中考幾何壓軸 26 幾何與函數(shù)
這一系列,不限專題,解析系列經(jīng)典幾何題,提高幾何分析解決問題能力。
題29. 《存在性與唯一性》
如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+(3/2)x+c與x軸交于點(diǎn)A、B,與y軸交于點(diǎn)D,函數(shù)y=(3/4)x+c經(jīng)過(guò)點(diǎn)D,與x軸交于點(diǎn)C,已知A(-3,0)、C(-8,0),
(1). 求a、c得值和點(diǎn)B得坐標(biāo);
(2). 試探究:在直線CD上是否存在點(diǎn)P,使△PAB是直角三角形?若存在,求出P點(diǎn)得坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;
(3). 設(shè)E為拋物線上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),F(xiàn)是平面直角坐標(biāo)系中x軸上方得一個(gè)點(diǎn),若以A、B、E、F為頂點(diǎn)得平行四邊形得面積等于△ABD得面積,請(qǐng)直接寫出符合條件得點(diǎn)E得坐標(biāo)。
〖一般性提點(diǎn)〗
[1]. 二次函數(shù)與幾何原理相結(jié)合得問題中,存在性和唯一性總是重要得基本問題。
[2]. 反比例函數(shù),在本質(zhì)上也是二次型得,因?yàn)楸磉_(dá)y=k/x與xy=k是完全等價(jià)得,前者是典型得函數(shù)型表達(dá)式,后者則屬于方程表達(dá)式。
[3]. 在未給題圖得時(shí)候,盡量精準(zhǔn)畫出二次函數(shù)曲線很重要,對(duì)于拋物線,關(guān)鍵點(diǎn)要精確:頂點(diǎn)坐標(biāo)(對(duì)稱軸)、與x軸得交點(diǎn)、與y軸交點(diǎn)、以及開口方向。
[4]. 在此類問題中,過(guò)某點(diǎn)分別作x軸、y軸平行線是常見得幫助線。
[5]. 函數(shù)與方程得區(qū)別
<1>. 在稱謂上不同。含有兩個(gè)變量得函數(shù)y=f(x),稱為是一元函數(shù),意思是自變量得個(gè)數(shù)是1個(gè);含有兩個(gè)變量得方程,稱為是二元方程,意思是含有兩個(gè)未知數(shù);
<2>. 變量之間對(duì)應(yīng)關(guān)系得限制不同:函數(shù)關(guān)系不允許對(duì)應(yīng)同一個(gè)自變量得值,因變量得值不唯一得情形;而對(duì)于方程關(guān)系,則沒有這樣得限制。
因此,函數(shù)關(guān)系一定也是方程關(guān)系,但是反過(guò)來(lái),方程關(guān)系不一定是函數(shù)關(guān)系。方程關(guān)系要比函數(shù)關(guān)系寬泛。
〖題目分析〗
(1). 求a、c得值和點(diǎn)B得坐標(biāo);
[1]. 參數(shù)c得值
題設(shè)一次函數(shù)y=(3/4)x+c 只含一個(gè)未知參數(shù)c,且經(jīng)過(guò)點(diǎn)C(-8,0),點(diǎn)C得坐標(biāo)代入一次函數(shù)表達(dá)式,解得c=6;
確定得一次函數(shù)表達(dá)式:
y=(3/4)x+6;
[2]. 參數(shù)a得值
再由題設(shè)二次函數(shù) y=ax2+(3/2)x+c 經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(-3,0),點(diǎn)A得坐標(biāo)代入二次函數(shù)表達(dá)式,解得a=-1/6;
于是確定得二次函數(shù)表達(dá)式為:
y=-(1/6)x2+(3/2)x+6
[3]. 點(diǎn)B得坐標(biāo)
點(diǎn)B是二次函數(shù)與x軸得另一個(gè)交點(diǎn),解方程
-(1/6)x2+(3/2)x+6=0
得B(12,0);
(2). 試探究:在直線CD上是否存在點(diǎn)P,使△PAB是直角三角形?若存在,求出P點(diǎn)得坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;
[1]. 畫出基本題圖
拋物線與x軸交點(diǎn)為A、B兩點(diǎn);與y軸交點(diǎn)D(0,6);頂點(diǎn)坐標(biāo)M(9/2,75/8);對(duì)稱軸x=9/2;
直線y=(3/4)x+6與x軸交點(diǎn)為C(-8,0),與y軸交點(diǎn)為D(0,6);事實(shí)上點(diǎn)M也在該直線上。
[2]. 直線CD上得點(diǎn)P,與點(diǎn)A、B構(gòu)成直角三角形,存在三種可能性:
∠PAB=90°;P(-3,15/4)
∠PBA=90°;P(12,15)
∠APB=90°;P(m, n)
這個(gè)稍微復(fù)雜一點(diǎn)。一方面P點(diǎn)坐標(biāo)滿足拋物線方程;另一方面,基于幾何原理,要找到m、n滿足得另外一個(gè)方程,二者聯(lián)立解得m、n。
設(shè)P(m, n),作PE⊥x軸于E,則
AE=m+3,PE=n,AB=15,BE=12-m
△APE∽△PBE:(或射影定理)
AE/PE=PE/BE,即
n2=(12-m)(m+3)=-m2+9m+36
又P(m, n)在拋物線上:
n=-(1/6)m2+(3/2)m+6
∴ n2-6n=0,解得n=0(舍)和n=6;
n=6為所求,此時(shí)m=0,
∴P(0,6)=D(0,6),P與D點(diǎn)重合、E與O重合。
(3). 設(shè)E為拋物線上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),F(xiàn)是平面直角坐標(biāo)系中x軸上方得一個(gè)點(diǎn),若以A、B、E、F為頂點(diǎn)得平行四邊形得面積等于△ABD得面積,請(qǐng)直接寫出符合條件得點(diǎn)E得坐標(biāo)。
定線段AB可能是平行四邊形得一條邊,也可能是平行四邊形得一條對(duì)角線;因此存在兩種情形。
S(△ABD)=|DO|·|AB|/2=45;
作EG⊥x軸于G,E(λ,τ)無(wú)論AB為邊,還是對(duì)角線,
S(□ABFE)=|AB|·|EG|=15|τ|=45,
∴ τ=±3,
E在拋物線上,τ=3:
3=-(1/6)λ2+(3/2)λ+6
解得:λ=(9±√153)/2;
E在拋物線上,τ=-3:
-3=-(1/6)λ2+(3/2)λ+6
解得:λ=(9±3√33)/2;
符合題意得E點(diǎn),有4個(gè):
((9+√153)/2,3)、((9-√153)/2,3)、((9+3√33)/2,-3)、((9-3√33)/2,-3)。