九年级数学 第1讲 二次函数探究—二次函数与相似三角形的综合问题教案
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二次函数与相似三角形一、二次函数的系数问题【例1】 ⑴ 二次函数2y ax bx c =++的图象如下左图所示,判断a ,b ,c ,24b ac -,2a b +,a b c ++,a b c -+的符号.⑵(福州)如下右图所示,二次函数2(0)y ax bx c a =++≠的图象经过点()12-,坐标分别为1x ,2x ,其中121x -<<-,201x <<,下列结论:①420a b c -+<;②20a b -<;③1b <-;④284b a ac +>.其中正确的有( ) A.1个 B.2个 C .3个 D .4个【巩固】 设二次函数()20y ax bx c a =++≠图像如图所示,试判断24a b c a b c a b c b ac ++-+-、、、、、的符号. 【例2】 (甘肃)如图为二次函数2y ax bx c =++的图象,给出下列说法:①0ab <;②方程20ax bx c ++=的其中一根为x=-1;③a+b+c=0; ④当1x >时,y 随x 值的增大而减小;⑤当0y >时,13x -<<.其中,正确的说法有 _______.(请写出所有正确说法的序号)【巩固】(湖北黄石)已知二次函数2y ax bx c =++的图象如图所示,有以下结论:①0a b c ++<;②1a b c -+>;③0abc >;④420a b c -+<;⑤1c a ->其中所有正确结论的序号是( )A .①②B .①③④C .①②③⑤D .①②③④⑤【例3】 已知二次函数2(0)y ax bx c a =++≠的图象如图所示,有下列5个结论:① 0abc >;②b ac <+;③ 420a b c ++>;④ 23c b <;⑤ ()a b m am b +>+,(1m ≠的实数)其中正确的结论有( ) A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个【巩固】(08天门)已知二次函数()20y ax bx c a =++≠的图象如图所示,下列结论:①0abc >;②20a b +>;③0a b c -+<;④0a c +>,其中正确结论的个数为( )A. 4个B. 3个C. 2个D. 1个【例4】 已知函数2y ax bx c =++(0a≠)的图象,如图所示.求证:22()a c b +<【例5】 2y ax bx c =++的图象如图所示.并设|||||2||2|M a b c a b c ab a b =++--+++--则() A .0M > B .0M =C .0M <D .不能确定M 为正,为负或为0【例6】 二次函数2y ax bx c =++的图象的一部分如图所示,求a 的取值范围【巩固】 已知抛物线2y ax bx c =++的一段图象如图所示.⑴确定a 、b 、c 的符号;⑵求a b c ++的取值范围.【例7】 设二次函数2(0)y ax bx c a =++≠的图象如图所示,若OA OB =,求abc 的取值范围.二、二次函数图像特征【例8】 (09烟台)二次函数2y ax bx c =++的图象如图所示,则一次函数24y bx b ac =+-与反比例函数a b cy x++=在同一坐标系内的图象大致为( )【例9】 若二次函数c bx ax y ++=2的图象的开口向下,顶点在第一象限,抛物线交于y 轴的正半轴;则点⎪⎭⎫ ⎝⎛b c a P ,在( ).(A)第一象限 (B)第二象限限 (C) 第三象限 (D) 第四象限【例10】 ⑴(09湖北荆门)函数1y ax =+与()210y ax bx a =++≠的图象可能是( )(2) (09兰州)在同一直角坐标系中,函数y mx m =+和函数222y mx x =-++(m 是常数,且0m ≠)的图象可能..