
【模型背景】從前有個(gè)少年外出求學(xué),某天不幸得知老父親病危的消息,便立即趕路回家.根據(jù)“兩點(diǎn)之間線段最短”,雖然從他此刻位置A到家B之間是一片砂石地,但他義無反顧踏上歸途,當(dāng)趕到家時(shí),老人剛咽了氣,小伙子追悔莫及失聲痛哭.鄰居告訴小伙子說,老人彌留之際不斷念叨著“胡不歸?胡不歸?
看到這里很多人都會(huì)有一個(gè)疑問,少年究竟能不能提前到家呢?假設(shè)可以提早到家,那么他該選擇怎樣的一條路線呢?這就是今天要講的“胡不歸”問題.
【模型解讀】一動(dòng)點(diǎn)P在直線MN外的運(yùn)動(dòng)速度為V1,在直線MN上運(yùn)動(dòng)的速度為V2,且V11,則提取系數(shù),轉(zhuǎn)化為小于1的形式解決即可)。
【最值原理】?jī)牲c(diǎn)之間線段最短及垂線段最短。
例1. (2023·內(nèi)蒙古·中考真題)如圖,在△ABC中,AB=AC=4,∠CAB=30°,AD⊥BC,垂足為D,P為線段AD上的一動(dòng)點(diǎn),連接PB、PC.則PA+2PB的最小值為 _____.
【答案】4
【分析】在∠BAC的外部作∠CAE=15°,作BF⊥AE于F,交AD于P,此時(shí)PA+2PB=2==2BF,通過解直角三角形ABF,進(jìn)一步求得結(jié)果.
【詳解】解:如圖,
在∠BAC的外部作∠CAE=15°,作BF⊥AE于F,交AD于P,
此時(shí)PA+2PB最小,∴∠AFB=90° ∵AB=AC,AD⊥BC,
∴∠CAD=∠BAD=,∴∠EAD=∠CAE+∠CAD=30°,∴PF=,
∴PA+2PB=2==2BF,在Rt△ABF中,AB=4,∠BAF=∠BAC+∠CAE=45°,
∴BF=AB?sin45°=4,∴(PA+2PB)最大=2BF=,故答案為:.
【點(diǎn)睛】本題考查了等腰三角形的性質(zhì),解直角直角三角形,解題的關(guān)鍵是作輔助線.
例2. (2023·湖北武漢·一模)如圖,在中,,,半徑為的經(jīng)過點(diǎn),是圓的切線,且圓的直徑在線段上,設(shè)點(diǎn)是線段上任意一點(diǎn)不含端點(diǎn),則的最小值為______.
【答案】
【分析】過點(diǎn)作關(guān)于的平行線,過點(diǎn)作垂直于該平行線于,可將轉(zhuǎn)化為,此時(shí)就等于,當(dāng)共線時(shí),即為所要求的最小值.
【詳解】解:如圖所示,過點(diǎn)作關(guān)于的平行線,過點(diǎn)作垂直于該平行線于,

,,, ,
,,,,
當(dāng),,三點(diǎn)共線,即在圖中在位置,在位置的時(shí)候有最小,
當(dāng),,三點(diǎn)共線時(shí),有最小值,此時(shí),
的最小值為,故答案為.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了最值問題中的胡不歸問題,解題的關(guān)鍵是在于將進(jìn)行轉(zhuǎn)換.
例3. (2023·眉山市·中考真題)如圖,在菱形中,,對(duì)角線、相交于點(diǎn),點(diǎn)在線段上,且,點(diǎn)為線段上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則的最小值是______.
【答案】
【分析】過M點(diǎn)作MH垂直BC于H點(diǎn),與OB的交點(diǎn)為P點(diǎn),此時(shí)的長度最小為MH,再算出MC的長度, 在直角三角形MPC中利用三角函數(shù)即可解得MH
【詳解】過M點(diǎn)作MH垂直BC于H點(diǎn),與OB的交點(diǎn)為P點(diǎn),此時(shí)的長度最小
∵菱形中,∴AB=BC=AC=10,△ABC為等邊三角形
∴∠PBC=30°,∠ACB=60°∴在直角△PBH中,∠PBH=30°∴PH=
∴此時(shí)得到最小值,
∵AC=10,AM=3,∴MC=7又∠MPC=60°∴MH=MCsin60°=故答案為:
【點(diǎn)睛】本題主要考查了菱形的性質(zhì)與三角函數(shù),能夠找到最小值時(shí)的P點(diǎn)是解題關(guān)鍵.
例4. (2023·山東淄博·二模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)A的坐標(biāo)是,點(diǎn)C的坐標(biāo)是,點(diǎn)是x軸上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)B在x軸上移動(dòng)時(shí),始終保持是等邊三角形(點(diǎn)P不在第二象限),連接,求得的最小值為( )
A.B.4C.D.2
【答案】C
【分析】如圖1所示,以O(shè)A為邊,向右作等邊△AOD,連接PD,過點(diǎn)D作DE⊥OA于E,先求出點(diǎn)D的坐標(biāo),然后證明△BAO≌△PAD得到∠PDA=∠BOA=90°,則點(diǎn)P在經(jīng)過點(diǎn)D且與AD垂直的直線上運(yùn)動(dòng),當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到y(tǒng)軸時(shí),如圖2所示,證明此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0,-2)從而求出直線PD的解析式;如圖3所示,作點(diǎn)A關(guān)于直線PD的對(duì)稱點(diǎn)G,連接PG,過點(diǎn)P作PF⊥y軸于F,設(shè)直線PD與x軸的交點(diǎn)為H,先求出點(diǎn)H的坐標(biāo),然后證明∠HCO=30°,從而得到,則當(dāng)G、P、F三點(diǎn)共線時(shí),有最小值,即有最小值,再根據(jù)軸對(duì)稱的性質(zhì)求出點(diǎn)G在x軸上,則OG即為所求.
