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1、代数几何综合题【题型特征】 代数、几何知识相结合的综合题是以几何知识为主体,以代数知识为工具(背景),来确定图形的形状、位置、大小(坐标)的问题.解答时往往需要从代数几何的结合点或在几何图形中寻找各元素之间的数量关系或在代数条件中探讨各个量的几何模型,进行数与形之间的互相转化,使问题得到解决.为了讲解方便,我们将代数几何综合题按题目叙述的背景分为:坐标系、函数为背景的代数几何综合题和以几何图形为背景的代数几何综合题.【解题策略】 几何图形为背景的代数几何综合题,建立函数表达式的常见思路是:利用图形的面积公式建立函数表达式;或利用勾股定理或解直角三角形知识建立函数表达式;或利用相似三角形的线段成
2、比例建立函数表达式.类型一坐标系、函数为背景典例1(2015湖南怀化)如图(1),在平面直角坐标系中,AB=OB=8,ABO=90,yOC=45,射线OC以每秒2个单位长度的速度向右平行移动,当射线OC经过点B时停止运动,设平行移动x秒后,射线OC扫过RtABO的面积为y.(1)求y与x之间的函数表达式;(2)当x=3秒时,射线OC平行移动到OC,与OA相交于点G,如图(2),求经过G,O,B三点的抛物线的表达式;(3)现有一动点P在(2)中的抛物线上,试问点P在运动过程中,是否存在三角形POB的面积S=8的情况?若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.(1)(2)【全解】 (1)AB=
3、OB,ABO=90,ABO是等腰直角三角形.AOB=45.yOC=45,AOC=(90-45)+45=90.AOCO.CO是CO平移得到,AOCO.OOG是等腰直角三角形.射线OC的速度是每秒2个单位长度,OO=2x.其以OO为底边的高为x.点G的坐标为(3,3).设抛物线表达式为y=ax2+bx,整理,得x2-8x-10=0,解得x1=4-,x2=4+,此时,点P的坐标为(4-,-2)或(4+,-2),综上所述,点P的坐标为(4-,2)或(4+,2)或(4-,-2)或(4+,-2)时,POB的面积S=8.【技法梳理】 (1)判断出ABO是等腰直角三角形,根据等腰直角三角形的性质可得AOB=4
4、5,然后求出AOCO,再根据平移的性质可得AOCO,从而判断出OOG是等腰直角三角形,然后根据等腰直角三角形的性质列式整理即可得解;(2)求出OO,再根据等腰直角三角形的性质求出点G的坐标,然后设抛物线表达式为y=ax2+bx,再把点B,G的坐标代入,利用待定系数法求二次函数表达式解答;(3)设点P到x轴的距离为h,利用三角形的面积公式求出h,再分点P在x轴上方和下方两种情况,利用抛物线表达式求解即可.举一反三(第1题)【小结】 本题是二次函数、反比例函数综合题型,主要利用了等腰直角三角形的判定与性质,勾股定理,待定系数法求二次函数表达式,三角形的面积,二次函数图象上点的坐标特征,要注意分情况
5、讨论.类型二几何图形为背景典例2(2015湖北荆门)如图(1),已知:在矩形ABCD的边AD上有一点O,OA=,以O为圆心,OA长为半径作圆,交AD于点M,恰好与BD相切于点H,过点H作弦HPAB,弦HP=3.若点E是CD边上一动点(点E与C,D不重合),过点E作直线EFBD交BC于点F,再把CEF沿着动直线EF对折,点C的对应点为G.设CE=x,EFG与矩形ABCD重叠部分的面积为S.(1)求证:四边形ABHP是菱形;(2)问EFG的直角顶点G能落在O上吗?若能,求出此时x的值;若不能,请说明理由;(3)求S与x之间的函数表达式,并直接写出FG与O相切时,S的值.(1)(2)【解析】 (1)
6、连接OH,如图(1).(1)ABHP,BAD=90,AQHP.而AM是直径,HOQ=60,则OHQ=30,APH=60.又BD与O相切,QHD=90-OHQ=60.APH=QHD.APBH.又ABHP,四边形ABHP是平行四边形.由ABAM,AM是直径知AB是O的切线,而BD也是O的切线,AB=BH.四边形ABHP是菱形.(2)点G能落在O上,如图(1).方法一:过C作射线CREF交EF于点R,交AD于点M1,交BD于点R1,交AP于点P1,则C关于EF对称点G在射线CR上.当点G落在M1上时,M1E=CE=x,AB=CD=HP=3,AD=ABtan60=3,ED=CD-CE=3-x.M1D=
7、.而MD=AD-AM=,M1与M重合.M在CP1上,则MP1AP,而MPAP.P与P1重合,这时射线CR与O交于点M,P.由APBD,CPAP,CR1=PR1,知C与P关于BD对称.由于点E不与点D重合,故点G不可能落在P点.点G只能落在O的M点上,此时x=2.方法二:连接CM,PM,如图(1),由(1)知AMP=APH=60,CMD=AMP=60.C,M,P三点共线.BDA=30,CMBD.而BDEF,CMEF,点C关于EF的对称点G落在CP上.又点P到BD的距离等于点C到BD的距离(即点A到BD的距离),EF与BD不重合,点G不能落在点P,可以落在O上的点M.当点G落在O上的点M时,ME=
