挑战中考数学压轴题--平行四边形存在性问题
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__________________________________________________ __________________________________________________ 教师:学生:时间:2017年月日 课题内容 平行四边形存在性问题
专题攻略 一、解平行四边形的存在性问题一般分三个步骤 第一步寻找分类标准,第二步画图,第三步计算.
二、难点在于寻找分类标准,寻找恰当的分类标准,可以使得解的个数不重复不遗漏,也可以使 计算又准又快.
三、如果已知三个定点,探寻平行四边形的第四个顶点,符合条件的有3个点以已知三个定点为 三角形的顶点,过每个点画对边的平行线,三条直线两两相交,产生3个交点.
四、如果已知两个定点,一般是把确定的一条线段按照边或对角线分为两种情况. 灵活运用向量和中心对称的性质,可以使得解题简便. __________________________________________________
__________________________________________________ 典型例题 例1.如图,抛物线:y=x2﹣x﹣与x轴交于A、B(A在B左侧),A(﹣1,0)、B(3,0),
顶点为C(1,﹣2) (1)求过A、B、C三点的圆的半径. (2)在抛物线上找点P,在y轴上找点E,使以A、B、P、E为顶点的四边形是平行四边形,求点P、E的坐标. __________________________________________________
__________________________________________________ (1)∵A(﹣1,0)、B(3,0)、C(1,﹣2),∴AB=3﹣(﹣1)=4, AC==2,BC==2,∴AB2=16,AC2+BC2=8+8=16, ∴AB2=AC2+BC2,∴△ABC是直角三角形,AB是直径,故半径为2;
(2)①当AB是平行四边形的边时,PE=AB=4,且点P、E的纵坐标相等, ∴点P的横坐标为4或﹣4,∴y=×42﹣4﹣=,或y=×42+4﹣=,
∴点P、E的坐标为P1(4,)、E1(0,)或P2(﹣4,)、E2(0,),
②如图,当AB是平行四边形的对角线时,PE平分AB,∴PE与x轴的交点坐标D(1,0), 过点P作PF⊥AB,则OD=FD,∴点F的坐标为(2,0),∴点P的横坐标为2, y=×22﹣2﹣=﹣,∴点P的纵坐标为,∴点P、E的坐标为P3(2,﹣)、E3(0,), __________________________________________________ __________________________________________________ 综上所述,点P、E的坐标为:P1(4,)、E1(0,)或P2(﹣4,)、E2(0,)或P3(2,﹣)、E3(0,).
例2.将抛物线沿c1:y=﹣x2+沿x轴翻折,得拋物线c2,如图所示.
(1)请直接写出拋物线c2的表达式. (2)现将拋物线C1向左平移m个单位长度,平移后得到的新抛物线的顶点为M,与x轴的交点从左到右依次为A,B;将抛物线C2向右也平移m个单位长度,平移后得到的新抛物线的顶点为N,与x轴交点从左到右依次为D,E. ①当B,D是线段AE的三等分点时,求m的值; ②在平移过程中,是否存在以点A,N,E,M为顶点的四边形是矩形的情形?若存在,请求出此时m的值;若不存在,请说明理由. __________________________________________________
__________________________________________________ 方法一: (1)根据翻折的性质可求拋物线c2的表达式; __________________________________________________ __________________________________________________ (2)①求出拋物线c1与x轴的两个交点坐标,分当AD=AE时,当BD=AE时两种情况讨论求解; ②存在.理由:连接AN,NE,EM,MA.根据矩形的判定即可得出. 方法二: (1)求出翻折后抛物线顶点坐标,并求出抛物线表达式. (2)①抛物线c1平移m个单位长度后,求出点A,B,D,E的坐标,并分类讨论点B在点D左侧和右侧的两种情况,进而求出m的值. ②以点A、N、E、M为顶点的四边形是矩形,则AN⊥EN,利用黄金法则二,可求出m的值.
【解答】方法一: 解:(1)y=x2﹣. (2)①令﹣x2+=0,得x1=﹣1,x2=1 则拋物线c1与x轴的两个交点坐标为(﹣1,0),(1,0). ∴A(﹣1﹣m,0),B(1﹣m,0).同理可得:D(﹣1+m,0),E(1+m,0). 当AD=AE时,(﹣1+m)﹣(﹣1﹣m)=[(1+m)﹣(﹣1﹣m)], ∴m=.