【詳解】解:如圖1所示,以O(shè)A為邊,向右作等邊△AOD,連接PD,過點(diǎn)D作DE⊥OA于E,
∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為(0,2),∴OA=OD=2,∴OE=AE=1,∴,∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為;
∵△ABP是等邊三角形,△AOD是等邊三角形,∴AB=AP,∠BAP=60°,AO=AD,∠OAD=60°,
∴∠BAP+∠PAO=∠DAO+∠PAO,即∠BAO=∠PAD,∴△BAO≌△PAD(SAS),∴∠PDA=∠BOA=90°,
∴點(diǎn)P在經(jīng)過點(diǎn)D且與AD垂直的直線上運(yùn)動(dòng),

當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到y(tǒng)軸時(shí),如圖2所示,此時(shí)點(diǎn)P與點(diǎn)C重合,
∵△ABP是等邊三角形,BO⊥AP,∴AO=PO=2,
∴此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0,-2),設(shè)直線PD的解析式為,
∴,∴,∴直線PD的解析式為;
如圖3所示,作點(diǎn)A關(guān)于直線PD的對(duì)稱點(diǎn)G,連接PG,過點(diǎn)P作PF⊥y軸于F,連接CG,設(shè)直線PD與x軸的交點(diǎn)為H,
∴點(diǎn)H的坐標(biāo)為,∴,∴∠OCH=30°,∴,由軸對(duì)稱的性質(zhì)可知AP=GP,∴,
∴當(dāng)G、P、F三點(diǎn)共線時(shí),有最小值,即有最小值,
∵A、G兩點(diǎn)關(guān)于直線PD對(duì)稱,且∠ADC=90°,∴AD=GD,即點(diǎn)D為AG的中點(diǎn),
∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為(0,2),點(diǎn)D的坐標(biāo)為,∴AG=2AD=2OA=4,
∵AC=4,∠CAG=60°,∴△ACG是等邊三角形,
∵OC=OA,∴OG⊥AC,即點(diǎn)G在x軸上,∴由勾股定理得,
∴當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到H點(diǎn)時(shí),有最小值,即有最小值,最小值即為OG的長,
∴的最小值為,故選:C.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了等邊三角形的判定與性質(zhì),全等三角形的性質(zhì)與判定,一次函數(shù)與幾何綜合,軸對(duì)稱最短路徑問題,解直角三角形等等,正確作出輔助線確定點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)軌跡是解題的關(guān)鍵.
例5. (2023·資陽市·中考真題)拋物線與x軸交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,且.(1)求拋物線的解析式;(2)如圖1,點(diǎn)P是拋物線上位于直線上方的一點(diǎn),與相交于點(diǎn)E,當(dāng)時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)如圖2,點(diǎn)D是拋物線的頂點(diǎn),將拋物線沿方向平移,使點(diǎn)D落在點(diǎn)處,且,點(diǎn)M是平移后所得拋物線上位于左側(cè)的一點(diǎn),軸交直線于點(diǎn)N,連結(jié).當(dāng)?shù)闹底钚r(shí),求的長.
【答案】(1);(2)或;(3).
【分析】(1)利用待定系數(shù)法即可得;(2)設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,先利用待定系數(shù)法求出直線的解析式,再根據(jù)可得點(diǎn)的坐標(biāo),代入直線的解析式求解即可得;
(3)先根據(jù)求出點(diǎn)的坐標(biāo),再根據(jù)二次函數(shù)圖象的平移規(guī)律得出平移后的函數(shù)解析式,設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo),從而可得點(diǎn)的坐標(biāo),然后根據(jù)兩點(diǎn)之間的距離公式可得,最后根據(jù)兩點(diǎn)之間線段最短、垂線段最短求解即可得.
【詳解】解:(1)由題意,將點(diǎn)代入得:,
解得,則拋物線的解析式為;
(2)對(duì)于二次函數(shù),當(dāng)時(shí),,解得或,,
設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,點(diǎn)的坐標(biāo)為,
,,解得,
,設(shè)直線的解析式為,
將點(diǎn)代入得:,解得,則直線的解析式為,
將點(diǎn)代入得:,解得或,
當(dāng)時(shí),,此時(shí),
當(dāng)時(shí),,此時(shí),
綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)為或;
(3)二次函數(shù)的頂點(diǎn)坐標(biāo)為,設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,
,,解得,,
則平移后的二次函數(shù)的解析式為,
設(shè)直線的解析式為,將點(diǎn)代入得:,解得,
則直線的解析式為,
設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,則點(diǎn)的坐標(biāo)為,
如圖,連接,過點(diǎn)作于點(diǎn),過點(diǎn)作于點(diǎn),交于點(diǎn),連接,
,軸,,
,
由兩點(diǎn)之間線段最短得:的最小值為,
由垂線段最短得:當(dāng)點(diǎn)與點(diǎn)重合時(shí),取得最小值,此時(shí)點(diǎn)與點(diǎn)重合,
則點(diǎn)的縱坐標(biāo)與點(diǎn)的縱坐標(biāo)相等,即,解得,
則,,.
【點(diǎn)睛】本題考查了利用待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式、二次函數(shù)圖象的平移規(guī)律、垂線段最短等知識(shí)點(diǎn),較難的是題(3),正確求出平移后的拋物線的解析式是解題關(guān)鍵.
例6. (2023·湖南·中考真題)已知直線與拋物線(b,c為常數(shù),)的一個(gè)交點(diǎn)為,點(diǎn)是x軸正半軸上的動(dòng)點(diǎn).(1)當(dāng)直線與拋物線(b,c為常數(shù),)的另一個(gè)交點(diǎn)為該拋物線的頂點(diǎn)E時(shí),求k,b,c的值及拋物線頂點(diǎn)E的坐標(biāo);
(2)點(diǎn)D在拋物線上,且點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為,當(dāng)?shù)淖钚≈刀鄷r(shí),求b的值.
