中考数学 专题10 存在性-等边三角形(解析版)


    中考数学压轴题二次函数存性问题
    第10节 等边三角形存性










    方法点拨
    两定动
    A确定点位置


    B求解程


    二两动定

    三方法总结


    例题演练
    题组1:两定动
    1.图已知抛物线C1x轴交A(40)B(﹣10)两点y轴交点C(02).抛物线C1右移m(m>0)单位抛物线C2C2x轴交DE两点(点D点E左侧)抛物线C1第象限交点M.
    (1)求抛物线C1解析式求出称轴
    (2)①m=1时直接写出抛物线C2解析式
    ②直接写出含m代数式表示点M坐标.
    (3)连接DMAM.抛物线C1移程中否存△ADM等边三角形情况?存请求出时m值存请说明理.

    解答解:(1)设抛物线C1解析式y=ax2+bx+c(a≠0)


    抛物线C1解析式称轴直线
    (2)①∵抛物线C1解析式
    y=﹣+
    ∴m=1时抛物线移规律抛物线C2解析式:
    y=﹣+=
    抛物线C2解析式y=
    ②抛物线移规律:抛物线C1右移m(m>0)单位抛物线C2解析式:
    y=﹣+称轴:x=
    ∴交点M横坐标:+=
    代入抛物线C1解析式:y=
    ∴点M坐标
    (3)存m值△ADM等边三角形理:
    点M作MN⊥AD点N



    △ADM等边三角形∠DMN=30°

    解m=4﹣5m=5(合题意舍)
    ∴时△ADM等边三角形.
    2.图已知二次函数图象顶点原点点(21)二次函数图象点F(01)作x轴行线交二次函数图象MN两点.
    (1)求二次函数表达式
    (2)P面点△PMN等边三角形时求点P坐标
    (3)二次函数图象否存点E点E圆心圆点F点N直线y=﹣1相切.存求出点E坐标求⊙E半径存说明理.

    解答解:(1)∵二次函数图象顶点原点
    设二次函数表达式:y=ax2(21)代入式解:a=
    二次函数表达式:y=x2

    (2)y=1代入y=x2解:x=±2点MN坐标分(﹣21)(21)
    MN=4
    ∵△PMN等边三角形
    ∴点Py轴PM=4
    ∴PF=2
    ∵点F(01)
    ∴点P坐标(01+2)(01﹣2)

    (3)假设二次函数图象存点E满足条件
    设点QFN中点点Q(11)
    点EFN中垂线.
    ∴点EFN中垂线y=x2图象交点
    ∴y=×12=点E(1)
    EN==
    理EF==
    点E直线y=﹣1距离|﹣(﹣1)|=
    存点E点E圆心半径圆点FN直线y=﹣1相切.
    3.图抛物线C1:y=x2+bx+c原点x轴交点(20)抛物线C1右移m(m>0)单位抛物线C2C2交x轴AB两点(点A点B左边)交y轴点C.
    (1)求抛物线C1解析式顶点坐标
    (2)AC斜边作等腰直角三角形ACD点D落抛物线C2称轴时求抛物线C2解析式
    (3)抛物线C2称轴存点P△PAC等边三角形求m值.

    解答解:(1)∵抛物线C1原点X轴交点(20)
    ∴解
    ∴抛物线C1解析式y=x2﹣2x
    ∴抛物线C1顶点坐标(1﹣1)
    (2)图1

    ∵抛物线C1右移m(m>0)单位抛物线C2
    ∴C2解析式y=(x﹣m﹣1)2﹣1
    ∴A(m0)B(m+20)C(0m2+2m)
    点C作CH⊥称轴DE垂足H
    ∵△ACD等腰直角三角形
    ∴AD=CD∠ADC=90°
    ∴∠CDH+∠ADE=90°
    ∴∠HCD=∠ADE
    ∵∠DEA=90°
    ∴△CHD≌△DEA
    ∴AE=HD=1CH=DE=m+1
    ∴EH=HD+DE=1+m+1=m+2
    OC=EHm2+2m=m+2解m1=1m2=﹣2(舍)
    ∴抛物线C2解析式:y=(x﹣2)2﹣1.
    (3)图2连接BCBP

    抛物线称性知AP=BP
    ∵△PAC等边三角形
    ∴AP=BP=CP∠APC=60°
    ∴CAB三点点P圆心PA半径圆
    ∴∠CBO=∠CPA=30°
    ∴BC=2OC
    ∴勾股定理OB==OC
    ∴(m2+2m)=m+2
    解m1=m2=﹣2(舍)
    ∴m=.
    4.图抛物线y=ax2+x+c点A(﹣10)点C(03)x轴交点点B点M直线BC动点点M作MP∥y轴交抛物线点P.
    (1)求该抛物线解析式
    (2)抛物线否存点Q△QCO等边三角形?存求出点Q坐标存请说明理
    (3)M圆心MP半径作⊙M⊙M坐标轴相切时求出⊙M半径.