是【巩固】(09嘉兴)已知,在同一直角坐标系中,函数与的图象有可能是( )ABCDDCB A 0≠a ax y =2ax y =1. ⑴ 下左图所示为二次函数2y ax bx c =++的图象,则一次函数by ax c=-的图象不经过( ) A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限 ⑵ 二次函数2y ax bx c =++的图象的一部分如下右图所示,试求a b c ++的取值范围.⑶(2008天津)已知,如图所示为二次函数2y ax bx c =++的图象,则一次函数y ax bc =+的图象不经过( )A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限2. (092()0y ax bx c a =++≠的图象如图所示,则下列结论:0ac >①;②方程20ax bx c++=的两根之和大于0;y ③随x 的增大而增大;④0a b c -+<,其中正确的个数( )A .4个 B .3个 C .2个 D .1个3. (1) 已知二次函数2y ax bx c =++(其中a 是正整数)的图象经过点()14A -,和()21B ,,且与x 轴 有两个不同的交点,求b c +的最大值.(2)二次函数2y ax bx c =++的图象一部分如下图,求a 的取值范围.4. ⑴ 函数22(1)1y x =---的图象可由函数22(2)3y x =-++的图象平移得到,那么平移的步骤是( )A. 右移三个单位,下移四个单位B. 右移三个单位,上移四个单位C. 左移三个单位,下移四个单位D. 左移四个单位,上移四个单位 ⑵ (07萧山)二次函数2241y x x =-++的图象如何移动就得到22y x =-的图象( )A习题精讲A.向左移动1个单位,向上移动3个单位.B.向右移动1个单位,向上移动3个单位.C.向左移动1个单位,向下移动3个单位.D.向右移动1个单位,向下移动3个单位.2.如图,抛物线y=12x2+bx-2与x轴交于A,B两点,与y轴交于C点,且A(-1,0).(1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;(2)判断ABC△的形状,证明你的结论;(3)点(0)M m,是x轴上的一个动点,当MC+MD的值最小时,求m的值.三、相似三角形一、相似三角形的判定定理(1)有两个角对应相等的两个三角形相似;(2)两边对应成比例,且夹角相等的两个三角形相似;(3)三边对应成比例的两个三角形相似;(4)直角边和一条斜边对应成比例的两个直角三角形相似.二、相似三角形的性质(1)相似三角形对应的高线、中线、角平分线的比等于相似比;(2)相似三角形的周长之比等于相似比;(3)相似三角形的面积比等于相似比的平方.【例1】(2007年北师大附中期末试题)如图,D、E是ABC∆的边AC、AB上的点,且AD AC⋅=AE AB⋅,求证:ADE B∠=∠.巩固:如图,在ABC ∆中,AD BC ⊥于D ,CE AB ⊥于E ,∠ADE=∠ACE, ABC ∆的面积是BDE ∆面积的4倍,6AC =,求DE 的长.A ED CBA EDC。
有一个现象是普遍存在的,就是“学的越多感觉不会的越多,背的越多忘的越快”,这个问题困扰着很多同学。
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二次函数教案篇一一、由实际问题探索二次函数某果园有100棵橙子树,每一棵树平均结600个橙子,现准备多种一些橙子树以提高产量,但是如果多种树,那么树之间的距离和每一棵树所接受的阳光就会减少。