【答案】(1)-2,2,-3,;(2)4或6;(3)3
【分析】(1)由題意可知直線經(jīng)過,因而把代入直線即可求出k的值,然后把代入拋物線得出含b的代數(shù)式表達(dá)c,再根據(jù)直線與拋物線(b,c為常數(shù),)的另一個(gè)交點(diǎn)得出拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)E,并代入直線,解方程即可求出b的值,代入即可求解;
(2)將點(diǎn)D的橫坐標(biāo)代入拋物線(b,c為常數(shù),),根據(jù)點(diǎn)A的坐標(biāo)得到含b的代數(shù)式表達(dá)c,求出點(diǎn)D的縱坐標(biāo)為,可知點(diǎn)D在第四象限,且在直線的右側(cè),取點(diǎn),過點(diǎn)D作直線AN的垂線,垂足為G,DG與x軸相交于點(diǎn)M,過點(diǎn)D作QH⊥x軸于點(diǎn)H,則點(diǎn)H,在Rt△MDH中,可知,由題意可知點(diǎn),用含b的代數(shù)式表示m,因,可得方程,求解即可得出答案.
【詳解】解:(1)∵直線經(jīng)過,
∴把代入直線,可得,解得;
∵拋物線(b,c為常數(shù),)經(jīng)過,
∴把代入拋物線,可得,
∵當(dāng)直線與拋物線(b,c為常數(shù),)的另一個(gè)交點(diǎn)為該拋物線的頂點(diǎn)E,
∴頂點(diǎn)的坐標(biāo)為,把代入直線,
可得,∴,解得,
∵,∴,∴,∴頂點(diǎn)的坐標(biāo)為.
(2)∵點(diǎn)D在拋物線(b,c為常數(shù),)上,且點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為,
∴,∵在拋物線(b,c為常數(shù),)上,
∴,即,∴,
可知點(diǎn)D在第四象限,且在直線的右側(cè).
∵,∴可取點(diǎn),
如圖2,過點(diǎn)D作直線AN的垂線,垂足為G,DG與x軸相交于點(diǎn)M,∴,得,
則此時(shí)點(diǎn)M滿足題意,過點(diǎn)D作QH⊥x軸于點(diǎn)H,則點(diǎn)H,
在Rt△MDH中,可知,∴,
∵點(diǎn),∴,解得:,
∵,∴,∴.
【點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)綜合題,主要考查了待定系數(shù)法求解析式、二次函數(shù)的性質(zhì)、等腰三角形的性質(zhì)、三角形的面積公式等知識(shí)點(diǎn),解題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)使用待定系數(shù)法求出拋物線的解析式.
例7. (2023·四川成都·中考模擬)6.如圖,已知拋物線為常數(shù),且與軸從左至右依次交于,兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn),經(jīng)過點(diǎn)的直線與拋物線的另一交點(diǎn)為.
(1)若點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;(2)若在第一象限內(nèi)的拋物線上有點(diǎn),使得以,,為頂點(diǎn)的三角形與相似,求的值;(3)在(1)的條件下,設(shè)為線段上一點(diǎn)(不含端點(diǎn)),連接,一動(dòng)點(diǎn)從點(diǎn)出發(fā),沿線段以每秒1個(gè)單位的速度運(yùn)動(dòng)到,再沿線段以每秒2個(gè)單位的速度運(yùn)動(dòng)到后停止,當(dāng)點(diǎn)的坐標(biāo)是多少時(shí),點(diǎn)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中用時(shí)最少?
【答案】(1);(2)或;(3)F.
【分析】(1)根據(jù)點(diǎn)在曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)滿足方程的關(guān)系,依次求出的值得到直線的解析式、點(diǎn)D的縱坐標(biāo)、的值得到拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)分△PAB∽△ABC和△PAB∽△BAC兩種情況討論即可;
(3)過點(diǎn)D作DH⊥y軸于點(diǎn)H,過點(diǎn)A作AG⊥DH于點(diǎn)G,交BD于點(diǎn)F,則點(diǎn)F即為所求,理由是,由于點(diǎn)M在線段AF上以每秒1個(gè)單位的速度運(yùn)動(dòng),在線段FD上以每秒2個(gè)單位的速度運(yùn)動(dòng),從而根據(jù)直線BD的傾斜角是30°知道,又根據(jù)垂直線段最短的性質(zhì)知點(diǎn)F即為所求,從而根據(jù)含30°直角三角形的性質(zhì)求解即可.
解:(1)拋物線,令,解得或,,.
直線經(jīng)過點(diǎn),,解得,
直線解析式為:.當(dāng)時(shí),,,.
點(diǎn),在拋物線上,,.
拋物線的函數(shù)表達(dá)式為:.即.
(2)由拋物線解析式,令,得,,.
因?yàn)辄c(diǎn)在第一象限內(nèi)的拋物線上,所以為鈍角.
因此若兩個(gè)三角形相似,只可能是或.
①若,則有,如答圖所示.
設(shè),過點(diǎn)作軸于點(diǎn),則,.
,即:,.
,代入拋物線解析式,
得,整理得:,
解得:或(與點(diǎn)重合,舍去),.
,,即,解得:.
②若,則有,如答圖所示.
設(shè),過點(diǎn)作軸于點(diǎn),則,.
,即:,.
,代入拋物線解析式,
得,整理得:,
解得:或(與點(diǎn)重合,舍去),.
,,,解得,
,,綜上所述,或.
(3)方法一:如答圖3,由(1)知:,,
如答圖,過點(diǎn)作軸于點(diǎn),則,,,
,.
過點(diǎn)作軸,則.過點(diǎn)作于點(diǎn),則.
由題意,動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路徑為折線,運(yùn)動(dòng)時(shí)間:,
,即運(yùn)動(dòng)的時(shí)間值等于折線的長度值.
由垂線段最短可知,折線的長度的最小值為與軸之間的垂線段.
過點(diǎn)作于點(diǎn),則,與直線的交點(diǎn),即為所求之點(diǎn).
點(diǎn)橫坐標(biāo)為,直線解析式為:,
,,.
綜上所述,當(dāng)點(diǎn)坐標(biāo)為,時(shí),點(diǎn)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中用時(shí)最少.
方法二:作,,交直線于點(diǎn),
,,,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),最小,
點(diǎn)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)中用時(shí)為:,
,,
【點(diǎn)睛】本題考查單動(dòng)點(diǎn)問題;二次函數(shù)和一次函數(shù)交點(diǎn)問題;曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系;勾股定理;相似三角形的判定;垂直線段最短的性質(zhì);分類思想和數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用.
