【文档说明】《《九年级数学全一册重点题型通关训练(人教版)》》专题09 二次函数找定角度(30°,45°) (解析版).docx,共(17)页,349.229 KB,由管理员店铺上传
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1专题09二次函数找定角度(30°,45°)【方法点睛】在平面直角坐标系中.(1)定线段+对角角度固定:可构造辅助圆的方法.示例:已知点C在直线l上,且∠ACB=30°,找出点C.只需构造线段AB所对的圆心角为60
°的⊙D,与直线l的交点即为所求.(圆周角定理)(2)定线段+其中一个端点角度固定(常常为30°,45°)通过作垂线构造特殊的直角三角形进行求解,也可以利用tan值.已知点C在直线l上,且∠CAB=45°,找出点C.2【例1】如图,抛物线y=-√33x2+2√33x+√
3交x轴于A(-1,0),B两点,交y轴于点C(0,√3),顶点为D,对称轴DE交x轴于点E.在直线DE上存在一点N,使得∠ANC=30°,求点N的坐标.【解析】根据题意可得直线DE的解析式为x=1.连接CE,
根据坐标可得△ACE是等边三角形.以点E为圆心,AE为半径画圆,与直线DE交点N′,N″即为所求.如图,∠ANC=12∠AEC=30°.3∵⊙E的圆心为E,故直线N′N″为直径,且N′E=N″E=AE=2.故N的坐标为(1,2)或(1,-2).
【例2】(2020·山西节选)如图,抛物线y=14x2-x-3与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),点D的坐标为(4,-3).直线l:y=−12x−1与抛物线交于A,D两点.若点Q是y轴上的点,且∠ADQ=45°,求点Q的坐标.【解析】∵直线l:
y=−12x−1与y轴交于点E,∴点E的坐标为(0,-1),分两种情况:①如图2,当点Q在y轴的正半轴上时,记为点Q1,4过Q1作Q1H⊥AD于点H,则∠Q1HE=∠AOE=90°,∵∠Q1EH=∠AEO,∴△Q1EH∽△AEO,∴Q1HAO=EHEO,即Q1H2=EH1
.∴Q1H=2HE,∵∠Q1DH=45°,∠Q1HD=90°,∴Q1H=DH,∴DH=2EH,∴HE=ED,连接CD,∵C(0,-3),D(4,-3),∴CD⊥y轴,∴ED=√CE2+CD2=√22+42=
2√5∴HE=ED=2√5,Q1H=2EH=4√5,∴Q1E=√Q1H2+EH2=10,∴Q1O=Q1E-OE=9,∴Q1(0,9);②如图3,当点Q在y轴的负半轴上时,记为点Q2,过Q2作Q2G⊥AD于G,则∠Q2GE=∠AOE=90°,5∵∠Q2EG=
∠AEO,∴△Q2GE∽△AOE,∴Q2GAO=EGOE,即Q2G2=EG1,∴Q2G=2EG,∵∠Q2DG=45°,∠Q2GD=90°,∴∠DQ2G=∠Q2DG=45°,∴DG=Q2G=2EG,∴ED=EG+DG=3EG,由①可知,ED=2√5,∴3E
G=2√5,∴EG=2√53,∴Q2G=4√53,∴EQ2=√EG2+Q2G2=103,∴OQ2=OE+EQ2=133,∴Q2(0,−133),综上,点Q的坐标为(0,9)或(0,-133).【专题过关】1.如图所示,在平面直角坐标系中,抛
物线y=-13x2+2x+3的顶点坐标为C(3,6),并与y轴交于点B(0,3),点A是对称轴与x轴的交点.在对称轴AC的右侧作∠ACD=30°交抛物线于点D,求出D点的坐标;并探究:在y轴上是否存在点Q,使∠CQD=60°?若存在,求点Q的坐标;若6不存在
,请说明理由.【解析】存在,设D点的坐标为(t,-13t2+2t+3),过D作对称轴的垂线,垂足为G,则DG=t-3,CG=6-(-13t2+2t+3)=13t2-2t+3,∴∠ACD=30°,∴2DG=DC,在Rt△CGD中,CG
=√3DG,∴√3(t-3)=13t2-2t+3,∴t=3+3√3或t=3(舍)∴D(3+3√3,-3),∴AG=3,GD=3√3,连接AD,在Rt△ADG中,∴AD=√AG2+GD2=6,7∴AD=AC=6,∠CAD=120°,∴在
