中考数学压轴题分析:隐圆解决几何最值问题
前面介绍过一个题目是关于隐圆解决最值问题的:
本文选自2020年资阳中考数学压轴题,也是利用圆的知识。但是二者还是有所区别。
邵阳的题目是到定点的距离等于定长,得到点的轨迹为圆;而本文内容则是定长线段所对的角度为定值(定角对定边),得到点的轨迹为圆。
有心的同学可以对比一下!
【中考真题】
(2020·资阳)如图,抛物线的顶点的坐标是,它的图象经过点,其对称轴与轴交于点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若点是抛物线对称轴上一动点,点是轴上一动点,且点、在运动过程中始终保持,垂足为点,连接,当最短时,求点的坐标;
(3)连接(若点是轴下方抛物线上一动点(点与顶点不重合),过点作于点,是否存在点,使、的长度是2倍关系.若存在,求出此时点的坐标;若不存在,说明理由.
【分析】
题(1)求抛物线的解析式,可以先设成顶点式,代入点A的坐标进行求解。
题(2)中秋CN的最小值,发现点C是定点,点N是动点。那么就需要确定点N的运动轨迹。由于DF与OE垂直,所以∠DNO始终是90°,那么点N始终在OD为直径的圆上运动。当OD的中点与N、C共线时CN最短。
题(3)只需设点P的坐标,然后表示出PM与CM的长度,再根据2倍的关系得到点P的坐标即可。因为没有指名谁更大,所以需要分两种情况讨论。
【答案】解:(1)由题意可设抛物线的解析式为,
图象经过点,
,
,
,
该抛物线的解析式为;
(2)如图1,
点、在运动过程中始终保持,
点是以为直径的圆上的一动点,
设以为直径的圆的圆心为点,连接,交于点,此时即为最短的,过点作轴于点,
由已知得,,
,,
轴,轴,
,
,
,
,,
,
点的坐标为,;
(3)存在点,使、的长度是2倍关系.
,,
,
,,
当、的长度是2倍关系时,与相似.
①当点在抛物线的对称轴的右侧时,,,
如图2,延长交轴于点,此时,
,
,
设,则,
解得,
,
设直线的解析式为,将,代入,得:
,
解得,
,
联立,
解得(舍去),,
点,;
②当点在抛物线对称轴的左侧时,,,
如图3,过点作,交的延长线于点,过点作轴,交轴于点,
由勾股定理得,
,,
,
,
,
,
,
,
,
轴,,
,
,,
,
,
,
,
,,
,
设直线的解析式为,将,代入,得:
,
解得,
直线的解析式为,
联立,
解得(舍去),,
点,;
综上所述,满足条件的点的坐标为,或,.