課后專項(xiàng)訓(xùn)練
1. (2023·河北·九年級(jí)期中)如圖,在△ABC中,∠A=15°,AB=2,P為AC邊上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(不與A、C重合),連接BP,則AP+PB的最小值是( )
A.B.C.D.2
【解答】解:如圖,
在△ABC內(nèi)作∠MBA=30°過點(diǎn)A作AE⊥BM于點(diǎn)E,BM交AC于點(diǎn)P,
∵∠BAC=15°,∴∠APE=45°∴EP=AP
當(dāng)BP⊥AE時(shí),則AP+PB=PE+PB的值最小,最小值是BE的長,
在Rt△ABE中,∠ABE=30°,AB=2∴BE=AB?cs30°=.
∴AP+PB的最小值是.故選:B.
2. (2023·江蘇·九年級(jí)月考)如圖,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,AB=4,點(diǎn)D、F分別是邊AB,BC上的動(dòng)點(diǎn),連接CD,過點(diǎn)A作AE⊥CD交BC于點(diǎn)E,垂足為G,連接GF,則GF+FB的最小值是( )
A. B. C.D.
【解答】解:延長AC到點(diǎn)P,使CP=AC,連接BP,過點(diǎn)F作FH⊥BP于點(diǎn)H,取AC中點(diǎn)O,連接OG,過點(diǎn)O作OQ⊥BP于點(diǎn)Q,
∵∠ACB=90°,∠ABC=30°,AB=4∴AC=CP=2,BP=AB=4
∴△ABP是等邊三角形∴∠FBH=30°∴Rt△FHB中,F(xiàn)H=FB
∴當(dāng)G、F、H在同一直線上時(shí),GF+FB=GF+FH=GH取得最小值
∵AE⊥CD于點(diǎn)G∴∠AGC=90°∵O為AC中點(diǎn)∴OA=OC=OG=AC
∴A、C、G三點(diǎn)共圓,圓心為O,即點(diǎn)G在⊙O上運(yùn)動(dòng)
∴當(dāng)點(diǎn)G運(yùn)動(dòng)到OQ上時(shí),GH取得最小值
∵Rt△OPQ中,∠P=60°,OP=3,sin∠P=
∴OQ=OP=∴GH最小值為故選:C.
3. (2023·山東·九年級(jí)月考)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,二次函數(shù)y=x2﹣2x+c的圖象與x軸交于A、C兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)B(0,﹣3),若P是x軸上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)D(0,1)在y軸上,連接PD,則PD+PC的最小值是( )
A.4B.2+2C.2D.
【答案】A
【分析】過點(diǎn)P作PJ⊥BC于J,過點(diǎn)D作DH⊥BC于H.根據(jù),求出的最小值即可解決問題.
【詳解】解:過點(diǎn)P作PJ⊥BC于J,過點(diǎn)D作DH⊥BC于H.
∵二次函數(shù)y=x2﹣2x+c的圖象與y軸交于點(diǎn)B(0,﹣3),∴c=﹣3,
∴二次函數(shù)的解析式為y=x2﹣2x﹣3,令y=0,x2﹣2x﹣3=0,
解得x=﹣1或3,∴A(﹣1,0),B(0,-3),∴OB=OC=3,
∵∠BOC=90°,∴∠OBC=∠OCB=45°,
∵D(0,1),∴OD=1,BD=4,∵DH⊥BC,∴∠DHB=90°,
設(shè),則,∵,∴,∴,∴,
∵PJ⊥CB,∴,∴,∴,
∵,∴,∴DP+PJ的最小值為,∴的最小值為4.故選:A.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的相關(guān)性質(zhì),以及等腰直角三角形的判定和性質(zhì),垂線段最短等知識(shí),解題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)用轉(zhuǎn)化的思想思考問題.
4. (2023·重慶·九年級(jí)期中)如圖所示,菱形的邊長為5,對(duì)角線的長為,為上一動(dòng)點(diǎn),則的最小值為
A.4B.5C.D.
解:如圖,過點(diǎn)作于點(diǎn),過點(diǎn)作于點(diǎn),連接交于點(diǎn).
四邊形是菱形,,
,,,
,,,
,,,
,,的最小值為4,故選:.
5. (2023·浙江寧波·九年級(jí)開學(xué)考試)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,一次函數(shù)分別交x軸、y軸于A、B兩點(diǎn),若C為x軸上的一動(dòng)點(diǎn),則2BC+AC的最小值為__________.
【答案】6
【分析】先求出點(diǎn)A,點(diǎn)B坐標(biāo),由勾股定理可求AB的長,作點(diǎn)B關(guān)于OA的對(duì)稱點(diǎn),可證是等邊三角形,由直角三角形的性質(zhì)可得CH=AC,則,即當(dāng)點(diǎn),點(diǎn)C,點(diǎn)H三點(diǎn)共線時(shí),有最小值,即2BC+AC有最小值,由直角三角形的性質(zhì)可求解.
【詳解】解:∵一次函數(shù)分別交x軸、y軸于A、B兩點(diǎn),
∴點(diǎn)A(3,0),點(diǎn),∴AO=3,,∴,
作點(diǎn)B關(guān)于OA的對(duì)稱點(diǎn),連接 ,,過點(diǎn)C作CH⊥AB于H,如圖所示:
∴,∴,∴,∴是等邊三角形,
∵,∴,∵CH⊥AB,∴,
∴,
∴當(dāng)點(diǎn),點(diǎn)C,點(diǎn)H三點(diǎn)共線時(shí),有最小值,即2BC+AC有最小值,
此時(shí),,是等邊三角形,∴,,
∴,∴2BC+AC的最小值為6.故答案為:6.
【點(diǎn)睛】本題是胡不歸問題,考查了一次函數(shù)的性質(zhì),等邊三角形的判定和性質(zhì),直角三角形的性質(zhì),確定點(diǎn)C的位置是解題的關(guān)鍵.
6. (2023·湖南·九年級(jí)月考)如圖,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=60°,AB=6,△BCD為等邊三角形點(diǎn)E為△BCD圍成的區(qū)域(包括各邊)的一點(diǎn)過點(diǎn)E作EM∥AB,交直線AC于點(diǎn)M作EN∥AC交直線AB于點(diǎn)N,則AN+AM的最大值為 .