8、CE=x,点G落在O上的点M,此时x=2.方法三:证法略.提示:过C作CPAP于点P,交BD于点R,可求CP=2CR=3,PM+CM=3,则CP=CM+MP,从而C,M,P三点共线,x的值求法同上.(3)由(2)知:当点G在CM上运动时,0x2,【技法梳理】 1)连接OH,可以求出HOD=60,HDO=30,从而可以求出AB=3,由HPAB,HP=3可证到四边形ABHP是平行四边形,再根据切线长定理可得BA=BH,即可证到四边形ABHP是菱形.(2)当点G落到AD上时,可以证到点G与点M重合,可求出x=2.(3)当0x2时,如图(1),S=SEGF,只需求出FG,就可得到S与x之间的函数表达式
9、;当2x3时,如图(2),S=SGEF-SSGR,只需求出SG,RG,就可得到S与x之间的函数表达式.举一反三2.(2015湖北孝感)如图,在半径为6cm的O中,点A是劣弧的中点,点D是优弧上一点,且D=30,下列四个结论:OABC;BC=6cm;四边形ABOC是菱形.其中正确结论的序号是().(第2题)A.B.C.D.【小结】 综合考查矩形的性质、菱形的性质、切线的性质、切线长定理、垂径定理、轴对称性质、特殊角的三角函数值、30角所对的直角边等于斜边的一半、等腰三角形的性质等知识,综合性非常强.类型一1.(2015云南昆明)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx-3(a0)与x轴交
10、于点A(-2,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线的表达式;(2)点P从点A出发,在线段AB上以每秒3个单位长度的速度向点B运动,同时点Q从点B出发,在线段BC上以每秒1个单位长度的速度向点C运动,其中一个点到达终点时,另一个点也停止运动,当PBQ存在时,求运动多少秒使PBQ的面积最大,最大面积是多少?(3)当PBQ的面积最大时,在BC下方的抛物线上存在点K,使SCBKSPBQ=52,求点K坐标.(第1题)类型二(1)求a,b,c的值;(2)求证:在点P运动的过程中,P始终与x轴相交;(3)设P与x轴相交于M(x1,0),N(x2,0)(x1x2)两点,当AMN为等腰三角形时
11、,求圆心P的纵坐标.(第2题)3.(2015湖南湘潭)ABC为等边三角形,边长为a,DFAB,EFAC,(1)求证:BDFCEF;(2)若a=4,设BF=m,四边形ADFE面积为S,求出S与m之间的函数关系,并探究当m为何值时S取最大值;(3)已知A,D,F,E四点共圆,已知,求此圆直径.(第3题)参考答案【真题精讲】(第1题)在RtEMN中,由勾股定理,得NF=CF.EN=CE,直线EF为线段CN的垂直平分线,即点N与点C关于直线EF对称.故命题正确;命题错误.理由如下:由题意,点F与点C(4,3)不重合,所以k43=12,故命题错误;命题正确.理由如下:为简化计算,不妨设k=12m,则E(
12、4m,3),F(4,3m).设直线EF的表达式为y=ax+b,则有令x=0,得y=3m+3,D(0,3m+3);令y=0,得x=4m+4,G(4m+4,0).如图,过点E作EMx轴于点M,则OM=AE=4m,EM=3.在RtADE中,AD=OD-OA=3m,AE=4m,由勾股定理,得DE=5m;在RtMEG中,MG=OG-OM=(4m+4)-4m=4,EM=3,由勾股定理,得EG=5.k=12m=1,故命题正确.综上所述,正确的命题是.2.D解析:点A是劣弧的中点,OA过圆心,OABC,故正确;D=30,ABC=D=30.AOB=60.点A是劣弧的中点,BC=2CE.OA=OB,OB=AB=6
13、cm.故正确;AOB=60,AB=OB.点A是劣弧的中点,AC=AB.AB=BO=OC=CA.四边形ABOC是菱形.故正确.(第2题)【课后精练】1.(1)把点A(-2,0),B(4,0)分别代入y=ax2+bx-3(a0),得 (2)设运动时间为t秒,则AP=3t,BQ=t.PB=6-3t.由题意得,点C的坐标为(0,-3).在RtBOC中,BC=5.如图(1),过点Q作QHAB于点H.(第1题(1)QHCO.BHQBOC. (3)设直线BC的表达式为y=kx+c(k0).把B(4,0),C(0,-3)代入,得(第1题(2).(第2题)3.(1)DFAB,EFAC,BDF=CEF=90.ABC为等边三角形,B=C=60.BDF=CEF,B=C,BDFCEF.(第3题(1)当m=2时,S取最大值,最大值为3.S与m之间的函数关系为当m=2时,S取到最大值,最大值为3.(3)如图(2),(第3题(2)A,D,F,E四点共圆,EDF=EAF.ADF=AEF=90,AF是此圆的直径.
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