根据经验估计,每多种一棵树,平均每棵树就会少结5个橙子。
(1) 问题中有哪些变量?其中哪些是自变量?哪些因变量(2)假设果园增种x棵橙子树,那么果园共有多少棵橙子树?这时平均每棵树结多少个橙子?(3)如果果园橙子的总产量为y个,那么请你写出y与x之间的关系式。
果园共有(100+x)棵树,平均每棵树结(600-5x)个橙子,因此果园橙子的总产量y=(100+z)(6005x)=-5x2+100x+ 60000.二、想一想在上述问题中,种多少棵橙子树,可以使果园橙子的产量最多?我们可以列表表示橙子的总产量随橙子树的增加而变化情况。
你能根据表格中的数据作出猜测吗 ?自己试一试。
x/棵y/个三。
做一做银行的储蓄利率是随时间的变化而变化的。
也就是说,利率是一个变量。
在我国利率的调整是由中国人民银行根据国民经济发展的情况而决定的。
设人民币一年定期储蓄的年利率是x,一年到期后,银行将本金和利息自动按一年定期储蓄转存。
如果存款额是100元,那么请你写出两年后的本息和y(元)的表达式(不考虑利息税).四、二次函数的定义一般地,形如y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a0)的函数叫做x的二次函数(quadratic function)注意:定义中只要求二次项系数不为零,一次项系数、常数项可以为零。
例如,y=一5x2+100x+60000和y=100x2+200x+100都是二次函数。
我们以前学过的正方形面积A与边长a的关系A=a2,圆面积s与半径r的关系s=Try2等也都是二次函数的例子。
综合问题;教学过程 一、课堂导入二次函数的综合问题是中考压轴题常考题型之一,难度较大。
主要考查形式为二次函数与一些简单几何图形的点存在性问题,既考查了学生的数形结合能力,又考查学生的计算能力。
此类问题出现后,大多学生都无从下手,主要是学生的综合能力、解题技巧及实战经验不足所致。
就本节二次函数与相似三角形的点存在性问题,主要考查了学生能否将相似三角形的性质与判定融入到二次函数,在函数图像中构造相似图形的能力。
二、复习预习 勾股定理及逆定理1.定理:直角三角形两直角边a ,b 的平方和等于斜边c 的平方。
(即:a 2+b 2=c 2)2.勾股定理反映了直角三角形三边之间的关系,是直角三角形的重要性质之一,其主要应用有: (1)已知直角三角形的两边求第三边(2)已知直角三角形的一边和另两边的关系,求直角三角形的另两边 (3)利用勾股定理可以证明线段平方关系的问题3.逆定理:如果三角形的三边长:a ,b ,c ,则有关系a 2+b 2=c 2,那么这个三角形是直角三角形。
4.用勾股定理的逆定理判定一个三角形是否是直角三角形应注意: (1)首先确定最大边,不妨设最长边为c 。
(2)验证c 2和a 2+b 2是否具有相等的关系,若a 2+b 2=c 2,则△ABC 是以∠C 为直角的直角三角形。
三、知识讲解考点1 二次函数的基础知识1.一般地,如果y=ax 2+bx+c (a ,b ,c 是常数且a ≠0),那么y 叫做x 的二次函数,它是关于自变量的二次式,二次项系数必须是非零实数时才是二次函数,这也是判断函数是不是二次函数的重要依据. 当b=c=0时,二次函数y=ax 2是最简单的二次函数.2.二次函数y=ax 2+bx+c (a ,b ,c 是常数,a ≠0)的三种表达形式分别为: 一般式:y=ax 2+bx+c ,通常要知道图像上的三个点的坐标才能得出此解析式; 顶点式:y=a (x -h )2+k ,通常要知道顶点坐标或对称轴才能求出此解析式;交点式:y=a (x -x 1)(x -x 2),通常要知道图像与x 轴的两个交点坐标x 1,x 2才能求出此解析式;对于y=ax 2+bx+c 而言,其顶点坐标为(-2b a,244ac b a ).对于y=a (x -h )2+k 而言其顶点坐标为(h ,k ),由于二次函数的图像为抛物线,因此关键要抓住抛物线的三要素:开口方向,对称轴,顶点.考点2 相似三角形的概念及其性质1.定义:对应角相等,对应边成比例的两个三角形叫做相似三角形。