【解答】解:過E作EH⊥AC交AC的延長線于點(diǎn)H,
∵EN∥AC,EM∥AB,∴四邊形ANEM是平行四邊形,∠HME=∠A=60°,
設(shè)EM=AN=a,AM=b,Rt△HEM中,∠HEM=30°,∴MH=ME=a,
∴AN+AM=a+b=MH+AM=AH,當(dāng)E在點(diǎn)D時(shí),AH的值最大是:3+4.5=7.5,
AN+AM的最大值為7.5,故答案為:7.5.
7. (2023·湖北武漢·九年級(jí)期末)如圖,?中,,,為邊上一點(diǎn),則的最小值為______.
【答案】
【分析】作PH丄AD交AD的延長線于H,由直角三角形的性質(zhì)可得HP=DP,因此PD+2PB=2(DP+PB)=2(PH+PB),當(dāng)H、P、B三點(diǎn)共線時(shí)HP+PB有最小值,即PD十2PB有最小值,即可求解.
【詳解】如圖,過點(diǎn)作,交的延長線于,
四邊形是平行四邊形,,∴
∵PH丄AD∴∴,,

當(dāng)點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn)三點(diǎn)共線時(shí),HP+PB有最小值,即有最小值,
此時(shí) ,,,∴ ,
則最小值為,故答案為:.
【點(diǎn)睛】本題考查了胡不歸問題,平行四邊形的性質(zhì),直角三角形的性質(zhì),垂線段最短等知識(shí).構(gòu)造直角三角形是解題的關(guān)鍵.
8. (2023·成都市七中育才九年級(jí)期中)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,直線l分別交x、y軸于B、C兩點(diǎn),點(diǎn)A、C的坐標(biāo)分別為(3,0)、(0,﹣3),且∠OCB=60°,點(diǎn)P是直線l上一動(dòng)點(diǎn),連接AP,則的最小值是______.
【答案】##
【分析】作∠OCE=120°,過點(diǎn)P作PG⊥CE于點(diǎn)G,利用含30度角的直角三角形的性質(zhì)以及勾股定理求得PG=PC;當(dāng)A、P、G在同一直線時(shí),AP+PC= AP+PG= AG的值最小,再利用含30度角的直角三角形的性質(zhì)以及勾股定理即可求解.
【詳解】解:∵點(diǎn)A、C的坐標(biāo)分別為(3,0)、(0,﹣3),∴OA=3,OC=3,
作∠OCE=120°,∵∠OCB=60°,則∠OCB=∠BCE=∠FCE=60°,
過點(diǎn)P作PG⊥CE于點(diǎn)G,如圖:
在Rt△PCG中,∠PCG=60°,則∠CPG=30°,
∴CG=PC,由勾股定理得PG=PC,∴AP+PC= AP+PG,
當(dāng)A、P、G在同一直線時(shí),AP+PG= AG的值最小,
延長AG交y軸于點(diǎn)F,∵∠FCG=60°,∠CGF=90°,∴∠CFG=30°,
∴CF=2CG,GF=CF,在Rt△OAF中,∠AOF=90°,∠OFA=30°,
∴AF=2OA=6,OF=,∴CF=OF-OC=,
∴GF=()=,∴AG=AF-FG=,
即AP+PC的最小值為.故答案為:.
【點(diǎn)睛】本題考查了坐標(biāo)與圖形,含30度角的直角三角形的性質(zhì)以及勾股定理,作出合適的輔助線,得到當(dāng)A、P、G在同一直線時(shí),AP+PC= AP+PG= AG的值最小是解題的關(guān)鍵.
9. (2023·四川自貢·一模)如圖,中,,,于點(diǎn),是線段上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則的最小值是__________.
【答案】
【分析】過點(diǎn)D作于,過點(diǎn)C作于,首先通過勾股定理及求出AE,BE的長度,然后根據(jù)等腰三角形兩腰上的高相等得出,然后通過銳角三角函數(shù)得出,進(jìn)而可得出,最后利用即可求值.
【詳解】解:如圖,過點(diǎn)D作于,過點(diǎn)C作于.
∵,∴,∵,
設(shè),, ∴,∴,
∴或(舍棄),∴,
∵,,,∴(等腰三角形兩腰上的高相等)
∵,,∴,
∴,∴,
∴,∴,∴的最小值為,故答案為:.
【點(diǎn)睛】本題主要考查解直角三角形,等腰三角形的性質(zhì),勾股定理,垂線段最短等,學(xué)會(huì)添加輔助線并利用轉(zhuǎn)化的思想是解題的關(guān)鍵.
10. (2023·廣東·一模)已知拋物線與x軸交于A,B兩點(diǎn)(A在B點(diǎn)左側(cè)),與y軸正半軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)P是直線BC上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)Q是線段OC上的動(dòng)點(diǎn).
(1)求直線BC解析式.(2)如圖①,求OP+PA的和取最小值時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo).
(3)如圖②,求AQ+QP的最小值.(4)如圖③,求AQQC的最小值.
【答案】(1)(2)(,)(3)(4)
【分析】(1)先求B,C的坐標(biāo),然后根據(jù)待定系數(shù)法即可求解;
(2)設(shè)點(diǎn)O關(guān)于直線BC的對(duì)稱點(diǎn)為D,連接CD,PD,BD,AD,先判斷四邊形OCDB為正方形,即可求點(diǎn)D坐標(biāo),然后根據(jù)待定系數(shù)法求出直線AD解析式,最后與直線BC解析式聯(lián)立方程組即可求出點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)設(shè)A關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn)為(-1,0),連接,則可得當(dāng),Q,P三點(diǎn)共線,且時(shí),AQ+PQ最小,然后在中求出即可得出結(jié)論;
(4)在x軸負(fù)半軸上找點(diǎn)G,使得∠GCO=30°,作QH⊥CG于H,則可得當(dāng)A,Q,H三點(diǎn)共線,且AH⊥CG時(shí),,然后解Rt△AHG即可求解.
