初中数学压轴题汇总与解答方法
初中数学压轴题汇总与解答
一、函数与几何综合的压轴题
1.(2004 安徽芜湖)如图①,在平面直角坐标系中, AB、CD 都垂直于 x轴,垂足
分别为 B、D 且 AD 与 B 相交于 E 点.已知: A(-2,-6), C(1,-3)
(1)求证: E 点在 y 轴上;
(2)如果有一抛物线经过 A,E,C 三点,求此抛物线方程 .
(3)如果 AB 位置不变,再将 DC 水平向右移动 k(k>0) 个单位,此时 AD 与 BC
相交于E′点,如图②,求△ AE′C的面积 S关于 k的函数解析式 .
图①
[ 解] (1)(本小题介绍二种方法,供参考)方法一:过 E 作EO′⊥x
轴,垂足O′∴AB∥EO′∥DC ∴EO DO ,EO BO
AB DB CD DB
又∵ DO ′B+O′D=B
EO EO
∴1
AB DC
∵ AB=6, DC =3 ,∴ EO′=2
∴ DO ′D=O ,即 O ′与 O 重合, E 在 y 轴上
方法二:由 D ( 1, 0), A ( -2 , -6),得 DA 直线方程: y=2x-2① 再由 B ( -2, 0), C ( 1, -3),得 BC 直线方程: y=-x-2 ② 联立①②得
x 0
y2
∴E 点坐标( 0,-2),即 E 点在 y 轴上
( 2)设抛物线的方程 y=ax 2+bx+c (a ≠0过) A (-2,-6), C (1,-3)
4a 2b c 6
E ( 0, -2)三点,得方程组 a b c 3
c2
解得 a=-1, b=0, c=-2 ∴抛物线方程 y=- x 2
-2 ( 3)(本小题给出三种方法,供参考)
由( 1)当 DC 水平向右平移 k 后,过 AD 与 BC 的交点 E′作 E′F⊥x 轴垂足为 F 。 EF E F
同( 1)可得: 1 得: E ′F=2
AB DC
方法一:又∵ E′F ∥ AB
EF DF
,∴ DF 1
DB
AB DB 3
1 1
1 2 S △
AE′C = S △
ADC - S △
E′DC = DC DB DC DF DC DB
2 2
2
3
1
= DC DB =DB=3+ k 3
S=3+k 为所求函数解析式 方法二:∵ BA∥ DC ,∴ S △
BCA = S △
BDA 11 ∴ S
△
AE′C = S △
BDE′ BD E F 3 k 2 3 k 22 ∴ S=3+ k 为所求函数解析式 .
证法三: S △
DE′C ∶ S △
AE′C =DE ′∶AE ′D=C ∶AB=1∶2 同理: S △
DE′C ∶ S △
DE ′B =1∶ 2,又
∵ S △
DE ′C ∶ S △
ABE ′=DC ∶AB =1∶ 4
2 2 1
∴ S
AEC 9
S
梯形 ABCD 9 2 AB CD BD 3 k
∴ S=3+ k 为所求函数解析式 .
又∵
DO DB EO AB
DO
EO
DB
AB
31 6
2.(2004 广东茂名)已知:如图,在直线坐标系中,以点 M ( 1, 0)为圆心、直
径 AC 为2 2 的圆与 y 轴交于 A 、 D 两点 .
( 1)求点 A 的坐标;
( 2)设过点 A的直线 y=x+b与x轴交于点 B.探究:直线 AB 是否⊙ M的切线?并对你的结论加以证明;
S h (3)连接 BC ,记△ ABC 的外接圆面积为 S1、⊙M 面积为 S2,若1,抛物线 1 2S24
y=ax2+bx+c经过 B、M 两点,且它的顶点到x轴的距离为h .求这条抛物线的解析式.