2.性质定理:(1)相似三角形的对应角相等;(2)相似三角形的对应边成比例;(3)相似三角形的对应高线的比,对应中线的比和对应角平分线的比都等于相似比;(4)相似三角形的周长比等于相似比;(5)相似三角形的面积比等于相似比的平方.考点3 探究三角形相似的一般思路解答三角形相似的存在性问题时,要具备分类讨论的思想及数形结合思想,要先找出三角形相似的分类标准,一般涉及到动态问题要以静制动,动中求静,具体如下:(1)假设结论成立,分情况讨论。
探究三角形相似时,往往没有明确指出两个三角形的对应角(尤其是以文字形式出现让证明两个三角形相似的题目)或涉及到动点问题,因动点问题中点的位置不确定,此时应考虑不同的对应关系,从而分情况讨论;(2)确定分类标准:在分类时,先要找出分类的标准,看两个三角形是否有对应相等的角,若有,找出对应相等的角后,再根据其他角进行分类讨论来确定相似三角形成立的条件;若没有,则分别按三种角来分类讨论;(3)建立关系式并计算。
由相似三角形列出相应的比例式,将比例式中的线段用所设点的坐标表示出来(其长度多借助勾股定理运算),整理可得一元一次方程或者一元二次方程,解方程可得字母的值,再通过计算得出相应的点的坐标;四、例题精析考点一在函数中运用“SAS”判定定理构造相似三角形例1直线113y x=-+分别交x轴、y轴于A、B两点,△AOB绕点O按逆时针方向旋转90°后得到△COD,抛物线y=ax2+bx+c经过A、C、D三点.(1) 写出点A、B、C、D的坐标;(2) 求经过A、C、D三点的抛物线表达式,并求抛物线顶点G的坐标;(3) 在直线BG上是否存在点Q,使得以点A、B、Q为顶点的三角形与△COD相似?若存在,请求出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.例2如图,已知点A (-2,4) 和点B (1,0)都在抛物线22y mx mx n =++上.(1)求m 、n ;(2)向右平移上述抛物线,记平移后点A 的对应点为A ′,点B 的对应点为B ′,若四边形A A ′B ′B 为菱形,求平移后抛物线的表达式;(3)记平移后抛物线的对称轴与直线AB ′ 的交点为C ,试在x 轴上找一个点D ,使得以点B ′、C 、D 为顶点的三角形与△ABC 相似.考点二运用相似三角形的性质解决二次函数综合问题例3如图,已知直线AB:y=kx+2k+4与抛物线y=12x2交于A,B两点.(1)直线AB总经过一个定点C,请直接出点C坐标;(2)当k=﹣12时,在直线AB下方的抛物线上求点P,使△ABP的面积等于5;(3)若在抛物线上存在定点D使∠ADB=90°,求点D到直线AB的最大距离.例4如图,已知在平面直角坐标系xOy中,O是坐标原点,抛物线y=﹣x2+bx+c(c>0)的顶点为D,与y轴的交点为C,过点C作CA∥x轴交抛物线于点A,在AC延长线上取点B,使BC=AC,连接OA,OB,BD和AD.(1)若点A的坐标是(﹣4,4)①求b,c的值;②试判断四边形AOBD的形状,并说明理由;(2)是否存在这样的点A,使得四边形AOBD是矩形?若存在,请直接写出一个符合条件的点A的坐标;若不存在,请说明理由.课程小结有针对性的对勾股定理、相似三角形的性质及二次函数的基础知识进行复习,有助于为研究二次函数与相似三角形的综合问题提供有利的依据。
在探究二次函数与相似三角形的综合问题时,抓住已有的信息及条件在函数图像中构造出相似三角形,并能运用相似三角形的性质解决问题,掌握此类问题的解题思路及技巧是解决问题的关键。