(1)解:當(dāng)y=0時(shí),,解得,,
∴A(1,0),B(3,0),當(dāng)x=0時(shí),y=3,∴C(0,3),
設(shè)直線BC解析式為y=kx+b,,
則,解得,∴直線BC解析式;
(2)解:設(shè)點(diǎn)O關(guān)于直線BC的對(duì)稱點(diǎn)為D,連接CD,PD,BD,AD,
∵B(3,0),C(0,3),∴BO=CO=3,
又∠BOC=90°,∴∠OCB=∠OBC=45°,
由對(duì)稱性可知,,
∴∠DCB=∠OCB=45°,∠CDB=∠COB=90°,CO=CD,OP=PD,
∴∠OCD=90°,∴四邊形OCDB為正方形,∴D坐標(biāo)為(3,3),
又A(1,0),∴AB=2,BD=3,
∴AD=,
又OP+PA=DP+PA≥AD,∴OP+PA≥
當(dāng)D,P,A三點(diǎn)共線時(shí),OP+PA=,
設(shè)直線AD解析式為y=mx+n,
則,解得,∴直線AD解析式為,
聯(lián)立方程組,解得,∴點(diǎn)P坐標(biāo)為(,)
∴當(dāng)P坐標(biāo)為(,)時(shí),OP+PA的和取最小值;
(3)解:設(shè)A關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn)為(-1,0),如圖,連接,
則AQ+QP=,當(dāng),Q,P三點(diǎn)共線,且時(shí),AQ+PQ最小,
在中,∠OBP=45°,∴,∴AQ+QP的最小值為;
(4)解:如圖,在x軸負(fù)半軸上找點(diǎn)G,使得∠GCO=30°,作QH⊥CG于H,
∴,∴,
∴當(dāng)A,Q,H三點(diǎn)共線,且AH⊥CG時(shí),,
∵CO=3,∠COG=90°,∠GCO=30°,
∴GO=,∠CGO=60°,∴,
當(dāng)AH⊥CG時(shí),,
∴的最小值為.
【點(diǎn)睛】本題考查了待定系數(shù)法求一次函數(shù)解析式、二次函數(shù)與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)問題、正方形的判定與性質(zhì)、兩點(diǎn)之間線段最短、垂線段最短、解直角三角形等知識(shí),添加合適的輔助線,運(yùn)用以上知識(shí)解答是解題的關(guān)鍵.
11. (2023·江蘇·中考模擬)如圖,拋物線與直線交于,兩點(diǎn),交軸于,兩點(diǎn),連接,,已知,.(Ⅰ)求拋物線的解析式和的值;(Ⅱ)在(Ⅰ)條件下:(1)為軸右側(cè)拋物線上一動(dòng)點(diǎn),連接,過點(diǎn)作交軸于點(diǎn),問:是否存在點(diǎn)使得以,,為頂點(diǎn)的三角形與相似?若存在,請(qǐng)求出所有符合條件的點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.(2)設(shè)為線段上一點(diǎn)(不含端點(diǎn)),連接,一動(dòng)點(diǎn)從點(diǎn)出發(fā),沿線段以每秒一個(gè)單位速度運(yùn)動(dòng)到點(diǎn),再沿線段以每秒個(gè)單位的速度運(yùn)動(dòng)到后停止,當(dāng)點(diǎn)的坐標(biāo)是多少時(shí),點(diǎn)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)中用時(shí)最少?
解:(Ⅰ)把,代入,得
,解得:.拋物線的解析式為
聯(lián)立,解得:或,點(diǎn)的坐標(biāo)為.
如圖1.,,,,,,
,是直角三角形,,;
(Ⅱ)方法一:(1)存在點(diǎn),使得以,,為頂點(diǎn)的三角形與相似.
過點(diǎn)作軸于,則.
設(shè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,由在軸右側(cè)可得,則.
,,.
若點(diǎn)在點(diǎn)的下方,①如圖2①,當(dāng)時(shí),則.
,,
,..
則.把代入,得
,整理得:解得:(舍去),(舍去).
②如圖2②,當(dāng)時(shí),則.
同理可得:,則,
把代入,得,
整理得:解得:(舍去),,,;
若點(diǎn)在點(diǎn)的上方,①當(dāng)時(shí),則,同理可得:點(diǎn)的坐標(biāo)為.
②當(dāng)時(shí),則.同理可得:點(diǎn)的坐標(biāo)為,.
綜上所述:滿足條件的點(diǎn)的坐標(biāo)為、,、,;
方法二:作的“外接矩形” ,易證,,
以,,為頂點(diǎn)的三角形與相似,或,
設(shè),,,
①,,,,
②,,,(舍,
滿足題意的點(diǎn)的坐標(biāo)為、,、,;
(2)方法一:過點(diǎn)作軸于,如圖3.
在中,,即,
點(diǎn)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)中所用的時(shí)間為.
作點(diǎn)關(guān)于的對(duì)稱點(diǎn),連接,
則有,,,
,.根據(jù)兩點(diǎn)之間線段最短可得:
當(dāng)、、三點(diǎn)共線時(shí),最?。?br>此時(shí),,四邊形是矩形,
,.對(duì)于,
當(dāng)時(shí),有,解得:,.,,
,,點(diǎn)的坐標(biāo)為.

方法二:作點(diǎn)關(guān)于的對(duì)稱點(diǎn),交于點(diǎn),顯然,
作軸,垂足為,交直線于點(diǎn),如圖4,
在中,,即,
當(dāng)、、三點(diǎn)共線時(shí),最小,
,,,,,
,,,,,,
為的中點(diǎn),,,.
方法三:如圖,5,過作射線軸,過作射線軸,與交于點(diǎn).
,,.,,,
,..
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),取得最小值,點(diǎn)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)中用時(shí)最少為:
,
拋物線的解析式為,且,可求得點(diǎn)坐標(biāo)為
則點(diǎn)橫坐標(biāo)為2,將代入,得.所以.
12. (2023·四川樂山市·中考真題)已知拋物線與軸交于,兩點(diǎn),為拋物線的頂點(diǎn),拋物線的對(duì)稱軸交軸于點(diǎn),連結(jié),且,如圖所示.(1)求拋物線的解析式;(2)設(shè)是拋物線的對(duì)稱軸上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn).①過點(diǎn)作軸的平行線交線段于點(diǎn),過點(diǎn)作交拋物線于點(diǎn),連結(jié)、,求的面積的最大值;②連結(jié),求的最小值.
