【挑战中考数学压轴】第一部分 函数图象中点的存在性问题(2)

2025-09-26

设对称轴与x 轴的交点为P ,那么HP EO CP CO

=. 因此234HP =.解得32HP =.所以点H 的坐标为3(1,)2

. (4)①如图3,过点B 作EC 的平行线交抛物线于F ,过点F 作FF ′⊥x 轴于F ′.

由于∠BCE =∠FBC ,所以当CE BC CB BF

=,即2BC CE BF =?时,△BCE ∽△FBC . 设点F 的坐标为1(,(2)())x x x m m -+-,由''FF EO BF CO =,得1(2)()22x x m m x m

+-=+. 解得x =m +2.所以F ′(m +2, 0). 由'CO BF CE BF =

4m BF +=

.所以BF =. 由2BC CE BF =?

,得2(2)m += 整理,得0=16.此方程无解.

图2 图3 图4

②如图4,作∠CBF =45°交抛物线于F ,过点F 作FF ′⊥x 轴于F ′,

由于∠EBC =∠CBF ,所以BE BC BC BF

=,即2BC BE BF =?时,△BCE ∽△BFC . 在Rt △BFF ′中,由FF ′=BF ′,得1(2)()2x x m x m

+-=+. 解得x =2m .所以F ′(2,0)m .所以BF ′=2m +2

,2)BF m =+.

由2BC BE BF =?

,得2(2)2)m m +=+

.解得2m =±

综合①、②,符合题意的m

为2+

考点伸展

第(4)题也可以这样求BF 的长:在求得点F ′、F 的坐标后,根据两点间的距离公式求BF 的长.

例5 2010年义乌市中考第24题

如图1,已知梯形OABC ,抛物线分别过点O (0,0)、A (2,0)、B (6,3).

(1)直接写出抛物线的对称轴、解析式及顶点M 的坐标;

(2)将图1中梯形OABC 的上下底边所在的直线OA 、CB 以相同的速度同时向上平移,分别交抛物线于点O 1、A 1、C 1、B 1,得到如图2的梯形O 1A 1B 1C 1.设梯形O 1A 1B 1C 1的面积为S ,A 1、 B 1的坐标分别为 (x 1,y 1)、(x 2,y 2).用含S 的代数式表示x 2-x 1,并求出当S =36时点A 1的坐标;

(3)在图1中,设点D 的坐标为(1,3),动点P 从点B 出发,以每秒1个单位长度的速度沿着线段BC 运动,动点Q 从点D 出发,以与点P 相同的速度沿着线段DM 运动.P 、Q 两点同时出发,当点Q 到达点M 时,P 、Q 两点同时停止运动.设P 、Q 两点的运动时间为t ,是否存在某一时刻t ,使得直线PQ 、直线AB 、x 轴围成的三角形与直线PQ 、直线AB 、抛物线的对称轴围成的三角形相似?若存在,请求出t 的值;若不存在,请说明理由.

图1 图2 动感体验

请打开几何画板文件名“10义乌24”,拖动点I 上下运动,观察图形和图象,可以体验到,x 2-x 1随S 的增大而减小.双击按钮“第(3)题”,拖动点Q 在DM 上运动,可以体验到,如果∠GAF =∠GQE ,那么△GAF 与△GQE 相似.

思路点拨

1.第(2)题用含S 的代数式表示x 2-x 1,我们反其道而行之,用x 1,x 2表示S .再注意平移过程中梯形的高保持不变,即y 2-y 1=3.通过代数变形就可以了.

2.第(3)题最大的障碍在于画示意图,在没有计算结果的情况下,无法画出准确的位置关系,因此本题的策略是先假设,再说理计算,后验证.

3.第(3)题的示意图,不变的关系是:直线AB 与x 轴的夹角不变,直线AB 与抛物线的对称轴的夹角不变.变化的直线PQ 的斜率,因此假设直线PQ 与AB 的交点G 在x 轴的下方,或者假设交点G 在x 轴的上方.

满分解答

(1)抛物线的对称轴为直线1x =,解析式为21184y x x =

-,顶点为M (1,18-). (2) 梯形O 1A 1B 1C 1的面积12122(11)3()62x x S x x -+-?3==+-,由此得到

1223s x x +=+.由于213y y -=,所以22212211111138484

y y x x x x -=--+=.整理,得212111()()38

4x x x x ??-+-=????.因此得到2172x x S -=. 当S =36时,212114,2.x x x x +=??-=? 解得12

6,8.x x =??=? 此时点A 1的坐标为(6,3). (3)设直线AB 与PQ 交于点G ,直线AB 与抛物线的对称轴交于点E ,直线PQ 与x 轴交于点F ,那么要探求相似的△GAF 与△GQE ,有一个公共角∠G .

在△GEQ 中,∠GEQ 是直线AB 与抛物线对称轴的夹角,为定值.

在△GAF 中,∠GAF 是直线AB 与x 轴的夹角,也为定值,而且∠GEQ ≠∠GAF . 因此只存在∠GQE =∠GAF 的可能,△GQE ∽△GAF .这时∠GAF =∠GQE =∠PQD . 由于3tan 4GAF ∠=,tan 5DQ t PQD QP t

∠==-,所以345t t =-.解得207t =.

图3 图4

考点伸展

第(3)题是否存在点G 在x 轴上方的情况?如图4,假如存在,说理过程相同,求得的t 的值也是相同的.事实上,图3和图4都是假设存在的示意图,实际的图形更接近图3.

例6 2009年临沂市中考第26题

如图1,抛物线经过点A (4,0)、B (1,0)、C (0,-2)三点.