[解](1)解:由已知 AM =2 ,OM =1,在 Rt△AOM 中, AO=AM 2OM 21,
∴点 A 的坐标为 A (0,1)
( 2)证:∵直线 y=x+b过点 A(0,1)∴1=0+b即 b=1 ∴y=x+1
令 y=0 则 x=- 1 ∴B(—1,0),
AB =BO2
AO21212 2
在△ ABM 中, AB =2 ,AM =2 ,BM =2
AB2AM 2( 2)2( 2)24 BM 2
∴△ ABM 是直角三角形,∠ BAM = 90°
∴直线 AB 是⊙ M 的切线
( 3)解法一:由⑵得∠ BAC = 90°,AB =2 ,AC=2 2 ,
∴ BC=AB2AC2( 2)2(2 2)210
∵∠ BAC = 90° ∴△ ABC 的外接圆的直
径为
BC,
∴ S1 (B2C)2
2 而S2 (AC)2
2 ( 120)2 (222)2
S1 h S2 4 ,5
2 h,
4,
h5
设经过点 B(—1,0)、M( 1,0)的抛物线的解析式为:
2
y=a(+ 1)( x-1),( a≠0)即 y= ax 2- a,∴- a=±5,∴ a=±5 ∴抛物线的解析式为 y= 5x2-
5 或 y=- 5x2+5
解法二:(接上)求得∴ h= 5 由已知所求抛物线经过点B(—1,0)、 M
( 1、 0),则抛物
线的对称轴是 y 轴,由题意得抛物线的顶点坐标为(0,±5)
∴抛物线的解析式为 y= a(x-0)2±5
又 B(- 1,0)、 M ( 1,0 )在抛物线上,∴ a±5=0, a =±5 ∴抛物线的解析式为y=5x2-5 或 y=- 5x2+5
解法三:(接上)求得∴ h= 5
因为抛物线的方程为 y=ax2+ bx + c( a≠0)
a b c 0 a=- 5 a 5
由已知得 a b c 0 解得b 0 或 b 0
4ac b 2 c 5 c 5
5
4a
∴抛物线的解析式为y=5x2-5 或 y=- 5x2+5.
3.(2004 湖北荆门)如图,在直角坐标系中,以点 P(1,-1)为圆心, 2为半径作圆,交
2
y ax bx c(a 0) 过点 A、B,且顶点 C 在⊙ P 上.
(1)求⊙ P 上劣弧AB 的长;(2)求抛物线的解析式;
(3)在抛物线上是否存
在一点
若不存在,请说明理由 .
[解](1)如图,连结 PB,过 P作PM⊥x 轴,垂足为 M.
在 Rt△ PMB 中, PB=2,PM=1, ∴∠ MPB = 60 °,∴∠ APB =120
x 轴于 A 、B 两点,抛物线
D,使线段 OC 与 PD
B
⌒
120
AB 的长=
180
y
A
O
P (1,-1)x
(2)在 Rt △PMB 中, PB=2,PM=1, 则 MB =MA = 3.
又 OM=1 ,∴ A (1- 3 ,0),B (1+ 3 ,0), 由抛物线及圆的对称性得知点 C 在直线 PM 上, 则 C (1,- 3).
点 A 、 B 、C 在抛物线上,则
0 a(1 3)2
b(1 3) c
0 a(1 3)2 b(1 3) c 3abc
2
抛物线解析式为 y x 2 2x 2
( 3)假设存在点 D ,使 OC 与 PD 互相平分,则四边形 OPCD 为平行四边形,且 PC ∥OD.
又 PC ∥ y 轴,∴点 D 在 y 轴上,∴ OD = 2,即 D (0,-2).
又点 D (0,- 2)在抛物线 y x 2 2x 2上,故存在点 D (0,-2), 使线段 OC 与 PD 互相平分 .
4. ( 2004 湖北襄樊)如图,在平面直角坐标系内, Rt △ABC 的直角顶点 C
(0, 3 ) 在 y 轴的正半轴上, A 、B 是 x 轴上是两点,且 OA ∶OB = 3∶1,以 OA 、OB 为直径 的圆分别交 AC 于点 E ,交 BC 于点 F.直线 EF 交 OC 于点 Q.
(1)求过 A 、B 、C 三点的抛物线的解析式; ( 2)请猜想:直线 EF 与两圆有怎样的位置关系?并证明你的猜想 .