【答案】(1);(2)①;②.
【分析】(1)先函數(shù)圖象與x軸交點(diǎn)求出D點(diǎn)坐標(biāo),再由求出C點(diǎn)坐標(biāo),用待定系數(shù)法設(shè)交點(diǎn)式,將C點(diǎn)坐標(biāo)代入即可求解;(2)①先求出BC的解析式,設(shè)E坐標(biāo)為,則F點(diǎn)坐標(biāo)為,進(jìn)而用t表示出的面積,由二次函數(shù)性質(zhì)即可求出最大值;
②過點(diǎn)作于,由可得,由此可知當(dāng)BPH三點(diǎn)共線時(shí)的值最小,即過點(diǎn)作于點(diǎn),
線段的長就是的最小值,根據(jù)面積法求高即可.
【詳解】解:(1)根據(jù)題意,可設(shè)拋物線的解析式為:,
∵是拋物線的對(duì)稱軸,∴,又∵,∴,即,
代入拋物線的解析式,得,解得 ,
∴二次函數(shù)的解析式為 或;
(2)①設(shè)直線的解析式為 ,∴ 解得
即直線的解析式為 ,設(shè)E坐標(biāo)為,則F點(diǎn)坐標(biāo)為,
∴,
∴的面積 ∴,
∴當(dāng)時(shí),的面積最大,且最大值為;
②如圖,連接,根據(jù)圖形的對(duì)稱性可知 ,,∴,
過點(diǎn)作于,則在中,,
∴,再過點(diǎn)作于點(diǎn),則,
∴線段的長就是的最小值,∵,
又∵,∴,即,∴的最小值為.
【點(diǎn)睛】此題主要考查了二次函數(shù)的綜合題型,其中涉及了待定系數(shù)法求解析式和三角形的面積最大值求法、線段和的最值問題.解(1)關(guān)鍵是利用三角函數(shù)求出C點(diǎn)坐標(biāo),解(2)關(guān)鍵是由點(diǎn)E、F坐標(biāo)表示線段EF長,從而得到三角形面積的函數(shù)解析式,解(3)的難點(diǎn)是將的最小值轉(zhuǎn)化為點(diǎn)B到AC的距離.
13. (2023·四川達(dá)州市·中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線交軸于點(diǎn)和,交軸于點(diǎn),拋物線的對(duì)稱軸交軸于點(diǎn),交拋物線于點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;(2)將線段繞著點(diǎn)沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)得到線段,旋轉(zhuǎn)角為,連接,,求的最小值.(3)為平面直角坐標(biāo)系中一點(diǎn),在拋物線上是否存在一點(diǎn),使得以,,,為頂點(diǎn)的四邊形為矩形?若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)的橫坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由;
【答案】(1);(2);(3)存在,點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為:2,,或.
【分析】(1)待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,設(shè)解析式為將,兩點(diǎn)代入求得,c的值即可;(2)胡不歸問題,要求的值,將折線化為直線,構(gòu)造相似三角形將轉(zhuǎn)化為,再利用三角形兩邊之和大于第三邊求得最值;(3)分2種情形討論:①AB為矩形的一條邊,利用等腰直角三角形三角形的性質(zhì)可以求得N點(diǎn)的坐標(biāo);
②AB為矩形的對(duì)角線,設(shè)R為AB的中點(diǎn),RN=AB,利用兩點(diǎn)距離公式求解方程可得N點(diǎn)的坐標(biāo).
【詳解】解:(1)∵過,
∴∴,∴拋物線的解析式為:
(2)在上取一點(diǎn),使得,連接,

∵對(duì)稱軸.∴, ,
∴,∴ ∴
∴ 當(dāng),,三點(diǎn)在同一點(diǎn)直線上時(shí),最小為.
在中,, ∴
即最小值為.
(3)情形①如圖,AB為矩形的一條邊時(shí),聯(lián)立得 是等腰,
分別過 兩點(diǎn)作的垂線,交于點(diǎn),
過作軸,軸,
,也是等腰直角三角形 設(shè),則,所以
代入,解得,(不符題意,舍)
同理,設(shè),則 ,所以
代入,解得,(不符題意,舍)
② AB為矩形的對(duì)角線,設(shè)R為AB的中點(diǎn),則
,
設(shè) ,則
整理得: 解得:(不符題意,舍),(不符題意,舍),
, 綜上所述:點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為:2,,或.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的性質(zhì),待定系數(shù)法求解析式,三角形相似,勾股定理,二次函數(shù)與一次函數(shù)交點(diǎn),矩形的性質(zhì),等腰直角三角形性質(zhì),平面直角坐標(biāo)系中兩點(diǎn)距離計(jì)算等知識(shí),能正確做出輔助線,找到相似三角形是解題的關(guān)鍵.
14. (2023·廣西·南寧三中一模)如圖,二次函數(shù)的圖象交軸于點(diǎn)、,交軸于點(diǎn),點(diǎn)是第四象限內(nèi)拋物線上的動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)作軸交軸于點(diǎn),線段的延長線交于點(diǎn),連接、交于點(diǎn),連接.(1)求二次函數(shù)的表達(dá)式;(2)當(dāng)時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo)及;(3)在(2)的條件下,點(diǎn)是軸上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),求的最小值.
【答案】(1);(2),;(3)
【分析】(1)把點(diǎn)A的坐標(biāo)為(-2,0),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(1,0)代入y=ax2+bx+1,解方程組即可得到結(jié)論;
(2)由條件可得BE?DE=OE?EM,設(shè)D(a,-x2?x+1),則可表示BE、DE、OE、EM的長,得到關(guān)于a的方程,解方程可求出D點(diǎn)的坐標(biāo),求出AE、DE長,則sin∠DAE的值可求;
(3)作D關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)F,過點(diǎn)F作FH⊥AD于點(diǎn)H,交軸于點(diǎn)P,則∠DAE=∠HFD,DP+AP=FP+HP,此時(shí)FH最小,求出最小值即可.
