2020年中考数学压轴解答题06 二次函数与圆的综合问题(教师版)
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备战2020中考数学之解密压轴解答题命题规律 专题
06 二次函数与圆的综合问题
【典例分析】
【例1】(2019·湖南中考真题)如图,抛物线26y ax ax =+(a 为常数,a >0)与x 轴交于O ,A 两点,点B 为抛物线的顶点,点D 的坐标为(t ,0)(﹣3<t <0),连接BD 并延长与过O ,A ,B 三点的⊙P 相交于点C . (1)求点A 的坐标;
(2)过点C 作⊙P 的切线CE 交x 轴于点E .①如图1,求证:CE =DE ;②如图2,连接AC ,BE ,BO ,当
3
3
a =
,∠CAE =∠OBE 时,求11OD OE -的值
思路点拨
(1)令y=0,可得ax (x+6)=0,则A 点坐标可求出;
(2)①连接PC,连接PB 延长交x 轴于点M,由切线的性质可证得∠ECD=∠COE,则CE=DE ;
②设OE=m,由CE 2
=OE•AE ,可得m =2
62t t
+,由∠CAE=∠OBE 可得BD DO BE OE =,则m =66t t --,综合整理代入11t m --可求出11
OD OE
-的值. 满分解答
(1)令ax 2+bax =0 ax (x +6)=0 ∴A (-6,0)
(2)连接PC ,连接PB 延长交x 轴于
M
P Q e 过O 、A 、B 三点,B 为顶点
PM OA ∴⊥,90PBC BOM ∠+∠=
又∵PC =PB
PCB PBC ∴∠=∠,
∵CE 为切线
90PCB ECD ∴∠+∠=°, 又BDP CDE ∠=∠Q
ECD COE ∴∠=∠,
∴CE =DE,
(3)设OE =m ,即E (m,0) 由切割定理:CE 2=OE ·
AE ()
()2
2
662t m t m m m t
-=⋅+⇒=+①,
CAE CBD ∠=∠Q ,
已知CAE OBE ∠=∠,CBO EBO ∠=∠ 由角平分线定理:
BD DO
BE OE
=
()()2
2
32766327t t t m m
t m ++-=⇒=--++②
由①②得22618360626
t t
t t t t =⇒++=+--
∴t 2=-18t -36
211113616
t OD OE t m t +-=--=-=, 【名师点睛】
本题是二次函数与圆的综合问题,涉及二次函数图象与x 轴的交点坐标、切线的性质、等腰三角形的判定、切割线定理等知识.把圆的知识镶嵌其中,会灵活运用圆的性质进行计算是解题的关键.
【例2】(2018·山东中考真题)如图①,在平面直角坐标系中,圆心为P (x,y )的动圆经过点A (1,2)且与x 轴相切于点B .
(1)当x=2时,求⊙P 的半径;
(2)求y 关于x 的函数解析式,请判断此函数图象的形状,并在图②中画出此函数的图象;
(3)请类比圆的定义(图可以看成是到定点的距离等于定长的所有点的集合),给(2)中所得函数图象进行定义:此函数图象可以看成是到 的距离等于到 的距离的所有点的集合.
(4)当⊙P 的半径为1时,若⊙P 与以上(2)中所得函数图象相交于点C 、D,其中交点D (m,n )在点C 的右侧,请利用图②,求cos ∠APD 的大小.
思路点拨
(1)由题意得到AP=PB,求出y 的值,即为圆P 的半径;
(2)利用两点间的距离公式,根据AP=PB,确定出y 关于x 的函数解析式,画出函数图象即可; (3)类比圆的定义描述此函数定义即可;
(4)画出相应图形,求出m 的值,进而确定出所求角的余弦值即可.
满分解答
(1)由x=2,得到P (2,y ), 连接AP,PB,
∵圆P 与x 轴相切, ∴PB ⊥x 轴,即PB=y, 由AP=PB,得到()()
22
122y -+-=y,
解得:y=
54
, 则圆P 的半径为
54
; (2)同(1),由AP=PB,得到(x ﹣1)2+(y ﹣2)2=y 2, 整理得:y=
1
4
(x ﹣1)2+1,即图象为开口向上的抛物线, 画出函数图象,如图②所示;
(3)给(2)中所得函数图象进行定义:此函数图象可以看成是到点A 的距离等于到x 轴的距离的所有点的集合;
故答案为点A ;x 轴;
(4)连接CD,连接AP 并延长,交x 轴于点F,交CD 于E, 设PE=a,则有21a -, ∴D 坐标为(21a -,a+1), 代入抛物线解析式得:a+1=
1
4
(1﹣a 2)+1,
解得:a=﹣
2+5或a=﹣2﹣5(舍去),即PE=﹣2+5, 在Rt △PED 中,PE=5﹣2,PD=1, 则cos ∠APD=
PE
PD
=5﹣2. 【名师点睛】此题属于圆的综合题,涉及的知识有:两点间的距离公式,二次函数的图象与性质,圆的性质,勾股定理,弄清题意是解本题的关键.
【例3】(2018·江苏中考真题)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=(x-a )(x-3)(0<a<3)的图象与x 轴交于点A 、B (点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点D,过其顶点C 作直线CP ⊥x 轴,垂足为点P,连接AD 、BC .
(1)求点A 、B 、D 的坐标;
(2)若△AOD 与△BPC 相似,求a 的值;
(3)点D 、O 、C 、B 能否在同一个圆上,若能,求出a 的值,若不能,请说明理由.
思路点拨
(1)根据二次函数的图象与x 轴相交,则y=0,得出A (a,0),B (3,0),与y 轴相交,则x=0,得出D (0,3a ).
(2)根据(1)中A 、B 、D 的坐标,得出抛物线对称轴x=32a +,AO=a,OD=3a,代入求得顶点C (32a +,-2
32a -⎛⎫
⎪⎝⎭),从而得PB=3- 32a +=32a -,PC=2
32a -⎛⎫ ⎪⎝⎭
;再分情况讨论:①当△AOD ∽△BPC 时,根据相似三角形性质得2
33322a a
a a =--⎛⎫ ⎪⎝⎭
, 解得:a=
3(舍去);
②△AOD ∽△CPB,根据相似三角形性质得2
3332
2a
a
a a =
--⎛⎫
⎪⎝⎭
,解得:a 1=3(舍),a 2=73;
(3)能;连接BD,取BD 中点M,根据已知得D 、B 、O 在以BD 为直径,M (
32,3
2
a )为圆心的圆上,若点C 也在此圆上,则MC=MB,根据两点间的距离公式得一个关于a 的方程,解之即可得出答案.
满分解答
(1)∵y=(x-a )(x-3)(0<a<3)与x 轴交于点A 、B (点A 在点B 的左侧), ∴A (a,0),B (3,0), 当x=0时,y=3a, ∴D (0,3a );
(2)∵A (a,0),B (3,0),D (0,3a ).∴对称轴x=
3
2
a +,AO=a,OD=3a, 当x= 32
a +时,y=-
2
32a -⎛⎫ ⎪⎝⎭
, ∴C (32a +,-2
32a -⎛⎫ ⎪⎝⎭
), ∴PB=3-32a +=32a -,PC=2
32a -⎛⎫ ⎪⎝⎭
, ①当△AOD ∽△BPC 时, ∴
AO OD BP PC
=, 即 2
33322a a
a a =--⎛⎫ ⎪⎝⎭
,
解得:a=
3(舍去);
②△AOD ∽△CPB, ∴
AO OD CP PB
=, 即2
3332
2a
a a a =
--⎛⎫
⎪⎝⎭
,。