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中考建立平面直角坐标系解幾何題

生活 更新时间:2024-07-24 07:11:01

中考題最後的壓軸題中,經常出現與角度相關的問題。與平面直角坐标系結合,将三角形全等、三角形相似、三角函數、圓及二次函數等知識有機的結合在一起,考察學生對知識綜合、靈活應用的能力,同時考察學生解題方法的思路的靈活性,以及對數學學科思維的掌握情況。

平面直角坐标系下的角度相等問題,通常有以下幾種解題思路:

1、 利用三角形全等解決

2、 利用三角形相似解決

3、 利用三角函數解決

4、 利用圓的知識解決

下面分類舉例說明:

類型一、 利用三角形全等解決角度相等問題

例1、如圖,抛物線y=ax2 bx 3(a≠0)與x軸交于點A(﹣1,0),B(3,0),與y軸交于點C,連接BC.

(1)求抛物線的表達式;

(2)點D(2,m)在第一象限的抛物線上,連接BD.在對稱軸左側的抛物線上是否存在一點P,滿足∠PBC=∠DBC?如果存在,請求出點P的坐标;如果不存在,請說明理由.

中考建立平面直角坐标系解幾何題(中考不得不會的壓軸題之)1

【解析】:(1)∵抛物線y=ax^2 bx 3(a≠0)與x軸交于點A(-1,0),B(3,0),帶入兩點坐标即可。

∴抛物線的表達式為y=-x^2 2x 3;

(2) 設BP交軸y于點G,再根據點B、C、D的坐标,得到∠DCB=∠OBC=∠OCB=45°,進而判定△CGB≌△CDB,求得點G的坐标為(0,1),得到直線BP的解析式為y=- 1/3x 1,最後計算直線BP與抛物線的交點P的坐标即可.

中考建立平面直角坐标系解幾何題(中考不得不會的壓軸題之)2

【解答】解:(1)抛物線的表達式為y=-x^2 2x 3;(過程略)

(2)存在.

如圖,設BP交軸y于點G,

∵點D(2,m)在第一象限的抛物線上,

∴當x=2時,m=﹣2^2 2×2 3=3,

∴點D的坐标為(2,3),

把x=0代入y=﹣x^2 2x 3,得y=3,

∴點C的坐标為(0,3),

∴CD∥x軸,CD=2,

∵點B(3,0),

∴OB=OC=3,

∴∠OBC=∠OCB=45°,

∴∠DCB=∠OBC=∠OCB=45°,

又∵∠PBC=∠DBC,BC=BC,

∴△CGB≌△CDB(ASA),

∴CG=CD=2,

∴OG=OC﹣CG=1,

∴點G的坐标為(0,1),

設直線BP的解析式為y=kx 1,

将B(3,0)代入,得3k 1=0,

解得k=﹣1/3,

∴直線BP的解析式為y=﹣1/3x 1,

令﹣1/3x 1=﹣x^2 2x 3,

解得x1=-2/3,x2=3,

∵點P是抛物線對稱軸x=1左側的一點,即x<1,

∴x=﹣2/3,

把x=﹣2/3代入抛物線y=﹣x^2 2x 3中,

解得y=11/9,

∴當點P的坐标為(﹣2/3,11/9)時,滿足∠PBC=∠DBC.

【總結】出現角等的條件時,可以将兩角構造在全等三角形中,利用全等的性質解決問題。

類型二:利用三角形相似解決角度相等問題

例2 、如圖,在平面直角坐标系xOy中,抛物線y=x^2 bx c與y軸交于點C,與x軸交于A,B兩點,點B的坐标為(3,0),直線y=﹣x 3恰好經過B,C兩點

(1)寫出點C的坐标;

(2)求出抛物線y=x2 bx c的解析式,并寫出抛物線的對稱軸和點A的坐标;

(3)點P在抛物線對稱軸上,抛物線頂點為D且∠APD=∠ACB,求P坐标.

中考建立平面直角坐标系解幾何題(中考不得不會的壓軸題之)3

【分析】(1)由直線y=﹣x 3可求出C點坐标;

(2)由B,C兩點坐标便可求出抛物線方程,從而求出抛物線的對稱軸和A點坐标;

(3)因為P在對稱軸上,D為抛物線頂點,所以 PD垂直于x軸。△AFP為直角三角形。若∠APD=∠ACB,則作出輔助線AE垂直于BE,由三角形的兩個角相等,證明△AEC∽△AFP。線段AE、CE、AF都可求,根據兩邊成比例,便可求出PF的長度,從而求出P點坐标.

中考建立平面直角坐标系解幾何題(中考不得不會的壓軸題之)4

【解答】解:(1)y=﹣x 3與y軸交于點C,故C(0,3).

(2)∵抛物線y=x2 bx c過點B,C,析式為y=x^2﹣4x 3

∴對稱軸為x=2,點A(1,0).

(3)由y=x^2﹣4x 3,

可得D(2,﹣1),A(1,0),

∴OB=3,OC=3,OA=1,AB=2,

可得△OBC是等腰直角三角形,

∴∠OBC=45°,BC=3根2

如圖,設抛物線對稱軸與x軸交于點F,

∴AF=1/2AB=1.

過點A作AE⊥BC于點E.

∴∠AEB=90度.

