2020年中考数学 存在性系列之平行四边形存在性问题(二次函数综合) 复习学案.pdf

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1、 1 平行四边形存在性问题 考虑到求证平行四边形存在,必先了解平行四边形性质: (1)对应边平行且相等; (2)对角线互相平分 这是图形的性质,我们现在需要的是将其性质运用在在坐标系中: (1)对边平行且相等可转化为: ABDC ABDC xxxx yyyy = = , 可以理解为点 B 移动到点 A,点 C 移动到点 D,移动路径完全相同 yD-yC xD-xC yA-yB xA-xB A B C D (2)对角线互相平分转化为: 22 22 ACBD ACBD xxxx yyyy + = + = , 可以理解为 AC 的中点也是 BD 的中点 D C B A 【小结】虽然由两个性质推得的式

2、子并不一样,但其实可以化为统一: ABDCACDB ABDCACDB xxxxxxxx yyyyyyyy =+=+ =+=+ , 22 22 ACBD ACBD xxxx yyyy + = + = ACBD ACBD xxxx yyyy +=+ +=+ 当 AC 和 BD 为对角线时,结果可简记为:ACBD+=+(各个点对应的横纵坐标相加) 以上是对于平行四边形性质的分析, 而我们要求证的是平行四边形存在性问题, 此处当有一 问:若坐标系中的 4 个点 A、B、C、D 满足“A+C=B+D”,则四边形 ABCD 是否一定为平行 四边形? 2 反例如下: A B C D M 之所以存在反例是因为

3、“四边形 ABCD 是平行四边形”与“AC、 BD 中点是同一个点”并不是完 全等价的转化,故存在反例 虽有反例,但并不影响运用此结论解题,另外,还需注意对对角线的讨论: (1)四边形 ABCD 是平行四边形:AC、BD 一定是对角线 (2)以 A、B、C、D 四个点为顶点是四边形是平行四边形:对角线不确定需要分类讨论 【题型分类】 平行四边形存在性问题通常可分为“三定一动”和“两定两动”两大类问题 1三定一动 已知 A(1,2)B(5,3)C(3,5) ,在坐标系内确定点 D 使得以 A、B、C、D 四个点为顶 点的四边形是平行四边形 D3 D2 D1 O y x C B A A B C x

4、 y O 思路 1:利用对角线互相平分,分类讨论: 设 D 点坐标为(m,n) ,又 A(1,2)B(5,3)C(3,5) ,可得: (1)BC 为对角线时, 531 352 m n += + +=+ ,可得() 1 7,6D; (2)AC 为对角线时, 135 253 m n +=+ +=+ ,解得() 2 1,4D; (3)AB 为对角线时, 153 235 m n +=+ +=+ ,解得() 3 3,0D 3 D3 D2 D1 O y x C B A A B C x y O 当然,如果对这个计算过程非常熟悉的话,也不用列方程解,直接列算式即可 比如: 1= DBCA+, 2= DACB+

5、, 3 DABC=+ (此处特指点的横纵坐标相加减) 2两定两动 已知 A(1,1) 、B(3,2) ,点 C 在 x 轴上,点 D 在 y 轴上,且以 A、B、C、D 为顶点的四 边形是平行四边形,求 C、D 坐标 B A O y x 【分析】 设 C 点坐标为(m,0) ,D 点坐标为(0,n) ,又 A(1,1) 、B(3,2) (1)当 AB 为对角线时, 130 120 m n +=+ +=+ ,解得 4 3 m n = = ,故 C(4,0) 、D(0,3) ; (2)当 AC 为对角线时, 130 102 m n +=+ +=+ ,解得 2 1 m n = = ,故 C(2,0)

6、 、D(0,-1) ; (3)当 AD 为对角线时, 103 120 m n +=+ +=+ ,解得 2 1 m n = = ,故 C(-2,0) 、D(0,1) D C D CC D B A O y x B A O y xx y O A B 4 【动点综述】 “三定一动”的动点和“两定两动”的动点性质并不完全一样,“三定一动”中动点是在平面中, 横纵坐标都不确定,需要用两个字母表示,这样的我们姑且称为“全动点”,而有一些动点在 坐标轴或者直线或者抛物线上,用一个字母即可表示点坐标,称为“半动点” 从上面例子可以看出,虽然动点数量不同,但本质都是在用两个字母表示出 4 个点坐标若 把一个字母称

