本题选自2022年湖北恩施中考数学压轴题,题目以含参二次函数为背景,考查直角三角形的判定,相似三角形的存在性问题,以及抛物线平移产生的切线问题。属于近些年的热点问题,值得关注。
【题目】
(2022恩施州)在平面直角坐标系中,为坐标原点,抛物线与轴交于点.(1)直接写出抛物线的解析式.(2)如图,将抛物线向左平移1个单位长度,记平移后的抛物线顶点为,平移后的抛物线与轴交于、两点(点在点的右侧),与轴交于点.判断以、、三点为顶点的三角形是否为直角三角形,并说明理由.(3)直线与抛物线交于、两点(点在点的右侧),请探究在轴上是否存在点,使得以、、三点为顶点的三角形与相似,若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.(4)若将抛物线进行适当的平移,当平移后的抛物线与直线最多只有一个公共点时,请直接写出抛物线平移的最短距离并求出此时抛物线的顶点坐标.
【分析】
(1)由于P(0,4),那么得到c=4,所以抛物线的解析式为y=-x+4。
(2)根据平移的规律,易得平移后的解析式为y=-(x+1)+4。
那么就可以得到点B(-3,0),C(0,3),以及Q(-1,4),分别求出BC、CQ和BQ的长,即可根据勾股定理的逆定理证明△BCQ为直角三角形。
(3)如图,连接AC,得到△ABC,可以发现三边分别为AB=4,AC=√10,BC=3√2。
由于点T在x轴上运动,可以发现∠TBC=∠ABC,那么就只有两种情况。
①当TN∥AC时,可以得到BC/BN=BA/BT,那么求出点N的坐标,进而得到BN的长,代入即可得到BT的值,进而得到点T的坐标。
易得直线BC的解析式为y=x+3。
联立解析式,得,解得,,所以,,,,那么可以得到。
进而得到点T的坐标为,。
②当TN与AC不平行时,可以得到BC/BT=BA/BN,一样的道理,代入数据,最终可以得到点T的坐标为,。
(4)本题需要将抛物线平移后与直线BC只有一个公共点,那么就是相切的时候。
相切就考虑联立解析式,得到一元二次方程的△为0,进而得到结论即可。
那么应该往什么方向平移才可以得到最小值呢?
根据垂线段最短,可以往与BC垂直的方向进行平移。
由于BC与x轴的夹角为45°,那么平移的方向与BC垂直。就可以得到向右平移与向下平移的距离是相等的。
设平移后的解析式为y=-(x-a)+4-a,那么与y=x+3联立,即可得到
-x+(2a-1)x-a-a+1=0,
△=(2a-1)+4(-a-a+1)=-8a+5=0,
解得a=5/8。
那么平移的最短距离为5√2/8,
平移后的解析式为y=-(x-5/8)+27/8。
此时抛物线的顶点坐标为(5/8,27/8)。
【总结】
相似三角形的存在性问题,主要是根据条件,分类讨论列方程求解。
与直线相切的问题,一般考虑联立解析式求解,根据方程思想进行解题。
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