    解答解:(1)点A(﹣10)点C (03)代入y=ax2+x+c:
    解:
    ∴抛物线解析式:y=﹣x2+x+3
    (2)存理:
    ①点Qy轴右边时图1示:
    假设△QCO等边三角形
    点Q作QH⊥OCH
    ∵点C (03)
    ∴OC=3
    OH=OC=tan60°=
    ∴QH=OH•tan60°=×=
    ∴Q()
    x=代入y=﹣x2+x+3
    :y=﹣≠
    ∴假设成立
    ∴点Qy轴右边时存△QCO等边三角形
    ②点Qy轴左边时图2示:
    假设△QCO等边三角形
    点Q作QT⊥OCT
    ∵点C (03)
    ∴OC=3
    OT=OC=tan60°=
    ∴QT=OT•tan60°=×=
    ∴Q(﹣)
    x=﹣代入y=﹣x2+x+3
    :y=﹣﹣≠
    ∴假设成立
    ∴点Qy轴左边时存△QCO等边三角形
    综述抛物线存点Q△QCO等边三角形
    (3)令﹣x2+x+3=0
    解:x1=﹣1x2=4
    ∴B(40)
    设BC直线解析式:y=kx+b
    BC坐标代入
    解:
    ∴BC直线解析式:y=﹣x+3
    M线段BC⊙Mx轴相切时图3示:
    延长PM交AB点D
    点D⊙Mx轴切点PM=MD
    设P(x﹣x2+x+3)M(x﹣x+3)
    PD=﹣x2+x+3MD=﹣x+3
    ∴(﹣x2+x+3)﹣(﹣x+3)=﹣x+3
    解:x1=1x2=4(合题意舍)
    ∴⊙M半径:MD=﹣+3=
    M线段BC⊙My轴相切时图4示:
    延长PM交AB点D点M作ME⊥y轴E
    点E⊙My轴切点PM=MEPD﹣MD=EM=x
    设P(x﹣x2+x+3)M(x﹣x+3)
    PD=﹣x2+x+3MD=﹣x+3
    ∴(﹣x2+x+3)﹣(﹣x+3)=x
    解:x1=x2=0(合题意舍)
    ∴⊙M半径:EM=
    MBC延长线⊙Mx轴相切时图5示:

    点PA重合
    ∴M横坐标﹣1
    ∴⊙M半径:M坐标值
    :﹣×(﹣1)+3=
    MCB延长线⊙My轴相切时图6示:

    延长PM交x轴D点M作ME⊥y轴E
    点E⊙My轴切点PM=MEPD﹣MD=EM=x
    设P(x﹣x2+x+3)M(x﹣x+3)
    PD=x2﹣x﹣3MD=x﹣3
    ∴(x2﹣x﹣3)﹣(x﹣3)=x
    解:x1=x2=0(合题意舍)
    ∴⊙M半径:EM=
    综述⊙M半径.





    题组2:两动定
    5.图抛物线y=x2﹣2x+c点A(﹣25)x轴相交BC两点点B点C左边.
    (1)求抛物线函数表达式BC两点坐标
    (2)点D抛物线称轴位x轴方△BCD直线BD翻折△BC′D点C′恰落抛物线称轴求点C′点D坐标
    (3)设P抛物线位称轴右侧点点Q抛物线称轴△CPQ等边三角形时求直线BP函数表达式.

