初中数学:十问综合压轴题(第一问解析)
每次推送一个小问的解析方法,觉得有用的同学可以收集在自己的习题集中。
如图1,在平面直角坐标系xOy中,已知二次函数y=ax²+c与y轴的交点为A,直线l:y=kx+2c与y轴交于点P,且与二次函数交于B、C两点,过点B、C分别向x轴作垂线,垂足分别为D、E,且BP=BD,点M为BC下方抛物线上一动点,
(1)求证:ac的值为定值;
(2)探究:BD·CE与DE²是否存在某种数量关系?若存在,请求出该数量关系;若不存在,请说明理由;
(3)将二次函数y=ax²+c经过平移后,得到的新二次函数对称轴为x=2,顶点为点E,且经过点A,当四边形OECP为正方形时(如图2),求出图中阴影部分的面积;
(4)当k=2、c=1时,求△MBC面积的最大值,并直接写出此时点M的坐标;
(5)在(4)条件下,过点M作y轴的平行线,交BC于点N,求线段MN的最大值;
(6)在(4)条件下,假设点Q为x轴上一动点,是否存在这样的点Q,使△QBC为直角三角形?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由;
(7)当c=2时,若PC=2BP,且过点C作CF⊥BC,交x轴于点F,求点F的坐标;
(8)在(7)条件下,若点G为y轴上一点,当△GBC为等腰三角形时,请直接写出符合条件的点G的坐标;
(9)若在(7)条件下,坐标系内的⊙H与BD、BC、CE均相切,求出圆心H的坐标;
(10)证明:△HBC为直角三角形恒成立;
图1
图2
图为老师在写字板上所画,由于只能全局擦除,所以有些地方很不标准没有办法更改,图2为随手又画了一个草图,两个图都可以看清楚,有强迫症的同学可以自己画一个。后面的图形老师就没有再画了,想要解题的同学就自己添上几笔吧。
提示:
(1)是到顶点的距离和到定直线的距离相等的证明,所以同学们可以慢慢想;
(2)可以利用勾股定理去证明,方法相对会比较简单,但不容易想到;
(3)不规则的阴影面积要利用割补转换的方法去思考;
(4)典型的三角形面积最大值问题;
(5)典型的截线段长度最大值问题;
(6)直角三角形存在性的情况讨论,算是压轴题中比较复杂的一种;
(7)这一问就要动点脑筋,可能很多同学想不出来方法,没事,多想想;
(8)等腰三角形存在性的情况讨论,不过点在轴上,情况比较多,算是稍微复杂点吧;
(9)这一问是老师突然想到的,放在这里比较有趣,利用九年级现有知识绝对没问题;
(10)送分题;
解析:
(1)以前同学们可能遇到过顶点为原点的抛物线上一点,到定点和定直线距离相等的证明,但是这道题直接给出了线段相等,然而让证明的是ac乘积的值,其实说白了只是饶了一个圈子,最终还是要回归线段相等的证明过程,不过这次是要反着来。
假设抛物线上点B的坐标(m,am²+c),
那么BD=am²+c,
而BP²=m²+(am²-c)²
若要等式成立,则根号内要能凑成完全平方,
所以1-2ac=2ac,
则4ac=1,
ac=1/4;
所以ac的值为定值;