7、为一个“未知量”也可理解为:全动点未知量=半动点未知量 2 找不同图形的存在性最多可以有几个未知量,都是根据图形决定的,像平行四边形,只能有 2 个未知量究其原因,在于平行四边形两大性质: (1)对边平行且相等; (2)对角线互相平分 但此两个性质统一成一个等式: ACBD ACBD xxxx yyyy +=+ +=+ , 两个等式, 只能允许最多存在两个未知数, 即我们刚刚所讲的平行四边形存在性问题最多只 能存在 2 个未知量 由图形性质可知未知量,由未知量可知动点设计,由动点设计可化解问题 【2019 宜宾中考】 如图,在平面直角坐标系 xOy 中,已知抛物线 2 2yaxxc=+与直线y

8、kxb=+都经过 (0, 3)A、(3,0)B两点,该抛物线的顶点为 C (1)求此抛物线和直线 AB 的解析式; (2)设直线 AB 与该抛物线的对称轴交于点 E,在射线 EB 上是否存在一点 M,过 M 作 x 轴的垂线交抛物线于点 N,使点 M、N、C、E 是平行四边形的四个顶点?若存在,求 点 M 的坐标;若不存在,请说明理由; (3)设点 P 是直线 AB 下方抛物线上的一动点,当PAB 面积最大时,求点 P 的坐标,并 求PAB 面积的最大值 A B C E O x y 5 【分析】 (1)抛物线: 2 23yxx=,直线 AB:3yx=; (2)考虑 ECMN,故若使点 M、N、

9、C、E 是平行四边形,则 EC=MN 即可, E(1,-2) 、C(1,-4) , EC=2, 设 M 点坐标为(m,m-3) (m1) ,则 N 点坐标为() 2 ,23m mm, 则 MN= ()() 22 2333MNmmmmm= 由题意得: 2 32mm=, 2 32mm=,解得: 1 317 2 m + =, 2 317 2 m =(舍) , 对应 P 点坐标为 317317 , 22 + + ; 2 32mm= ,解得: 3 2m =, 4 1m =(舍) 对应 P 点坐标为(2,-1) M N y x O E C B A M N y x O E C B A 综上,P 点坐标为 3

10、17317 , 22 + + 或(2,-1) (3)铅垂法可解 6 【2018 河南中考(删减) 】 如图,抛物线 2 6yaxxc=+交x轴于 A、B 两点,交y轴于点C直线5yx=经过 B、C (1)求抛物线的解析式; (2)过点A的直线交直线BC于点M当AMBC时,过抛物线上一动点P(不与点B, C重合) ,作直线AM的平行线交直线BC于点Q,若以点A,M,P,Q为顶点的 四边形是平行四边形,求点P的横坐标 备用图 y x O C B AA B C O x y 7 【分析】 (1) 2 65yxx=+; (2)考虑到 AMPQ,故只需 AM=PQ 即可 过点 A 作 BC 的平行线,与抛

11、物线交点即为 P 点, 易得直线 AP 的解析式:1yx=, 联立方程: 2 651xxx+=,解得: 1 1x =(舍) , 2 4x =, 故对应 P 点坐标为(4,3) ; Q P M y x O C B A 作点 A 关于 B 点的对称点 A ,过点 A 作 BC 的平行线, 与抛物线的交点亦为题目所求 P 点, 易求直线解析式:9yx=, 联立方程: 2 659xxx+=,解得: 1 541 2 x + =, 2 541 2 x = 故对应 P 点坐标为 5411341 , 22 + 、 5411341 , 22 A P Q Q P x y O A M B 综上所述,P 点坐标为(4

12、,3) 、 5411341 , 22 + 、 5411341 , 22 8 【2018 郴州中考(删减) 】 如图,已知抛物线 2 yxbxc=+与x轴交于( 1,0)A ,(3,0)B两点,与y轴交于C点,点P 是抛物线上在第一象限内的一个动点,且点P的横坐标为t (1)求抛物线的表达式; (2)设抛物线的对称轴为l,l与x轴的交点为D在直线l上是否存在点M,使得四边形 CDPM是平行四边形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由 l AB C DO P x y M 【分析】 (1)抛物线: 2 23yxx=+; (2)由题意可知 CP、DM 为对角线, 考虑 DM 在直线 x=-1

