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例 10 2014年湖南省张家界市中考第25题
如图1,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)过O、B、C三点,B、C坐标分别为(10, 0)和(1824,?),以OB为直径的⊙A经过C点,直线l垂直55x轴于B点.
(1)求直线BC的解析式;
(2)求抛物线解析式及顶点坐标;
(3)点M是⊙A上一动点(不同于O、B),过点M作⊙A的切线,交y轴于点E,交直线l于点F,设线段ME长为m,MF长为n,请猜想mn的值,并证明你的结论;
(4)若点P从O出发,以每秒1个单位的速度向点B作直线运动,点Q同时从B出发,以相同速度向点C作直线运动,经过t(0<t≤8)秒时恰好使
△BPQ为等腰三角形,请求出满足条件的t值.
图
图1
动感体验
请打开几何画板文件名“14张家界25”,拖动点M在圆上运动,可以体验到,△EAF保持直角三角形的形状,AM是斜边上的高.拖动点Q在BC上运动,可以体验到,△BPQ有三个时刻可以成为等腰三角形.
思路点拨
1.从直线BC的解析式可以得到∠OBC的三角比,为讨论等腰三角形BPQ作铺垫. 2.设交点式求抛物线的解析式比较简便.
3.第(3)题连结AE、AF容易看到AM是直角三角形EAF斜边上的高.
4.第(4)题的△PBQ中,∠B是确定的,夹∠B的两条边可以用含t的式子表示.分三种情况讨论等腰三角形.
图文解析
(1)直线BC的解析式为y?315x?. 42(2)因为抛物线与x轴交于O、B(10, 0)两点,设y=ax(x-10).
18242418325. ,?),得??a??(?).解得a?5555524552255125所以y?. x(x?10)?x?x?(x?5)2?2424122424125抛物线的顶点为(5,?).
24代入点C(
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(3)如图2,因为EF切⊙A于M,所以AM⊥EF. 由AE=AE,AO=AM,可得Rt△AOE≌Rt△AME. 所以∠1=∠2. 同理∠3=∠4.
于是可得∠EAF=90°.
所以∠5=∠1.由tan∠5=tan∠1,得
MAME. ?MFMA所以ME·MF=MA2,即mn=25.
图2
4,BP=10-t,BQ=t. 5分三种情况讨论等腰三角形BPQ:
①如图3,当BP=BQ时,10-t=t.解得t=5.
11480②如图4,当PB=PQ时,BQ?BPcos?B.解方程t?(10?t),得t?.
2251311450③如图5,当QB=QP时,BP?BQcos?B.解方程(10?t)?t,得t?.
22513(4)在△BPQ中,cos∠B=
图3 图4 图5
考点伸展
在第(3)题条件下,以EF为直径的⊙G与x轴相切于点A.
如图6,这是因为AG既是直角三角形EAF斜边上的中线,也是直角梯形EOBF的中位线,因此圆心G到x轴的距离等于圆的半径,所以⊙G与x轴相切于点A.
图6
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例 11 2014年湖南省邵阳市中考第26题
在平面直角坐标系中,抛物线y=x2-(m+n)x+mn(m>n)与x轴相交于A、B两点(点A位于点B的右侧),与y轴相交于点C.
(1)若m=2,n=1,求A、B两点的坐标;
(2)若A、B两点分别位于y轴的两侧,C点坐标是(0,-1),求∠ACB的大小; (3)若m=2,△ABC是等腰三角形,求n的值.
动感体验
请打开几何画板文件名“14邵阳26”,点击屏幕左下方的按钮(2),拖动点A在x轴正半轴上运动,可以体验到,△ABC保持直角三角形的形状.点击屏幕左下方的按钮(3),拖动点B在x轴上运动,观察△ABC的顶点能否落在对边的垂直平分线上,可以体验到,等腰三角形ABC有4种情况.
思路点拨
1.抛物线的解析式可以化为交点式,用m,n表示点A、B、C的坐标.
2.第(2)题判定直角三角形ABC,可以用勾股定理的逆定理,也可以用锐角的三角比.
3.第(3)题讨论等腰三角形ABC,先把三边长(的平方)罗列出来,再分类解方程.
图文解析
(1)由y=x2-(m+n)x+mn=(x-m)(x-n),且m>n,点A位于点B的右侧,可知 A(m, 0),B(n, 0).
若m=2,n=1,那么A(2, 0),B(1, 0)..
(2)如图1,由于C(0, mn),当点C的坐标是(0,-1),mn=-1,OC=1. 若A、B两点分别位于y轴的两侧,那么OA·OB=m(-n)=-mn=1.
OCOB. ?OAOC所以tan∠1=tan∠2.所以∠1=∠2.
又因为∠1与∠3互余,所以∠2与∠3互余. 所以∠ACB=90°.
所以OC2=OA·OB.所以
图1 图2 图3
(3)在△ABC中,已知A(2, 0),B(n, 0),C(0, 2n). 讨论等腰三角形ABC,用代数法解比较方便:
由两点间的距离公式,得AB2=(n-2)2,BC2=5n2,AC2=4+4n2. ①当AB=AC时,解方程(n-2)2=4+4n2,得n??(如图2).
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②当CA=CB时,解方程4+4n2=5n2,得n=-2(如图3),或n=2(A、B重合,舍去).
③当BA=BC时,解方程(n-2)2=5n2,得n??5).
5?15?1(如图4),或n?(如图22
图4 图5
考点伸展
第(2)题常用的方法还有勾股定理的逆定理.
由于C(0, mn),当点C的坐标是(0,-1),mn=-1.
由A(m, 0),B(n, 0),C(0,-1),得AB2=(m-n)2=m2-2mn+n2=m2+n2+2, BC2=n2+1,AC2=m2+1.
所以AB2=BC2+AC2.于是得到Rt△ABC,∠ACB=90°.
第(3)题在讨论等腰三角形ABC时,对于CA=CB的情况,此时A、B两点关于y轴对称,可以直接写出B(-2, 0),n=-2.
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