解析例1(1)A(3,0),B(0,1),C(0,3),D(-1,0).(2)因为抛物线y=ax2+bx+c经过A(3,0)、C(0,3)、D(-1,0) 三点,所以930,3,0.a b cca b c++=⎧⎪=⎨⎪-+=⎩解得1,2,3.abc=-⎧⎪=⎨⎪=⎩所以抛物线的解析式为y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,顶点G的坐标为(1,4).(3)如图2,直线BG的解析式为y=3x+1,直线C D的解析式为y=3x+3,因此CD//BG.因为图形在旋转过程中,对应线段的夹角等于旋转角,所以AB⊥CD.因此AB⊥BG,即∠ABQ=90°.因为点Q在直线BG上,设点Q的坐标为(x,3x+1),那么BQ==.Rt△COD的两条直角边的比为1∶3,如果Rt△ABQ与Rt△COD相似,存在两种情况:①当3BQBA=3=.解得3x=±.所以1(3,10)Q,2(3,8)Q--.②当13BQ BA =13=.解得13x =±.所以31(,2)3Q ,41(,0)3Q -.【总结与反思】1.图形在旋转过程中,对应线段相等,对应角相等,对应线段的夹角等于旋转角.2.用待定系数法求抛物线的解析式,用配方法求顶点坐标. 3.第(3)题判断∠ABQ =90°是解题的前提.4.△ABQ 与△COD 相似,按照直角边的比分两种情况,每种情况又按照点Q 与点B 的位置关系分上下两种情形,点Q 共有4个.例2【规范解答】(1) 因为点A (-2,4) 和点B (1,0)都在抛物线22y mx mx n =++上,所以444,20.m m n m m n -+=⎧⎨++=⎩ 解得43m =-,4n =. (2)如图2,由点A (-2,4) 和点B (1,0),可得AB =5.因为四边形A A ′B ′B 为菱形,所以A A ′=B ′B = AB =5.因为438342+--=x x y ()2416133x =-++,所以原抛物线的对称轴x =-1向右平移5个单位后,对应的直线为x =4.因此平移后的抛物线的解析式为()3164342,+--=x y .图2(3) 由点A (-2,4) 和点B ′ (6,0),可得A B ′=如图2,由AM//CN ,可得''''B N B CB M B A=,即28=.解得'B C =AC =菱形的性质,在△ABC 与△B ′CD 中,∠BAC =∠CB ′D .①如图3,当''AB B C AC B D ='B D=,解得'3B D =.此时OD =3,点D 的坐标为(3,0). ②如图4,当''A B B D A C B C ==,解得5'3B D =.此时OD =133,点D 的坐标为(133,0).【总结与反思】1.点A与点B的坐标在3个题目中处处用到,各具特色.第(1)题用在待定系数法中;第(2)题用来计算平移的距离;第(3)题用来求点B′的坐标、AC和B′C的长.2.抛物线左右平移,变化的是对称轴,开口和形状都不变.3.探求△ABC与△B′CD相似,根据菱形的性质,∠BAC=∠CB′D,因此按照夹角的两边对应成比例,分两种情况讨论.例3【规范解答】解:(1)∵当x=﹣2时,y=(﹣2)k+2k+4=4.∴直线AB:y=kx+2k+4必经过定点(﹣2,4).∴点C的坐标为(﹣2,4).(2)∵k=﹣,∴直线的解析式为y=﹣x+3.联立,解得:或.∴点A的坐标为(﹣3,),点B的坐标为(2,2).过点P作PQ∥y轴,交AB于点Q,过点A作AM⊥PQ,垂足为M,过点B作BN⊥PQ,垂足为N,如图1所示.设点P的横坐标为a,则点Q的横坐标为A.∴y P=a2,y Q=﹣a+3.∵点P在直线AB下方,∴PQ=y Q﹣y P=﹣a+3﹣a2∵AM+NB=a﹣(﹣3)+2﹣a=5.∴S△APB=S△APQ+S△BPQ=PQ•AM+PQ•BN=PQ•(AM+BN)=(﹣a+3﹣a2)•5=5.