13、上,故 CP 中点在直线 x=-1 上, 点 C 坐标为(0,3) ,故点 P 横坐标为 2,代入解析式得 P(2,3) , 易知 M 点坐标为(1,6) M y x P OD C BA l 9 【三定一动】 (2018恩施州中考删减)如图,已知抛物线交x轴于A、B两点,交y轴于C点,A点 坐标为( 1,0),2OC =,3OB =,点D为抛物线的顶点 (1)求抛物线的解析式; (2)P为坐标平面内一点,以B、C、D、P为顶点的四边形是平行四边形,求P点坐标 AB C D O x y AB C D O x y 【分析】 (1)抛物线: 2 24 2 33 yxx= +; (2)设 P 点坐标为

14、(m,n) ,又 B(3,0) 、C(0,2) 、D 8 1 3 , 若 BC 为对角线,由题意得: 301 8 02 3 m n +=+ +=+ ,解得: 2 2 3 m n = = , 故 1 P的坐标为 2 2, 3 ; 若 BD 为对角线,由题意得: 310 8 02 3 m n + =+ +=+ ,解得: 4 2 3 m n = = , 故 2 P坐标为 2 4, 3 ; 若 BP 为对角线,由题意得: 301 8 02 3 m n +=+ +=+ ,解得: 2 14 3 m n = = , 故 3 P坐标为 14 2, 3 P3 P2 P1 y x O D C BA 综上所述,P

15、点坐标为 2 2, 3 、 2 4, 3 、 14 2, 3 10 【两定两动:x 轴+抛物线】 (2018济宁中考删减)如图,已知抛物线 2 (0)yaxbxc a=+经过点(3,0)A,( 1,0)B , (0, 3)C (1)求该抛物线的解析式; (2)若点Q在x轴上,点P在抛物线上,是否存在以点B,C,Q,P为顶点的四边形是 平行四边形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由 C AB O y x C AB O y x 【分析】 (1)抛物线: 2 23yxx=; (2)列方程组求:设 P() 2 ,23m mm、Q(),0n,又 B(-1,0) 、C(0,-3) , 若 BC 为

16、对角线,由题意得: 2 10 03230 mn mm +=+ =+ ,解得: 2 3 m n = = 或 0 1 m n = = (舍) , 故对应的 P(2,-3) ; 若 BP 为对角线,由题意得: 2 10 23003 mn mm =+ += ,解得: 2 1 m n = = 或 0 1 m n = = (舍) , 故对应的 P(2,-3) ; 若 BQ 为对角线, 由题意得: 2 10 00233 nm mm =+ += , 解得: 17 27 m n = + =+ 或 17 27 m n = = , 故对应的 P( ) 17,3+、( ) 17,3 P Q P Q C AB O y

17、x Q PP Q P Q x y OBA CC ABO y x 综上所述,P 点坐标为(2,-3) 、( ) 17,3+、( ) 17,3 11 【两定两动:对称轴+抛物线】 (2019包头中考删减)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线 2 2(0)yaxbxa=+与x 轴交于( 1,0)A ,(3,0)B两点,与y轴交于点C,连接BC (1)求该抛物线的解析式,并写出它的对称轴; (2)若点N为抛物线对称轴上一点,抛物线上是否存在点M,使得以B,C,M,N为 顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出所有满足条件的点M的坐标;若不 存在,请说明理由 y x O C BA y x O C B

18、A 【分析】 (1)抛物线: 2 24 2 33 yxx= +,对称轴:直线 x=1; (2)设 M 点坐标为 2 24 ,2 33 mmm + ,N 点坐标为()1,n, 又 B(3,0) 、C(0,2) 若 BC 为对角线,由题意得: 2 301 24 022 33 m mmn +=+ += + ,解得: 2 0 m n = = , 故 M 点坐标为(2,2) ; 若 BN 为对角线,由题意得: 2 310 24 022 33 m nmm + =+ += + ,解得: 4 4 3 m n = = , 故 M 点坐标为 10 4, 3 ; 若 BM 为对角线,由题意得: 2 310 24 2

19、02 33 m mmn += + +=+ ,解得: 2 16 3 m n = = , 故 M 点坐标为 10 2, 3 综上所述,M 点坐标为(2,2) 、 10 4, 3 、 10 2, 3 12 【两定两动:斜线+抛物线】 (2019咸宁中考删减)如图,在平面直角坐标系中,直线 1 2 2 yx= +与x轴交于点A, 与y轴交于点B,抛物线 2 1 2 yxbxc= +经过A,B两点且与x轴的负半轴交于点C (1)求该抛物线的解析式; (2)已知E,F分别是直线AB和抛物线上的动点,当B,O,E,F为顶点的四边形是 平行四边形时,直接写出所有符合条件的E点的坐标 y x OC B A y