可得,BE=AE= 根2, CE=2根2

在△AEC與△AFP中,∠AEC=∠AFP=90°,∠ACE=∠APF,

∴△AEC∽△AFP.

∴AE/AF=CE/PF

解得PF=2.

或者直接證明△ABC∽△ADP得出PD=3,

再得PF=2.

∵點P在抛物線的對稱軸上,

∴點P的坐标為(2,2)或(2,﹣2).

【總結】出現角等的條件時,可以将兩角構造在相似三角形中,利用相似對應邊成比例的性質解決問題。這類問題也可以用三角函數解決。見類型三。

類型三、利用三角函數解決角度相等問題

例3、(2018•濟南中考題改編)如圖1,抛物線y=ax^2 bx 4過A(2,0)、B(4,0)兩點,交y軸于點C,過點C作x軸的平行線與抛物線上的另一個交點為D,連接AC、BC.點P是該抛物線上一動點,設點P的橫坐标為m(m>4).

(1)求該抛物線的表達式和∠ACB的正切值;

(2)如圖2,若∠ACP=45°,求m的值;

中考建立平面直角坐标系解幾何題(中考不得不會的壓軸題之)5

【解析】(1)由點A、B坐标利用待定系數法求解可得抛物線解析式為y=1/2x^2﹣3x 4,作BG⊥CA,交CA的延長線于點G,證△GAB∽△OAC,據此知BG=2AG.在Rt△ABG中根據BG^2 AG^2=AB^2,可求得AG.繼而可得BG,CG,根據正切函數定義可得答案

中考建立平面直角坐标系解幾何題(中考不得不會的壓軸題之)6

(2)由題意可得,∠BCD=45°,若∠ACP=45°,則∠ACB=∠PCD。即tan∠ACB=tan∠PCD。由(1)得tan∠ACB=1/3,所以tan∠PCD=1/3。過P做PH⊥CD于點H,設出P點坐标,列方程即可。

中考建立平面直角坐标系解幾何題(中考不得不會的壓軸題之)7

【解答】(1) 略tan∠ACB=1/3

(2)∵∠BCD=45°

若∠ACP=45°,

則∠ACP=∠PCD。

即tan∠ACP=tan∠PCD。

由(1)得tan∠ACB=1/3,

∴tan∠PCD=1/3。

過P做PH⊥CD于點H

設P(m,1/2m^2﹣3m 4)

則HC=m PH=4-1/2m^2 3m-4=-1/2m^2 3m

∵tan∠PCD=1/3

∴ PH/HC=1/3

即(-1/2m^2 3m)/m=1/3

解得:m=16/3 或m=0(舍去)

∴ m=16/3

【總結】出現角等的條件時,即兩個角的正切值相等。從而列出方程解決即可。這類問題也可以用相似解決,見類型二。

類型四:利用隐圓解決角度相等問題

例4、(2018 日照中考題改編)如圖,點A(﹣1,0),B(3,0),C(0,1)在抛物線y=ax^ 2 bx c上.

(1)求抛物線解析式;

(2)在x軸下方且在抛物線對稱軸上,是否存在一點Q,使∠BQC=∠BAC?若存在,求出Q點坐标;若不存在,說明理由.

中考建立平面直角坐标系解幾何題(中考不得不會的壓軸題之)8

【解析】(1)設抛物線的解析式為y=a(x 1)(x﹣3),将C(0,1)代入求得a的值即可

(2)首先依據點A和點C的坐标可得到∠BQC=∠BAC=45°,設△ABC外接圓圓心為M,則∠CMB=90°,設⊙M的半徑為x,則Rt△CMB中,依據勾股定理可求得⊙M的半徑,然後依據外心的性質可得到點M為直線y=﹣x與x=1的交點,從而可求得點M的坐标,然後由點M的坐标以及⊙M的半徑可得到點Q的坐标.

中考建立平面直角坐标系解幾何題(中考不得不會的壓軸題之)9

【解答】解:(1)設抛物線的解析式為y=a(x 1)(x﹣3),将C(0,1)代入得﹣3a=1,解得:a=﹣1/3,

∴抛物線的解析式為y=﹣1/3x^2 x 1.

(3)存在.

∵A(﹣1,0),C(0,1),

∴OC=OA=1

∴∠BAC=45°.

∵∠BQC=∠BAC=45°,

∴點Q為△ABC外接圓與抛物線對稱軸在x軸下方的交點.

設△ABC外接圓圓心為M,則∠CMB=90°.

設⊙M的半徑為x,則Rt△CMB中,由勾股定理可知CM^2 BM^2=BC^2,即2x^2=10,解得:x=根5(負值已舍去),

∵AC的垂直平分線的為直線y=﹣x,AB的垂直平分線為直線x=1,

∴點M為直線y=﹣x與x=1的交點,即M(1,﹣1),

∴Q的坐标為(1,﹣1﹣根5).

【總結】出現角等的條件時,根據題目出現的條件,利用同弧所對的圓周角相等或同弧的圓周角是圓心角的一半,構造圓形解決問題。

總之,解決角度問題方法靈活多樣,涉及到的知識點繁多,需要多角度考慮問題。中考中,除角度相等外,還會出現角的倍數關系,下一篇我們來讨論這個問題。

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