( 3)在△ AOC 中,设点 M 是 AC 边上的一个动点,过 M 作 MN ∥AB 交 OC 于点 N.试问:在 x 轴上是否存在点 P ,使得△ PMN 是一个以 MN 为一直角边的等腰直角
三角形?若存在,求出 P 点坐标;若不存在,请说明理由 . y
[解] (1)在 Rt △ ABC 中, OC ⊥AB , ∴△ AOC ≌△ COB.
∴ OC 2
=OA ·OB. ∵OA ∶OB =3∶1,C(0, 3 ),
∴ ( 3) 2
3OB OB. ∴ OB = 1.∴ OA = 3.
a1
解之得 b 2
c2
∴ A(-3,0),B(1,0).
设抛物线的解析式为 y ax 2
bx c.
9a 3b c 0, 则 a b c
0, 解之,得
c 3.
∴经过 A 、B 、C 三点的抛物线的解析式为 y 3
x 2 2
3x 3
33
(2) EF 与⊙ O 1、⊙ O 2都相切 . 证明:连结 O 1E 、OE 、OF. ∵∠ ECF =∠ AEO =∠ BFO = 90°, ∴四边形 EOFC 为矩形 . ∴ QE = QO. ∴∠ 1=∠ 2.
∵∠ 3=∠ 4,∠2+∠4=90°, ∴ EF 与⊙ O 1 相切 . 同理: EF 理⊙ O 2相切 .
(3) 作 MP ⊥OA 于 P ,设 MN = a,由题意可得 MP =MN =a. ∵ MN ∥ OA, ∴△ CMN ∽△ CAO.
∴ a 3 a 33
解之,得 此时,四边形 OPMN 是正方形 ∴
MN OP
3 3 3
.
2
∴
P(
考虑到四边形 PMNO 此时为正方形,
∴点 P 在原点时仍可满足△ PNN 是以 MN 为一直角边的等腰直角三角形
MN AO CN CO 故 x 轴上存在点 P 使得△ PMN 是一个以
MN 为一直角边的等腰直角三角形且 P(
,0) 或 P(0,0).
,0).
5.( 2004 湖北宜昌)如图,已知点
15 23 A (0 ,1)、C (4,3)、 E ( , ),P 是以 AC 为 48 对角线的矩形 ABCD 内部 (不在各边上 )的—个动点,点 D 在 y 轴,抛物线
y =ax 2
+bx+1 以 P 为顶点. (1)说明点 A 、 C 、 E 在一条条直线上; (2)能否判断抛物线 y = ax 2+bx+1 的开口方向 ?请说明理由; (3)设抛物线 y =ax 2+bx+1 与 x 轴有交点 F 、G (F 在 G 的左侧 ),△GAO 与 △FAO 的 面积差为 3,且这条抛物线与线段 AE 有两个不同的交点.这时能确定
a 、
b 的值
吗?若能,请求出 a 、b 的值;若不能,请确定 a 、b 的取值范围. (本题图形仅供分析参考
用 ) [解]
( 1)由题意,A (0 ,1)、C (4,
3)确定的解析式为: y= 将点 E 的坐标 E ( 15 , 23)代入 y= 1x+1 中,左边 = 4 8 2 右边 = 1×15 +1=
23
, 2 4 8 C 、
E 1 ∵左边 =右边,∴点 E 在直线 y= 21 x+1上,即点 A 、 在一条直线上 . ( 2)解法一: 由于动点 P 在矩形 ABCD 内部, ∴点 而点 A 与点 P 都在抛物线上,且 P 为顶点,∴这条抛物线有最高点,抛物线的开口 向下 P 的纵坐标大于点 A 的纵坐标, 解法二: ∵抛物线 y=ax 2+bx+c 的顶点 P 的纵坐标为
4a —b ,且 P 在矩形 ABCD 内 4a 22 部,∴ 1< 4a —b <3,由 1<1— b
得 4a 4a b > 0, 4a ∴ a< 0,∴抛物线的开口向下
3)连接 GA 、FA ,∵ S △
GAO — S △
FAO =3
∴
1 GO
2 AO — 1
FO ·AO=3 ∵
OA=1 ,
2
∴抛物线解析式为: y= ax 2— 6ax +1, 其顶点 P 的坐标为( 3,1—9a ), ∵顶点 P 在矩 形 ABCD 内部,