图2 图3
(3)如图4,因为PE//QF,当EF//PQ时,四边形EPQF是平行四边形. 所以EP=FQ.所以yE-yP=yF-yQ.
因为xP=t,xQ=3-t,所以yE=3-t,yQ=t,yF=-(3-t)2+2(3-t)+3=-t2+4t. 因为yE-yP=yF-yQ,解方程3-t=(-t2+4t)-t,得t=1,或t=3(舍去).所以点F的坐标为(2, 3).
图4 图5
(4)由y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,得M(1, 4).
由A(3, 0)、B(0, 3),可知A、B两点间的水平距离、竖直距离相等,AB=32. 由B(0, 3)、M(1, 4),可知B、M两点间的水平距离、竖直距离相等,BM=2. 所以∠MBQ=∠BOP=90°.因此△MBQ与△BOP相似存在两种可能: ①当
BMOB923时,. ??.解得t?(如图5)
BQOP432?2ttBMOP2t2
时,??.整理,得t-3t+3=0.此方程无实根.
BQOB32?2t3②当
考点伸展
第(3)题也可以用坐标平移的方法:由P(t, 0),E(t, 3-t),Q(3-t, t),按照P→E方向,将点Q向上平移,得F(3-t, 3).再将F(3-t, 3)代入y=-x2+2x+3,得t=1,或t=3.
§1.2 因动点产生的等腰三角形问题
课前导学
我们先回顾两个画图问题:
1.已知线段AB=5厘米,以线段AB为腰的等腰三角形ABC有多少个?顶点C的轨迹是什么?
2.已知线段AB=6厘米,以线段AB为底边的等腰三角形ABC有多少个?顶点C的轨迹是什么?
已知腰长画等腰三角形用圆规画圆,圆上除了两个点以外,都是顶点C. 已知底边画等腰三角形,顶角的顶点在底边的垂直平分线上,垂足要除外. 在讨论等腰三角形的存在性问题时,一般都要先分类.
如果△ABC是等腰三角形,那么存在①AB=AC,②BA=BC,③CA=CB三种情况. 解等腰三角形的存在性问题,有几何法和代数法,把几何法和代数法相结合,可以使得解题又好又快.
几何法一般分三步:分类、画图、计算.哪些题目适合用几何法呢?
如果△ABC的∠A(的余弦值)是确定的,夹∠A的两边AB和AC可以用含x的式子表示出来,那么就用几何法.
①如图1,如果AB=AC,直接列方程;②如图2,如果BA=BC,那么③如图3,如果CA=CB,那么
1AC?ABcos?A;21AB?ACcos?A. 2代数法一般也分三步:罗列三边长,分类列方程,解方程并检验.
如果三角形的三个角都是不确定的,而三个顶点的坐标可以用含x的式子表示出来,那么根据两点间的距离公式,三边长(的平方)就可以罗列出来.
图1 图2 图3
例 9 2014年长沙市中考第26题
如图1,抛物线y=ax2+bx+c(a、b、c是常数,a≠0)的对称轴为y轴,且经过(0,0)1)两点,点P在该抛物线上运动,以点P为圆心的⊙P总经过定点A(0, 2). 16(1)求a、b、c的值;
(2)求证:在点P运动的过程中,⊙P始终与x轴相交;
(3)设⊙P与x轴相交于M(x1, 0)、N(x2, 0)两点,当△AMN为等腰三角形时,求圆心P的纵坐标.
和(a,
图1
动感体验
请打开几何画板文件名“14长沙26”,拖动圆心P在抛物线上运动,可以体验到,圆与x轴总是相交的,等腰三角形AMN存在五种情况.
思路点拨
1.不算不知道,一算真奇妙,原来⊙P在x轴上截得的弦长MN=4是定值.
2.等腰三角形AMN存在五种情况,点P的纵坐标有三个值,根据对称性,MA=MN和NA=NM时,点P的纵坐标是相等的.
图文解析
(1)已知抛物线的顶点为(0,0),所以y=ax2.所以b=0,c=0. 将(a,1112
. )代入y=ax,得?a2.解得a?(舍去了负值)
16416121x,设点P的坐标为(x,x2). 44(2)抛物线的解析式为y?1141已知A(0, 2),所以PA?x2?(x2?2)2?x?4>x2.
41641而圆心P到x轴的距离为x2,所以半径PA>圆心P到x轴的距离.
4所以在点P运动的过程中,⊙P始终与x轴相交.
(3)如图2,设MN的中点为H,那么PH垂直平分MN. 在Rt△PMH中,PM2?PA2?14112
x?4,PH2?(x)2?x4,所以MH=4. 16416所以MH=2.因此MN=4,为定值.
等腰△AMN存在三种情况:
①如图3,当AM=AN时,点P为原点O重合,此时点P的纵坐标为0.
图2 图3
②如图4,当MA=MN时,在Rt△AOM中,OA=2,AM=4,所以OM=23. 11此时x=OH=23?2.所以点P的纵坐标为x2?(23?2)2?(3?1)2?4?23.
44如图5,当NA=NM时,根据对称性,点P的纵坐标为也为4?23.
图4 图5
③如图6,当NA=NM=4时,在Rt△AON中,OA=2,AN=4,所以ON=23. 11此时x=OH=23?2.所以点P的纵坐标为x2?(23?2)2?(3?1)2?4?23.
44如图7,当MN=MA=4时,根据对称性,点P的纵坐标也为4?23.
图6 图7
考点伸展
如果点P在抛物线y?12x上运动,以点P为圆心的⊙P总经过定点B(0, 1),那么在点4
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