20、x OC B A 13 【分析】 (1)抛物线: 2 13 2 22 yxx= +; (2)设 E 点坐标为 1 ,2 2 mm + ,F 点坐标为 2 13 ,2 22 nnn + , 又 B(0,2) 、O(0,0) , 若 OB 为对角线,由题意得: 2 00 113 0222 222 mn mnn +=+ += + , 解得: 1 1 22 2 22 2 m n = =+ 或 2 2 22 2 22 2 m n = + = , 故 E 点坐标为( ) 22 2,32 +或( ) 22 2,32 +; 若 OE 为对角线,由题意得: 2 00 113 0222 222 mn mnn +=

21、+ +=+ , 解得: 3 3 22 2 22 2 m n =+ =+ 或 4 4 22 2 22 2 m n = = , 故 E 点坐标为( ) 22 2,12+或( ) 22 2,12+; 若 OF 为对角线,由题意得: 2 00 131 0222 222 nm nnm +=+ +=+ ,解得: 5 5 2 2 m n = = , 故 E 点坐标为(2,1) F2 E2 E5 F5 A B CO x y F4 E4 A B COx y F3 E3 A B CO x y F1 E1 A B CO x y A B CO x y 14 【两定两动:抛物线+抛物线】 (2019连云港中考删减)如图

22、,在平面直角坐标系xOy中,抛物线 2 1: Lyxbxc=+过点 (0, 3)C,与抛物线 2 2 13 :2 22 Lyxx= +的一个交点为A,且点A的横坐标为 2,点P、Q 分别是抛物线 1 L、 2 L上的动点 (1)求抛物线 1 L对应的函数表达式; (2)若以点A、C、P、Q为顶点的四边形恰为平行四边形,求出点P的坐标 备用图 y xO C AA C Ox y 15 【分析】 (1) 1 L解析式: 2 23yxx=; (2)虽然两个动点均在抛物线上,仍可用设点坐标的方法求解 设 P 点坐标为() 2 ,23m mm,Q 点坐标为 2 13 ,2 22 nnn + , 又 C(0

23、,-3) 、A(2,-3) , 若 CA 为对角线,由题意得; 22 02 13 33232 22 mn mmnn +=+ =+ , 解得: 3 5 m n = = 或 0 2 m n = = (舍) ,故 P 点坐标为(-3,12) ; 若 CP 为对角线,由题意得: 22 02 13 32332 22 mn mmnn +=+ + = + , 解得: 3 1 m n = = 或 4 3 10 3 m n = = ,故 P 点坐标为(3,0)或 4 13 , 3 9 ; 若 CQ 为对角线,由题意得: 22 02 13 32323 22 nm nnmm +=+ += + , 解得: 1 1 m

24、 n = = 或 0 2 m n = = (舍) ,故 P 点坐标为(-1,0) 综上所述,P 点坐标为(-3,12) 、 (3,0) 、 4 13 , 3 9 、 (-1,0) 16 【四动点构造】 (2019锦州中考删减)如图,在平面直角坐标系中,一次函数 3 3 4 yx= +的图像与x轴 交于点A,与y轴交于B点,抛物线 2 yxbxc=+经过A,B两点,在第一象限的抛物线 上取一点D,过点D作DCx轴于点C,交直线AB于点E (1)求抛物线的函数表达式 (2)F是第一象限内抛物线上的动点 (不与点D重合) , 点G是线段AB上的动点 连接DF, FG,当四边形DEGF是平行四边形且周

25、长最大时,请直接写出点G的坐标 G A B C D E F O x y 【分析】 (1)抛物线: 2 13 3 4 yxx= +; (2)本题 4 个点皆为动点,使四边形 DEGF 为平行四边形易,而使周长最大难 设 E 点坐标为 3 ,3 4 mm + ,则 D 点坐标为 2 13 ,3 4 mmm + , 设 F 点坐标为 2 13 ,3 4 nnn + ,则 G 点坐标为 3 ,3 4 nn + , 22 133 334 44 DEmmmmm = + += + , 22 133 334 44 FGnnnnn = + += + , 由 DE=FG,可得: 22 44mmnn+= +, mn,4mn+=, 过点 G 作 GHCD 交 CD 于 H 点,则()() 555 425 442 EGnmmm=, 又 2 4DEmm= +, 22 5 2452310 2 DEGF Cmmmmm =+= + , 当 3 4 m =时,四边形 DEGF 是平行四边形且周长最大,此时 G 点坐标为 13 9 , 4 16

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