当BD=AE时,(1﹣m)﹣(﹣1+m)=[(1+m)﹣(﹣1﹣m)],∴m=2. 故当B,D是线段AE的三等分点时,m=或2. ②存在. 理由:连接AN,NE,EM,MA.依题意可得:M(﹣m,),N(m,﹣). 即M,N关于原点O对称,∴OM=ON. ∵A(﹣1﹣m,0),E(1+m,0),∴A,E关于原点O对称,∴OA=OE __________________________________________________ __________________________________________________ ∴四边形ANEM为平行四边形. ∵AM2=(﹣m﹣1+m)2+()2=4,ME2=(1+m+m)2+()2=4m2+4m+4,
AE2=(1+m+1+m)2=4m2+8m+4,若AM2+ME2=AE2,则4+4m2+4m+4=4m2+8m+4,∴m=1, 此时△AME是直角三角形,且∠AME=90°. ∴当m=1时,以点A,N,E,M为顶点的四边形是矩形. 方法二: (1)略, (2)①抛物线C1:y=﹣x2+, 与x轴的两个交点为(﹣1,0),(1,0),顶点为(0,),抛物线C2:y=﹣x2﹣, 与x轴的两个交点也为(﹣1,0),(1,0),顶点为(0,﹣),抛物线C1向左平移m个单位长度后,顶点M的坐标为(﹣m,),与x轴的两个交点为A(﹣1﹣m,0)、B(1﹣m,0),AB=2, 抛物线C2向右平移m个单位长度后,顶点N的坐标为(m,﹣),与x轴的两个交点为D(﹣1+m,0)、E(1+m,0),∴AE=(1+m)﹣(﹣1﹣m)=2(1+m),B、D是线段AE的三等分点,有两种情况. 1、B在D的左侧,AB=AE=2,AE=6, ∴2(1+m)=6,m=2, 2、B在D的右侧,AB=AE=2,AE=3, ∴2(1+m)=3,m=.
(3)若A、N、E、M为顶点的四边形是矩形, ∵A(﹣1﹣m,0),E(1+m,0),N(m,﹣)、M(﹣m,), ∴点A,E关于原点对称,点N,M关于原点对称, ∴A、N、E、M为顶点的四边形是平行四边形, 则AN⊥EN,KAN×KEN=﹣1, __________________________________________________ __________________________________________________ ∵A(﹣1﹣m,0),E(1+m,0),N(m,﹣), ∴=﹣1, ∴m=1. __________________________________________________
__________________________________________________ 强化训练 1.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与y轴交于点A(0,1),过点A的直线与抛物线交于另一点B(3,),过点B作BC⊥x轴,垂足为C.点P是x轴正半轴上的一动点,过点P作PN⊥x轴,交直线AB于点M,交抛物线于点N,设OP的长度为m. (1)求抛物线的解析式; (2)当点P在线段OC上(不与点O、C重合)时,试用含m的代数式表示线段PM的长度; (3)连结CM,BN,当m为何值时,以B、C、M、N为顶点的四边形为平行四边形? __________________________________________________
__________________________________________________ 解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c经过A(0,1)和点B(3,), ∴,∴, ∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x+1;
(2)设直线AB的解析式为y=kx+b(k≠0), ∵A(0,1),B(3,),
∴,∴直线AB的解析式为y=x+1, ∵PN⊥x轴,交直线AB于点M,交抛物线于点N,OP=m, __________________________________________________ __________________________________________________ ∴P(m,0),M(m,m+1),∴PM=m+1; (3)由题意可得:N(m,﹣m2+m+1), ∵MN∥BC, ∴当MN=BC时,四边形BCMN为平行四边形, 当点P在线段OC上时,MN=﹣m2+m, 又∵BC=, ∴﹣m2+m=,
解得m1=1,m2=2; 当点P在线段OC的延长线上时,MN=m2﹣m, ∴m2﹣m=,
解得 m1=(不合题意,舍去),m2=, 综上所述,当m的值为1或2或时,以B、C、M、N为顶点的四边形为平行四边形.
2.如图,已知二次函数的图象M经过A(﹣1,0),B(4,0),C(2,﹣6)三点. (1)求该二次函数的解析式; (2)点G是线段AC上的动点(点G与线段AC的端点不重合),若△ABG与△ABC相似,求点G的坐标; (3)设图象M的对称轴为l,点D(m,n)(﹣1<m<2)是图象M上一动点,当△ACD的面积为时,点D关于l的对称点为E,能否在图象M和l上分别找到点P、Q,使得以点D、E、P、Q为顶点的四边形为平行四边形?若能,求出点P的坐标;若不能,请说明理由.