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中考数学真题 求二次函数上满足相似三角形条件的动点 当心漏解

时间:2021-08-17 20:48:32

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中考数学真题 求二次函数上满足相似三角形条件的动点 当心漏解

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二次函数的动点问题是数学中考的难点题型,本文就例题详细解析这类题型的解题方法,希望能给初三学生的数学学习带来帮助。

例题

已知二次函数图像的顶点坐标为A(2,0),且与y轴交于点(0,1),点B的坐标为(2,2),C为抛物线上一动点,以点C为圆心,CB的长为半径的圆交x轴于M,N两点(点M在点N的左侧)。

(1)求此二次函数的解析式;

(2)当点C在抛物线上运动时,弦MN的长度是否发生变化?若变化,请说明理由;若不发生变化,求出弦MN的长;

(3)当△ABM与△ABN相似时,求出点M的坐标。

1、求二次函数的解析式

设二次函数的解析式为:y=ax^2+bx+c

根据题目中的条件:二次函数的图像与y轴交于点(0,1),则c=1;

根据抛物线的对称性和题目中的条件:二次函数图像的顶点坐标为A(2,0),则抛物线的对称轴-b/2a=2,即b=-4a;

根据题目中的条件:A(2,0)在二次函数的图像上,则0=4a+2b+c;

根据结论:c=1,b=-4a,0=4a+2b+c,可求得a=1/4,b=-1,c=1;

所以,二次函数的解析式为:y=1/4x^2-x+1。

2、当点C在抛物线上运动时,求弦MN的长

连接BC、CN,过点C作CD⊥MN,交MN于点D

根据题目中的条件:点C为圆心,点B、N在圆C上,则BC=CN;

根据垂径定理和题目中的条件:垂直于弦的直径平分这条弦,CD⊥MN,点C为圆心,则DN=DM=MN/2;

设点C的坐标为(m,1/4m^2-m+1)

根据两点间距离公式和题目中的条件:B(2,2),C(m,1/4m^2-m+1),则点B、C间的距离BC^2=(m-2)^2+(1/4m^2-m-1)^2=1/16(m-2)^4+4;

根据结论:BC=CN,BC^2=1/16(m-2)^4+4,则CN^2=1/16(m-2)^4+4;

根据题目中的条件:CD⊥MN,C(m,1/4m^2-m+1),则CD=1/4m^2-m+1;

根据勾股定理和结论:CD⊥MN,CD=1/4m^2-m+1,CN^2=1/16(m-2)^4+4,DN^2=CN^2-CD^2,则DN^2=4,即DN=2;

根据结论:DN=MN/2,DN=2,则MN=4;

所以,当点C在抛物线上运动时,弦MN的长度不变,MN=4。

3、当△ABM与△ABN相似时,求出点M的坐标

根据题目中条件:A(2,0),B(2,2),则AB⊥MN;

根据题目中的条件:△ABM与△ABN相似,则△ABM∽△ABN或△ABM∽△ANB;

(1)当△ABM∽△ABN时

根据相似三角形的性质和题目中的条件:相似三角形的对应边成比例,△ABM∽△ABN,则AB/AB=AM/AN=1,即AM=AN;

根据垂径定理和结论:弦的垂直平分线经过圆心,AM=AN,AB⊥MN,则圆心C在AB上,即点C与点A重合;

根据题目中的条件和结论:点C与点A重合,A(2,0),则点C的坐标为(2,0);

根据结论:C(2,0),B(2,2),则圆C的半径BC=2;

根据题目中的条件和结论:CM=BC,点M在x轴上,C(2,0),则点M的坐标为(0,0)。

(2)当△ABM∽△ANB,圆心C在点B的右侧时

根据相似三角形的性质和题目中的条件:相似三角形的对应边成比例,△ABM∽△ANB,则AB/AN=AM/AB;

设AM=x

根据结论:MN=4,AM=x,则AN=4+x;

根据题目中的条件:A(2,0),B(2,2),则AB=2;

根据结论:AB/AN=AM/AB,AB=2,AM=x,AN=4+x,则x(4+x)=4,可求得x=-2+2√2或-2-2√2;

根据题目中的条件:AM=x>0,则x=-2-2√2不符合条件,舍去;

根据结论:AM=x=-2+2√2,A(2,0),则点M的坐标为(2√2,0)。

(3)当△ABM∽△ANB,圆心C在点B的左侧时

设AM=x

根据结论:MN=4,AM=x,则AN=x-4;

根据结论:AB/AN=AM/AB,AB=2,AM=x,AN=x-4,则x(x-4)=4,可求得x=2+2√2或2-2√2;

根据题目中的条件:AM=x>MN,则x=2-2√2不符合条件,舍去;

根据结论:AM=x=2+2√2,A(2,0),则点M的坐标为(-2√2,0)。

所以,符合条件的点M的坐标为(0,0)、(2√2,0)、(-2√2,0)。

结语

解决本题的关键是设定点的坐标,利用两点间距离公式和勾股定理,求解弦的长度,再根据相似三角形对应边成比例,找到各种满足条件的对应边,设定边长为未知数进行求解,就能得到题目需要的值。

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