以A为圆心,AC为半径的圆与y轴的交点为Q点,此时,∠CQD=12∠CAD=60°,设Q(0,m),AQ为圆A的半径,AQ2=OA2+QO2=9+m2,∴AQ2=AC2,∴9+m2=36,∴m=3√3或m=-3√3,综上所述:
Q点坐标为(0,3√3)或(0,-3√3).2.如图,抛物线y=14x2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,抛物线的顶点为M,对称轴交x轴于E,点D在第一象限,且在抛物
线的对称轴上,DE=OC,DM=254.(1)求抛物线的对称轴方程;(2)若DA=DC,求抛物线的解析式;(3)在(2)的条件下,点P是抛物线对称轴上的一个动点,若在直线BM上只存在一个点Q,使∠PQC=45°,求点P的坐标.【解析】(1)∵OC=c,故DE=OC=c,∵
y=14x2+bx+c=14(x+2b)2+c-b2,故点M的坐标为(-2b,c-b2),则DM=c-(c-b2)=254,解得b=52(舍去)或-52,则抛物线的对称轴为直线x=-b2a=5.(2)由(1)知函数的对称轴为x=5,则抛物线的表达式为y=1
4x2-52x+c,8令y=14x2-52x+c=0,则xA+xB=10,xAxB=4c,则AB=√(xA−xB)2=√(xA+xB)2−4xAxB=√100−16c,在Rt△ADE中,AE=12AB,DE=c,AD=DC=5,由勾股定理得:AD2=DE2+AE2,即25=c2+25-4c,解
得c=4,故抛物线的表达式为y=14x2-52x+4.(3)如图,连接PQ、PC、QC,作△PCQ的外接圆K,连接KP、KC,过点K作y轴的垂线,交y轴于点R,交抛物线的对称轴于点N,设点K的坐标为(m,n),点P(5,t),∵
∠PQC=45°,故∠PKC=90°,且PK=CK=QK,∵∠RKC+∠NKP=90°,∠NKP+∠NPK=90°,∴∠RKC=∠NPK,∴Rt△KRC≌Rt△PNK(AAS),∴RK=PN,PN=RK,即4-n=5-m,t-n=m,即n=m-1,t=2m-1,故点K的坐标为(m,
m-1),点P的坐标为(5,2m-1).由抛物线的表达式知,顶点M的坐标为(5,-94),点B的坐标为(8,0),由点B、M的坐标得,直线MB的表达式为y=34x-6,设点Q的坐标为(n,34n-6),由KC=
KQ得,m2+(m-1-4)2=(m-n)2+(m-1-34n+6)2,整理得:2516n2-(72m+152)n+20m=0,∵直线BM上只存在一个点Q,故△=(72m+152)2-4×2516×20m=0,9解得m=5或4549,故点P的坐标为(5,9
)或(5,4149).3.二次函数y=-x2+2x+3图象与x轴交于A,B(A在B左侧),与y轴交于C,顶点为D,连接AC.P点坐标为(0,t)(t>0),G(3,t),连结PG,在线段PG上是否存在一点M,连结MO,MB,使∠OMB=30°,如果存在,求出t的取值范围,如果不
存在,说明理由.【解析】如图中,以OB为边向上作等边△OBT,以T为圆心,TO为半径作⊙T,交y轴于M,则M(0,3√3),观察图象可知,当线段与⊙T有交点时,在线段PG上存在一点M,使∠OMB=30°,过点T作TH⊥OB于H,交⊙T于N.则OH=HB=32,TH=3√32,TN=3,∴N(
32,3+3√32),∴满足条件的t的值为3√3≤t≤3+3√32.104.如图,点B(-1,√3),C(1,√3),点D为抛物线y=-14x2-1上任意一点,且∠BDC<30°,求点D的纵坐标yD的取值范围.【解析】如图,以O为圆心,OB为半径作圆O,交抛物线于点E,连接B
E,CE,∴∠BEC=30°,设点E(m,n),∵点E在抛物线上,∴n=-14m2-1,∵OE=OB=2,∴√(m−0)2+(n−0)2=2,∴n1=2-2√3,n2=2+2√3(舍去),如图,可知当点D在点E下方时,∠BDC<30°,∴点D的纵坐标yD
的取值范围为yD<2-2√3.5.(2020•淄博节选)如图,抛物线y=-13x2+23x+83与x轴的交于A,D两点,其顶点为M,对称轴与x轴交于点E.已知P是抛物线对称轴上的点,满足在直线MD上存在唯一的点Q,使得∠PQE=45°,求点P的坐标.11【解析】①当
