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中考热点,二次函数背景下的二倍角问题

btikc 2024-08-29 12:14:20 技术文章 15 ℃ 0 评论

以二次函为背景的有关二倍角存在性问题,是以二次函数的图象和解析式为框架,判断角度满足某些二倍关系的某些条件,是否存在的问题,这类问题集代数、几何知识于一体,数形结合,解法灵活多变。现举几例说明如下。

经典考题

1.转化为等角

例1(2019?咸宁中考题)如图,在平面直角坐标系中,直线y=﹣1/2x+2与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=﹣1/2x2+bx+c经过A,B两点且与x轴的负半轴交于点C.

(1)求该抛物线的解析式;

(2)若点D为直线AB上方抛物线上的一个动点,当∠ABD=2∠BAC时,求点D的坐标;

(3)已知E,F分别是直线AB和抛物线上的动点,当以B,O,E,F为顶点的四边形是平行四边形时,直接写出所有符合条件的E点的坐标.2

【解析】(1)求得A、B两点坐标,代入抛物线解析式,获得b、c的值,获得抛物线的解析式为y=-1/2x2+3/2 x+2;

(2)通过平行线分割2倍角条件,得到相等的角关系,利用等角的三角函数值相等,得到点坐标.

如图,过点B作x轴的平行线交抛物线于点E,过点D作BE的垂线,垂足为F。∵BE∥x轴,∴∠BAC=∠ABE。

∵∠ABD=2∠BAC,∴∠ABD=2∠ABE,即∠DBE+∠ABE=2∠ABE。

∴∠DBE=∠ABE,∴∠DBE=∠BAC。

(3)B、O、E、F四点作平行四边形,以已知线段OB为边和对角线分类讨论,当OB为边时,以EF=OB的关系建立方程求解,当OB为对角线时,OB与EF互相平分,利用直线相交获得点E坐标为(2,1)或(2-2√2,1+√2)或(2+2√2,1-√2)或(-2-2√2,3+√2)或(-2+2√2,3-√2)。

2.利用特殊角的三角函数值转化

例2.(2019?宿迁中考题)如图,抛物线y=x2+bx+c交x轴于A、B两点,其中点A坐标为(1,0),与y轴交于点C(0,﹣3).

(1)求抛物线的函数表达式;

(2)如图①,连接AC,点P在抛物线上,且满足∠PAB=2∠ACO.求点P的坐标;

(3)如图②,点Q为x轴下方抛物线上任意一点,点D是抛物线对称轴与x轴的交点,直线AQ、BQ分别交抛物线的对称轴于点M、N.请问DM+DN是否为定值?如果是,请求出这个定值;如果不是,请说明理由.

【解析】(1)把点A、C坐标代入抛物线解析式即求得b、c的值.

(2)点P可以在x轴上方或下方,需分类讨论.①若点P在x轴下方,延长AP到H,使AH=AB构造等腰△ABH,作BH中点G,即有∠PAB=2∠BAG=2∠ACO,利用∠ACO的三角函数值,求BG、BH的长,进而求得H的坐标,求得直线AH的解析式后与抛物线解析式联立,即求出点P坐标.②若点P在x轴上方,根据对称性,AP一定经过点H关于x轴的对称点H',求得直线AH'的解析式后与抛物线解析式联立,即求出点P坐标.

(3)设点Q横坐标为t,用t表示直线AQ、BN的解析式,把x=﹣1分别代入即求得点M、N的纵坐标,再求DM、DN的长,即得到DM+DN=8为定值.

3.利用半角三角函数计算转化

例3.(2019?盐城中考题)如图所示,二次函数y=k(x﹣1)2+2的图象与一次函数y=kx﹣k+2的图象交于A、B两点,点B在点A的右侧,直线AB分别与x、y轴交于C、D两点,其中k<0.

(1)求A、B两点的横坐标;

(2)若△OAB是以OA为腰的等腰三角形,求k的值;

(3)二次函数图象的对称轴与x轴交于点E,是否存在实数k,使得∠ODC=2∠BEC,若存在,求出k的值;若不存在,说明理由.

【解析】(1)将二次函数与一次函数联立得:k(x﹣1)2+2=kx﹣k+2,即可求解;

(2)分OA=AB、OA=OB两种情况,可求k的值为:﹣1或﹣2或﹣3;;

(3)存在,理由:

①当点B在x轴上方时,过点B作BH⊥AE于点H,将△AHB的图形放大见右侧图形,过点A作∠HAB的角平分线交BH于点M,过点M作MN⊥AB于点N,过点B作BK⊥x轴于点K,

图中:点A(1,2)、点B(2,k+2),则AH=﹣k,HB=1,

设:HM=m=MN,则BM=1﹣m,

4.构造等腰三角形转化角

例4.(2018?河南中考题)如图,抛物线y=ax2+6x+c交x轴于A,B两点,交y轴于点C.直线y=x﹣5经过点B,C.

(1)求抛物线的解析式;

(2)过点A的直线交直线BC于点M.

①当AM⊥BC时,过抛物线上一动点P(不与点B,C重合),作直线AM的平行线交直线BC于点Q,若以点A,M,P,Q为顶点的四边形是平行四边形,求点P的横坐标;

②连接AC,当直线AM与直线BC的夹角等于∠ACB的2倍时,请直接写出点M的坐标.

【解析】(1)利用一次函数解析式确定C(0,﹣5),B(5,0),然后利用待定系数法求抛物线解析式;

(2)①先解方程﹣x2+6x﹣5=0得A(1,0),再判断△OCB为等腰直角三角形得到∠OBC=∠OCB=45°,则△AMB为等腰直角三角形,所以AM=2√2,接着根据平行四边形的性质得到PQ=AM=2√2,PQ⊥BC,作PD⊥x轴交直线BC于D,如图1,利用∠PDQ=45°得到PD=√2PQ=4,设P(m,﹣m2+6m﹣5),则D(m,m﹣5),讨论:当P点在直线BC上方时,PD=﹣m2+6m﹣5﹣(m﹣5)=4;当P点在直线BC下方时,PD=m﹣5﹣(﹣m2+6m﹣5),然后分别解方程即可得到P点的横坐标,


方法总结

解决存在性问题的关键要理解:若能求出合理的结论,就做出“存在”的判断,求出矛盾结论,就做出不存在的判断。

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