    解答解:(1)题意:y=x2﹣2x+c点A(﹣25)
    ∴c=﹣3
    ∴抛物线函数表达式y=x2﹣2x﹣3
    ∵BC抛物线y=x2﹣2x﹣3x轴交点x2﹣2x﹣3=0
    ∴B(﹣10)C(30)
    (2)∵抛物线x轴交B(﹣10)C(30)
    ∴BC=4抛物线称轴直线x=1
    图设抛物线称轴x轴交点HH点坐标(10)

    BH=2
    翻折C′B=CB=4
    Rt△BHC′中勾股定理C′H===2
    ∴点C′坐标(12)tan∠C′BH===
    ∴∠C′BH=60°
    翻折∠DBH=∠C′BH=30°
    Rt△BHD中DH=BH•tan∠DBH=2•tan30°=
    ∴点D坐标(1)
    (3)取(2)中点C′D连接CC′
    ∵BC′=BC∠C′BC=60°
    △C′CB等边三角形分类讨:
    ①点Px轴方时点Qx轴方连接BQC′P

    ∵△PCQ△C′CB等边三角形
    ∴CQ=CPBC=C′C∠PCQ=∠C′CB=60°
    ∴∠BCQ=∠C′CP
    ∴△BCQ≌C′CP(SAS)
    ∴BQ=C′P
    ∵点Q抛物线称轴
    ∴BQ=CQ
    ∴C′P=CQ=CP
    ∵BC′=BC
    ∴BP垂直分CC′
    ∴点D直线BP
    设直线BP函数表达式y=kx+b


    ∴直线BP函数表达式y=x+
    ②点Px轴方时点Qx轴方

    ∵△PCQ△C′CB等边三角形
    ∴CP=CQBC=CC′∠CC′B=∠QCP=∠C′CB﹣60°
    ∴∠BCP=∠C′CQ
    ∴△BCP≌△C′CQ(SAS)
    ∴∠CBP=∠CC′Q
    ∵BC′=CC′C′H⊥BC
    ∴∠CC′Q=∠CC′B=30°
    ∴∠CBP=30°
    设BPx轴相交点E
    Rt△BOE中OE=OB•tan∠CBP=OB•tan30°=1×=.
    ∴点E坐标(0).
    设直线BP函数表达式y=mx+n


    ∴直线BP函数表达式y=﹣x﹣
    综述直线BP函数表达式y=x+y=﹣x﹣.
    6.图抛物线解析式y=﹣x+5抛物线x轴交AB两点(A点B点左侧)y轴交点C抛物线称轴直线BC交点D.
    (1)E点线段BC方抛物线点点E作直线EF行y轴交BC点F线段CD长度保持变直线BC移动C'D'线段EF时求EC'+C'D'+D'B值
    (2)Q抛物线动点请问抛物线称轴否存点P△APQ等边三角形存请直接写出三角形边长存请说明理.

    解答解:(1)y=﹣x2+x+5=﹣(x﹣5)(x+)
    ∴A(﹣0)B(50)C(05)抛物线称轴x==2
    BC坐标求直线BC解析式y=﹣x+5
    令x=2y=﹣×2+5=3
    ∴D(23)
    ∴CD=C'D'=4.
    设E(m﹣m2+m+5)F(m﹣m+5)
    ∴EF=yE﹣yF=﹣m2+m+5+m﹣5=﹣m2+m=﹣(m﹣)2+
    ∴m=时EF取值时E().
    图1作行四边形EC'D'E'EC'=E'D'E'().
    作D'G⊥OBGE'H⊥OBH.

    ∵tan∠CBO===∠CBO=30°
    ∴D'G=D'B
    ∴EC'+C'D'+D'B=C'D'+E'D'+D'G≥C'D'+E'H
    仅E'D'G三点线时
    EC'+C'D'+D'B取值C'D'+E'H=4+=.
    (2)①图2△APQ等边三角形时QB重合

    ∴等边三角形边长AQ=AB=6.
    ②图3△APQ等边三角形时QB重合Px轴方.

    ∴等边三角形边长AQ=AB=6.
    ③图4△APQ等边三角形时QC重合Px轴方.

    ∴等边三角形边长AQ=AC=2.
    ④图5△APQ等边三角形时Q第三象限Px轴方.