【詳解】解:(1)把點(diǎn),點(diǎn)代入得
,解得,∴二次函數(shù)的表達(dá)式為;
(2)∵二次函數(shù)的表達(dá)式為,令,得,∴點(diǎn)的坐標(biāo)為.
設(shè)直線的解析式為,∴,解得,∴直線的解析式為.
∵軸,∴,.
∵,∴.設(shè),則,
∴,,,,
∴,解得,(舍去),(舍去), ∴,
∴,,∴,
∴;
(3)如圖,作點(diǎn)關(guān)于軸的對(duì)稱點(diǎn),過點(diǎn)作于點(diǎn),交軸于點(diǎn),連接,則,
∵,∴,∴,
∴,由垂線段最短可知此時(shí)長度最小,
∵,∴,∴,
∴,∴的最小值為.
【點(diǎn)睛】主要考查了待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式,函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征,勾股定理,垂線段最短,軸對(duì)稱的性質(zhì),以及解直角三角形的知識(shí),要會(huì)利用數(shù)形結(jié)合的思想把代數(shù)和幾何圖形結(jié)合起來,利用點(diǎn)的坐標(biāo)的意義表示線段的長度,從而求出線段之間的關(guān)系,解決相關(guān)問題.
15. (2023·廣東·東莞市三模)已知,如圖,二次函數(shù)圖像交軸于,交交軸于點(diǎn),是拋物線的頂點(diǎn),對(duì)稱軸經(jīng)過軸上的點(diǎn).(1)求二次函數(shù)關(guān)系式;(2)對(duì)稱軸與交于點(diǎn),點(diǎn)為對(duì)稱軸上一動(dòng)點(diǎn).①求的最小值及取得最小值時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo);
②在①的條件下,把沿著軸向右平移個(gè)單位長度時(shí),設(shè)與重疊部分面積記為,求與之間的函數(shù)表達(dá)式,并求出的最大值.

【答案】(1);(2)①最小值為,點(diǎn)坐標(biāo)為;
②,當(dāng)時(shí),最大值.
【分析】(1)函數(shù)對(duì)稱軸為x=1,則點(diǎn)B(3,0),用交點(diǎn)式表達(dá)式得:y=a(x+1)(x-3)=a(x2-2x-3),即可求解;(2)①連接BD,過點(diǎn)A作AH⊥BD于點(diǎn)H,交DF于點(diǎn)P,AP+PD=AP+PD,此時(shí)AP+PD=AH最小,即可求解;②根據(jù)題意,可分為0≤t≤1、1<t<2、2≤t≤4三種情況,分別求解,即可得到答案.
【詳解】解:(1)二次函數(shù)對(duì)稱軸為,點(diǎn)坐標(biāo)為,則點(diǎn)坐標(biāo)為.
又∵點(diǎn)坐標(biāo),則,解得:,∴函數(shù)表達(dá)式為;
(2)①連接∵∴ 在中,依勾股定理得:

過點(diǎn)作于點(diǎn),交拋物線對(duì)稱軸于點(diǎn)
則 則
依“垂線段最短”得此時(shí)長度為最小值, 即最小值為的長度,
∵ 則,
即最小值為. 點(diǎn)坐標(biāo)為.
②A.當(dāng)時(shí),如圖

依圖知:則:
化簡(jiǎn)得:配方得:
根據(jù)自變量取值范圍,當(dāng)時(shí),最大值4
B.當(dāng)時(shí),如圖:四邊形
整理得: 配方得: 即時(shí),最大值
C.當(dāng)時(shí),如圖: 根據(jù)自變量取值范圍,當(dāng)時(shí),最大值
綜上,,當(dāng)時(shí),最大值.
【點(diǎn)睛】本題考查的二次函數(shù)綜合應(yīng)用,解直角三角形,軸對(duì)稱的性質(zhì),求二次函數(shù)的解析式和二次函數(shù)的最值,勾股定理,以及最短路徑問題,解題的關(guān)鍵是熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行解題,注意利用數(shù)形結(jié)合的思想和分類討論的思想進(jìn)行分析.
16. (2023·天津·中考模擬)如圖,在△ACE中,CA=CE,∠CAE=30°,⊙O經(jīng)過點(diǎn)C,且圓的直徑AB在線段AE上.(1)證明:CE是⊙O的切線;(2)若△ACE中AE邊上的高為h,試用含h的代數(shù)式表示⊙O的直徑AB;(3)設(shè)點(diǎn)D是線段AC上任意一點(diǎn)(不含端點(diǎn)),連接OD,當(dāng)CD+OD的最小值為6時(shí),求⊙O的直徑AB的長.
【答案】(1)見解析;(2);(3)AB=8
【解析】(1)連接OC,如圖,
∵CA=CE,∠CAE=30°,∴∠E=∠CAE=30°,∠COE=2∠A=60°,∴∠OCE=90°,∴CE是⊙O的切線;
(2)過點(diǎn)C作CH⊥AB于H,連接OC,如圖,

由題可得CH=h.在Rt△OHC中,CH=OC?sin∠COH,∴h=OC?sin60°= OC,
∴OC= h,∴AB=2OC= h;
(3)作OF平分∠AOC,交⊙O于F,連接AF、CF、DF,如圖,
則∠AOF=∠COF= ∠AOC= (180°﹣60°)=60°.
∵OA=OF=OC,∴△AOF、△COF是等邊三角形,
∴AF=AO=OC=FC,∴四邊形AOCF是菱形,∴根據(jù)對(duì)稱性可得DF=DO.
過點(diǎn)D作DH⊥OC于H,∵OA=OC,∴∠OCA=∠OAC=30°,∴DH=DC?sin∠DCH=DC?sin30°= DC,
∴CD+OD=DH+FD.
根據(jù)兩點(diǎn)之間線段最短可得:當(dāng)F、D、H三點(diǎn)共線時(shí),DH+FD(即CD+OD)最小,
此時(shí)FH=OF?sin∠FOH= OF=6,則OF=4,AB=2OF=8.
∴當(dāng)CD+OD的最小值為6時(shí),⊙O的直徑AB的長為8.

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