点Q在MD之间时,作△PEQ的外接圆R,∵∠PQE=45°,故∠PRE=90°,则△PER为等腰直角三角形,当在直线MD上存在唯一的点Q时,圆R与直线MD相切,∵点M、D的坐标分别为(1,3)、(4,0),则ME=3,ED=4-1=3,则MD=3√2,过点R作RH
⊥ME于点H,设点P(1,2m),则PH=HE=HR=m,则圆R的半径为√2m,则点R(1+m,m),S△MED=S△MRD+S△MRE+S△DRE,即12×EM•ED=12×MD•RQ+12×ED•yR+12×ME•RH,
∴12×3×3=12×3√2×√2m+12×3×m+12×3×m,解得:m=34,故点P(1,32).②当点Q与点D重合时,由点M、E、D的坐标知,ME=ED,即∠MDE=45°;(i)当点P在x轴上方时,当点P与
点M重合时,此时∠PQE=45°,此时点P(1,3),(ii)当点P在x轴下方时,同理可得:点P(1,-3),综上,点P的坐标为(1,32)或(1,3)或(1,-3).126.如图,已知抛物线y=x2-4x+3(a≠0)经过点A(1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C.抛物线上是否存在
点Q,使得∠ACQ=45°?若存在,请求出Q的坐标,若不存在,请说明理由.【解析】如图,连接AC,由点B、C的坐标知,OB=OC,故∠OCB=45°=∠CBO,∴∠OCB=∠OCA+∠ACB=45°,而∠ACQ=
45°=∠ACB+∠BCQ,∴∠OCA=∠BCQ,在Rt△AOC中,tan∠OCA=OAOC=13=tan∠BCQ,设直线CQ交x轴于点H,过点H作HN⊥BC于点N,在Rt△BHN中,∵∠HBN=∠CBO=45°,故设BN=HN=x,则HB=√2x,在Rt△CNH中,tan∠NCH=N
HNC=xx+BC=xx+3√2=13,解得x=3√22,故BH=√2x=3,则点H(6,0),由点H、C的坐标得,直线CH的表达式为y=-12x+3②,联立①②并解得{x=72,y=54.(不合题意的值已舍去),故点Q的坐标为(72,54).13【专题提升】7.如
图,在平面直角坐标系中,二次函数y=a(x-1)(x-5)(a>0)的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于P点,过其顶点C作直线CH⊥x轴于点H.(1)若∠APB=30°,请直接写出满足
条件的点P的坐标;(2)当∠APB最大时,请求出a的值;(3)点P、O、C、B能否在同一个圆上?若能,请求出a的值,若不能,请说明理由.(4)若a=15,在对称轴HC上是否存在一点Q,使∠AQP=∠ABP?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.【解析】(1)作△PAB的外接圆⊙
D,连接DP、DA、DB,如图1∴DP=DA=DB,∵C为抛物线顶点且CH⊥x轴∴CH为抛物线对称轴,即CH垂直平分AB∴D在直线CH上∵∠APB=30°∴∠ADB=2APB=60°∴△ABD是等边三角形∵当y=0时,a(x-1)(x-5)=0解得:x1=1,x2=5∴A(1,0
),B(5,0)∴DP=DA=AB=4,H(3,0),直线CH:x=3∴AH=2,DH=√3AH=2√3∴D(3,2√3)14设P(0,p)(p>0)∴PD2=32+(2√3-p)2=42解得:p1=2√3+√7,p2=2√3-
√7.∴点P坐标为(0,2√3+√7)或(0,2√3-√7).(2)作△PAB的外接圆⊙E,连接EP、EA、EB,如图2.∵∠AEB=2∠APB∴∠AEB最大时,∠APB最大∵AB=4是定值∴EH最小时,∠AEB最大,此时⊙E与y轴相切
于点P∴EP⊥y轴于P∴四边形OHEP是矩形∴PE=OH=3.∴EA=PE=3.∴Rt△AEH中,EH=√AE2−AH2=√32−22=√5.∴OP=EH=√5.∴点P坐标为(0,√5),代入抛物线解析式得:5a=√5.∴a=√55.