整理得:a2+a﹣2=0.解得:a1=﹣2,a2=1.当a=﹣2时,y P=×(﹣2)2=2.此时点P的坐标为(﹣2,2).当a=1时,y P=×12=.此时点P的坐标为(1,).∴符合要求的点P的坐标为(﹣2,2)或(1,).(3)过点D作x轴的平行线EF,作AE⊥EF,垂足为E,作BF⊥EF,垂足为F,如图2.∵AE⊥EF,BF⊥EF,∴∠AED=∠BFD=90°.∵∠ADB=90°,∴∠ADE=90°﹣∠BDF=∠DBF.∵∠AED=∠BFD,∠ADE=∠DBF,∴△AED∽△DFB.∴.设点A、B、D的横坐标分别为m、n、t,则点A、B、D的纵坐标分别为m2、n2、t2.AE=y A﹣y E=m2﹣t2.BF=y B﹣y F=n2﹣t2.ED=x D﹣x E=t﹣m,DF=x F﹣x D=n﹣t.∵,∴=.化简得:mn+(m+n)t+t2+4=0.∵点A、B是直线AB:y=kx+2k+4与抛物线y=x2交点,∴m、n是方程kx+2k+4=x2即x2﹣2kx﹣4k﹣8=0两根.∴m+n=2k,mn=﹣4k﹣8.∴﹣4k﹣8+2kt+t2+4=0,即t2+2kt﹣4k﹣4=0.即(t﹣2)(t+2k+2)=0.∴t1=2,t2=﹣2k﹣2(舍).∴定点D的坐标为(2,2).过点D作x轴的平行线DG,过点C作CG⊥DG,垂足为G,如图3所示.∵点C(﹣2,4),点D(2,2),∴CG=4﹣2=2,DG=2﹣(﹣2)=4.∵CG⊥DG,∴DC====2.过点D作DH⊥AB,垂足为H,如图3所示,∴DH≤DC.∴DH≤2.∴当DH与DC重合即DC⊥AB时,点D到直线AB的距离最大,最大值为2.∴点D到直线AB的最大距离为2.【总结与反思】(1)要求定点的坐标,只需寻找一个合适x,使得y的值与k无关即可.(2)只需联立两函数的解析式,就可求出点A、B的坐标.设出点P的横坐标为a,运用割补法用a的代数式表示△APB的面积,然后根据条件建立关于a的方程,从而求出a的值,进而求出点P的坐标.(3)设点A、B、D的横坐标分别为m、n、t,从条件∠ADB=90°出发,可构造k型相似,从而得到m、n、t的等量关系,然后利用根与系数的关系就可以求出t,从而求出点D的坐标.由于直线AB上有一个定点C,容易得到DC长就是点D到AB的最大距离,只需构建直角三角形,利用勾股定理即可解决问题.例4【规范解答】(1)①∵AC∥x轴,A点坐标为(﹣4,4).∴点C的坐标是(0,4)把A、C代入y═﹣x2+bx+c得,得,解得;②四边形AOBD是平行四边形;理由如下:由①得抛物线的解析式为y═﹣x2﹣4x+4,∴顶点D的坐标为(﹣2,8),过D点作DE⊥AB于点E,则DE=OC=4,AE=2,∵AC=4,∴BC=AC=2,∴AE=BC.∵AC∥x轴,∴∠AED=∠BCO=90°,∴△AED≌△BCO,∴AD=BO.∠DAE=∠BCO,∴AD∥BO,∴四边形AOBD是平行四边形.(2)存在,点A的坐标可以是(﹣2,2)或(2,2)要使四边形AOBD是矩形;则需∠AOB=∠BCO=90°,∵∠ABO=∠OBC,∴△ABO∽△OBC,∴=,又∵AB=AC+BC=3BC,∴OB=BC,∴在Rt△OBC中,根据勾股定理可得:OC=BC,AC=OC,∵C点是抛物线与y轴交点,∴OC=c,∴A点坐标为(c,c),∴顶点横坐标=c,b=c,∵将A点代入可得c=﹣+c•c+c,∴横坐标为±c,纵坐标为c即可,令c=2,∴A点坐标可以为(2,2)或者(﹣2,2).【总结与反思】(1)①将抛物线上的点的坐标代入抛物线即可求出b、c的值;②求证AD=BO和AD∥BO即可判定四边形为平行四边形;(2)根据矩形的各角为90°可以求得△ABO∽△OBC即=,再根据勾股定理可得OC=BC,AC=OC,可求得横坐标为±c,纵坐标为C.。