    ∵PA=PB=PQAQB三点P圆心PA半径圆周
    ∴∠ABQ=∠APQ=30°
    ∴直线BQ解析式y=x﹣5
    联立方程组
    解(舍)
    ∴Q=(﹣2﹣7)
    ∴AQ=2等边△APQ边长2√.
    综述满足求等边三角形边长:622.
    7.综合探究
    图抛物线y=﹣x2﹣x+x轴交AB两点(点A点B左侧)y轴交点C直线lBC两点点M点A出发秒1单位长度速度终点B运动连接CM线段MC绕点M时针旋转90°线段MD连接CDBD.设点M运动时间t(t>0)请解答列问题:

    (1)求点A坐标直线l表达式
    (2)①请直接写出点D坐标(含t式子表示)求点D落直线l时t值
    ②求点M运动程中线段CD长度值.
    解答解:(1)y=0时
    解x1=1x2=﹣3
    ∵点A点B左侧
    ∴A(﹣30)B(10)
    x=0时y=C(0)
    设直线l表达式y=kx+b
    BC两点坐标代入

    直线l表达式y=﹣x+
    (2)①图1点MAO运动时点D作DN⊥x轴N
    题意知AM=tOM=3﹣tMC⊥MD
    ∠DMN+∠CMO=90°∠CMO+∠MCO=90°
    ∴∠MCO=∠DMN
    △MCO△DMN中

    ∴△MCO≌△DMN(AAS)
    ∴MN=OC=DN=OM=3﹣t
    ∴D(t﹣3+t﹣3)
    理图2点MOB运动时
    点D坐标:D(﹣3+t+t﹣3)
    D点坐标代入直线BC解析式y=﹣x+t﹣3=﹣×(﹣3+t+)+
    t=6﹣2点D落直线l时t=6﹣2
    ②∵△COD等腰直角三角形
    ∴CM=MD
    ∴线段CM时线段CD长度
    ∵MAB运动
    ∴CM⊥AB时CM短CD短CM=CO=
    根勾股定理CD值.


    题组3:三动点
    8.图1抛物线C1:y=ax2﹣2ax+c(a<0)x轴交AB两点y轴交点C.已知点A坐标(﹣10)点O坐标原点OC=3OA抛物线C1顶点G.

    (1)求出抛物线C1解析式写出点G坐标
    (2)图2抛物线C1移k(k>0)单位抛物线C2设C2x轴交点A′B′顶点G′△A′B′G′等边三角形时求k值:
    (3)(2)条件图3设点Mx轴正半轴动点点M作x轴垂线分交抛物线C1C2PQ两点试探究直线y=﹣1否存点NPQN顶点三角形△AOQ全等存直接写出点MN坐标:存请说明理.
    解答解:(1)∵点A坐标(﹣10)
    ∴OA=1
    ∴OC=3OA
    ∴点C坐标(03)
    AC坐标代入y=ax2﹣2ax+c:

    解:
    ∴抛物线C1解析式y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4
    点G坐标(14).

    (2)设抛物线C2解析式y=﹣x2+2x+3﹣ky=﹣(x﹣1)2+4﹣k
    点G′作G′D⊥x轴点D设BD′=m

    ∵△A′B′G′等边三角形
    ∴G′D=B′D=m
    点B′坐标(m+10)点G′坐标(1m)
    点B′G′坐标代入y=﹣(x﹣1)2+4﹣k:

    解:(舍)
    ∴k=1

    (3)设M(x0)P(x﹣x2+2x+3)Q(x﹣x2+2x+2)
    ∴PQ=OA=1
    ∵∠AOQ∠PQN均钝角
    ∴△AOQ≌△PQN
    图2延长PQ交直线y=﹣1点H

    ∠QHN=∠OMQ=90°
    ∵△AOQ≌△PQN
    ∴OQ=QN∠AOQ=∠PQN
    ∴∠MOQ=∠HQN
    ∴△OQM≌△QNH(AAS)
    ∴OM=QHx=﹣x2+2x+2
    解:x=(负值舍)
    x=时HN=QM=﹣x2+2x+2=点M(0)
    ∴点N坐标(+﹣1)(﹣1)
    (﹣﹣1)(1﹣1)
    图3

    理△OQM≌△PNH
    ∴OM=PHx=﹣(﹣x2+2x+3)﹣1
    解:x=﹣1(舍)x=4
    x=4时点M坐标(40)HN=QM=﹣(﹣x2+2x+2)=6
    ∴点N坐标(4+6﹣1)(10﹣1)(4﹣6﹣1)(﹣2﹣1)
    综点M1(0)N1(﹣1)M2(0)N2(1﹣1)
    M3(40)N3(10﹣1)M4(40)N4(﹣2﹣1).

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    文档贡献者

    高***本

    贡献于2023-04-20

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