(3)点P、O、C、B能在同一个圆上.连接PB,取PB中点F,连接FO,FC.∵∠POB=90°,∴OF=PF=FB=12PB.15∴点P、O、B在以点F为圆心、FB的长为半径的圆上若点C在⊙F上,则FC=FB∵抛物线解析式y=a(x-1)(x-5)=ax2-6ax+5a=
a(x-3)2-4a∴P(0,5a),C(3,-4a)∵B(5,0),F为PB中点∴F(52,5a2)∴FC2=(52-3)2+(5a2+4a)2=14+169a24,FB2=(52-5)2+(5a2)2=254+25a24.∴14+169a24=54+25a24解得:a1=√66,a2
=-√66(舍去)∴a的值为√66.(4)对称轴HC上存在一点Q,使∠AQP=∠ABP.作△PAB的外接圆⊙G,连接GP、GA,设⊙G与直线CH交于点Q.∴∠AQP=∠ABP当a=15时,点P(0,1)设G
(3,b)(b>0)∴GP2=32+(b-1)2,GA2=(3-1)2+b2∵GP=GA∴32+(b-1)2=(3-1)2+b2解得:b=3∴G(3,3),GQ=GA=√32+22=√13.∴点Q坐标为(3,3+√13)或
(3,3-√13).168.如图1,已知抛物线顶点A在x轴上,直线l:y=√3x-√3交抛物线于A,B两点,且AB=2√3.(1)求抛物线的解析式;(2)如图2,过点M(1,-1)作直线交抛物线于E,F,点N在抛物线上且NE∥x轴,连FN,试证明:直线FN过定点,并求
定点坐标;(3)如图3,C,D在x轴上,且CD=1,动点P在直线l上,当线段CD在x轴上点A右侧滑动过程中,若直线l上有且只有两个点P满足∠CPD=30°,求点C的横坐标xC的取值范围.【解析】(1)y=√3x-√3交x轴于A,令y=
0,则x=1,故点A的坐标为:(1,0),设点B(m,√3m-√3),由AB=√3得:m=1±√3(舍去负值),故点B(1+√3,3),将点B的坐标代入抛物线表达式:y=a(x-1)2,解得:a=1,故抛物
线的表达式为:y=(x-1)2;(2)证明:∵M(1,-1),∴设直线FN为y=kx+b,直线FM为y=mx-1-m,N(x1,y1),F(x2,y2),{y=(x−1)2y=kx+b,∴x2-(k+2)x+1-b=0的两根为
x1,x2,则x1+x2=k+2;x1•x2=1-b,又∵EN∥x轴,{y=(x−1)2y=mx−1−m∴b=1-k.∴直线FN恒过定点(1,1).(3)以CD为边作等边△OCD和△O′CD,边长为1,再分别以O、O′为圆心,CD为半径作⊙O、⊙
O′,当直线AB与两段优弧CD̂有且只有两个公共点时(分别和直线AB相切)即为所求,17①如图1所示,当点P在x轴上方时,连接PO并延长交x轴于点H,则PH⊥AB,∵∠PAH=60°,△OCD为等边三角形,则OC∥AB,过点C作CM⊥AB于点M,则四
边形COPM为矩形,MC=OP=1,AC=MCsin60°=2√33,故点C的坐标为:(1+2√33,0);②当点P在x轴下方时,同理可得:点C(2√33,0);综上,2√33<xc<1+2√33.