(1)求此抛物线的解析式;

(2)P 是抛物线上的一个动点,过P 作PM ⊥x 轴,垂足为M ,是否存在点P ,使得以

A 、P 、M 为顶点的三角形与△OAC 相似?若存在,请求出符合条件的 点P 的坐标;若不存在,请说明理由;

(3)在直线AC 上方的抛物线是有一点D ,使得△DCA 的面积最大,求出点D 的坐标. ,

图1 动感体验

请打开几何画板文件名“09临沂26”,拖动点P 在抛物线上运动,可以体验到,△P AM 的形状在变化,分别双击按钮“P 在B 左侧”、“ P 在x 轴上方”和“P 在A 右侧”,可以显示△P AM 与△OAC 相似的三个情景.

双击按钮“第(3)题”, 拖动点D 在x 轴上方的抛物线上运动,观察△DCA 的形状和面积随D 变化的图象,可以体验到,E 是AC 的中点时,△DCA 的面积最大.

思路点拨

1.已知抛物线与x 轴的两个交点,用待定系数法求解析式时,设交点式比较简便.

2.数形结合,用解析式表示图象上点的坐标,用点的坐标表示线段的长.

3.按照两条直角边对应成比例,分两种情况列方程.

4.把△DCA 可以分割为共底的两个三角形,高的和等于OA .

满分解答

(1)因为抛物线与x 轴交于A (4,0)、B (1,0)两点,设抛物线的解析式为

)4)(1(--=x x a y ,代入点C 的 坐标(0,-2),解得2

1-=a .所以抛物线的解析式为22

521)4)(1(212-+-=---=x x x x y . (2)设点P 的坐标为))4)(1(2

1,(---x x x . ①如图2,当点P 在x 轴上方时,1<x <4,)4)(1(21---=x x PM ,x AM -=4.

如果2==CO

AO PM AM ,那么24)4)(1(21=----x x x .解得5=x 不合题意. 如果21==CO AO PM AM ,那么2

14)4)(1(21=----x x x .解得2=x . 此时点P 的坐标为(2,1). ②如图3,当点P 在点A 的右侧时,x >4,)4)(1(21--=

x x PM ,4-=x AM . 解方程24

)4)(1(21=---x x x ,得5=x .此时点P 的坐标为)2,5(-. 解方程2

14)4)(1(21=---x x x ,得2=x 不合题意. ③如图4,当点P 在点B 的左侧时,x <1,)4)(1(2

1--=x x PM ,x AM -=4. 解方程24)

4)(1(21=---x

x x ,得3-=x .此时点P 的坐标为)14,3(--. 解方程2

14)4)(1(21=---x x x ,得0=x .此时点P 与点O 重合,不合题意. 综上所述,符合条件的 点P 的坐标为(2,1)或)14,3(--或)2,5(-.

图2 图3 图4

(3)如图5,过点D 作x 轴的垂线交AC 于E .直线AC 的解析式为221-=

x y . 设点D 的横坐标为m )41(<

521,(2-+-m m m ,点E 的坐标为)221,(-m m .所以)221()22521(2---+-=m m m DE m m 22

12+-=. 因此4)221(212?+-=?m m S DAC m m 42+-=4)2(2+--=m .

当2=m 时,△DCA 的面积最大,此时点D 的坐标为(2,1).

图5 图6 考点伸展

第(3)题也可以这样解:

如图6,过D 点构造矩形OAMN ,那么△DCA 的面积等于直角梯形CAMN 的面积减去△CDN 和△ADM 的面积.

设点D 的横坐标为(m ,n ))41(<

42)4(2

1)2(214)22(21++-=--+-?+=

n m m n n m n S . 由于225212-+-=m m n ,所以m m S 42+-=.

1.2因动点产生的等腰三角形问题

例1 2015年重庆市中考第25题

如图1,在△ABC中, ACB=90°,∠BAC=60°,点E是∠BAC的平分线上一点,过点E作AE的垂线,过点A作AB的垂线,两垂线交于点D,连接DB,点F是BD的中点,DH⊥AC,垂足为H,连接EF,HF.

(1)如图1,若点H是AC的中点,AC=AB、BD的长;

(2)如图1,求证:HF=EF.

(3)如图2,连接CF、CE,猜想:△CEF是否是等边三角形?若是,请证明;若不是,请说明理由.

图1 图2

动感体验

请打开几何画板文件名“15重庆25”,拖动点E运动,可以体验到,△F AE与△FDH 保持全等,△CMF与△CAE保持全等,△CEF保持等边三角形的形状.

思路点拨

1.把图形中所有30°的角都标注出来,便于寻找等角和等边.

2.中点F有哪些用处呢?联想到斜边上的中线和中位线就有思路构造辅助线了.

满分解答

(1)如图3,在Rt△ABC中,∠BAC=60°,AC=AB=

在Rt△ADH中,∠DAH=30°,AH DH=1,AD=2.

在Rt△ADB中,AD=2,AB=BD=

(2)如图4,由∠DAB=90°,∠BAC=60°,AE平分∠BAC,得∠DAE=60°,

∠DAH=30°.

在Rt△ADE中,AE=1

2

AD.在Rt△ADH中,DH=

1

2

AD.所以AE=DH.

因为点F是Rt△ABD的斜边上的中线,所以F A=FD,∠F AD=∠FDA.所以∠F AE=∠FDH.所以△F AE≌△FDH.所以EF=HF.

图3 图4 图5

(3)如图5,作FM ⊥AB 于M ,联结CM .

由FM //DA ,F 是DB 的中点,得M 是AB 的中点.

因此FM =

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