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专题 3-3 二次函数面积定值、比例问题以及米勒角问题
01 题型·解读
【题型1】作铅垂高解决面积定值问题
例1-1湖北武汉市·中考真题
2023·齐齐哈尔·中考真题(删减)
南通·中考真题
2023·山东泰安·中考真题
【题型2】作平行线解决面积问题
例2-1山东省临沂市·中考真题
2023·四川甘孜·中考真题
四川凉山州·中考真题
连云港·中考真题
2023·黑龙江·中考真题
江苏徐州·中考真题
【题型3】面积比例问题的转化定值问题或函数表达式
例3-1内蒙古通辽市·中考真题
2023·辽宁盘锦·中考真题
2022·福建·统考模拟预测
【题型4】面积比例问题的转化为线段比
例4-1
深圳市中考真题
牡丹江中考真题
2022·四川内江中考真题
2023·四川泸州中考真题
2022·四川内江中考真题
【题型5】 米勒角(最大张角问题)
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例题5-1
山东烟台中考真题
2023·四川宜宾中考真题
02 满分·技巧
一、面积定值与等值问题
1 .定值问题
【问题描述】
yx2 2x3
如图,抛物线 与x轴交于A、B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,连接
BC,抛物线在线段BC上方部分取一点P,连接PB、PC,若△PBC面积为3,求点P坐标.
y
P
C
A O B x
思路1:铅垂法列方程解.
m,m2 2m3
根据B、C两点坐标得直线BC解析式:y=-x+3,设点P坐标为 ,
过点P作PQ⊥x轴交BC于点Q,则点Q坐标为(m,-m+3),
1
PQ m2 2m3 m3 m23m , S PBC 2 3 m2 3m 3 ,分类讨论去绝对值解方
程即可得m的值.
思路2:构造等积变形
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y
Q P
1 1
C P 2
A B C
P 3 Q 2
A O B x
P Q P 4
同底等高三角形面积相等.
取BC作水平宽可知水平宽为3,根据△PBC面积为3,可知铅垂高为2,
在y轴上取点Q使得CQ=2,过点Q作BC的平行线,交点即为满足条件的P点.
x2 2x3x5
当点Q坐标为(0,5)时,PQ解析式为:y=-x+5,联立方程: ,解之即可.
x2 2x3x1
当点Q坐标为(0,1)时,PQ解析式为:y=-x+1,联立方程: ,解之即可.
2 . 等值问题
【问题描述】
yx2 2x3
如图,抛物线 与x轴交于A、B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,连接
BC,抛物线上存在一点P使得△PBC的面积等于△BOC的面积,求点P坐标.
y
C
P
A O B x
思路1:铅垂法
计算出△BOC面积,将“等积问题”转化为“定积问题”,用铅垂法可解.
思路2:构造等积变形
过点O作BC的平行线,与抛物线交点即为所求P点,
另外作点O关于点C的对称点M,过点M作BC平行线与抛物线的交点亦为所求P点.
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先求直线解析式,再联立方程即可求得P点坐标.
y
C
P
A O B x
二、面积比例问题
1、方法突破
除了三角形、四边形面积计算之外,面积比例也是中考题中常见的条件或结论,对面积比例的分析,
往往比求面积要复杂得多,这也算是面积问题中最难的一类.
大部分题目的处理方法可以总结为两种:(1)计算;(2)转化.
策略一:运用比例计算类
策略二:转化面积比
如图,B、D、C三点共线,考虑△ABD和△ACD面积之比.
A
B D C
S :S BD:CD
转化为底:共高,面积之比化为底边之比:则 ABD ACD .
A
B C
D H
更一般地,对于共边的两三角形 △ABD 和△ACD,连接 BC,与 AD 交于点 E,则
S :S BM :CN BE:CE
ABD ACD
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S :S BM :CN BE:CE
ABD ACD .
A
N
E C
B
D
M
策略三:进阶版转化
在有些问题中,高或底边并不容易表示,所以还需在此基础上进一步转化为其他线段比值,比如常
见有:“A”字型线段比、“8”字型线段比.
S :S BD:CDBA:AM
“A”字型线段比: ABD ACD .
“8”字型线段比:S :S BD:CD AB:CM .
ABD ACD
A
M
A
D
B C
B C
D M
S :S BD:CDBM :CN
转化为垂线:共底,面积之比化为高之比: ABD ACD .
A
N
B C
D
M
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总结:面积能算那就算,算不出来就转换;底边不行就作高,还有垂线和平行.
三、米勒角问题(最大张角)
【问题描述】
1471年,德国数学家米勒向诺德尔提出这样一个问题:
如图,点A、B直线l的同一侧,在直线l上取一点P,使得∠APB最大,求P点位置.
l
P
A B
【问题铺垫】
圆外角:如图,像∠APB这样顶点在圆外,两边和圆相交的角叫圆外角.
P
C
D
O
A B
相关结论:圆外角等于这个角所夹两条弧的度数差(大减小)的一半.
P
C
D
O
A B
ABCD
如图,PACBPBC .
2
换句话说,对同一个圆而言,圆周角>圆外角.
【问题解决】
结论:当点P不与A、B共线时,作△PAB的外接圆,当圆与直线l相切时,∠APB最大.
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l
M
P
O
A B
证明:在直线l上任取一点M(不与点P重合),连接AM、BM,
∠AMB即为圆O的圆外角,
∴∠APB>∠AMB,∠APB最大.
∴当圆与直线l相切时,∠APB最大.
特别地,若点A、B与P分别在一个角的两边,如下图,则有OP2 OAOB.(切割线定理)
P
O A B
证明:∵∠POA=∠BOP,∠OPA=∠OBP(弦切角定理)
OA OP
∴△AOP∽△POB,∴ ,∴ .
OP OB OP2 OAOB
即可通过OA、OB线段长确定OP长,便知P点位置.
03 核心·题型
03 核心·题型
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【题型1】作铅垂高解决面积定值问题
例1-1湖北武汉市·中考真题
1.抛物线L:yx2 bxc经过点A(0,1),与它的对称轴直线x=1交于点B.
(1)直接写出抛物线L的解析式;
ykxk4k 0
(2)如图1,过定点的直线 与抛物线L交于点M、N.若△BMN的面积等于
1,求k的值.
y
B
M
A
O x
N
2023·齐齐哈尔·中考真题(删减)
2.如图,抛物线 上的点A,C坐标分别为 , ,抛物线与x轴负半轴交于
点B,点M为y轴负半轴上一点,且 ,连接 , ,点P是抛物线位于第一象限图
象上的动点,连接 , ,当 时,求点P的坐标
【答案】
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【分析】过点P作 轴于点F,交线段AC于点E,用待定系数法求得直线AC的解析式为
,设点 P 的横坐标为 ,则 , ,故
,先求得 ,从而得到 ,解出 p
的值,从而得出点P的坐标;
【详解】解:过点P作 轴于点F,交线段AC于点E,
设直线 的解析式为 ,
将 , 代入 ,得
,解得 ,∴直线AC的解析式为
设点P的横坐标为
则 , ,
∴
∵ ,∴ ,解得 ,∴
南通·中考真题
3.定义:若一个函数图象上存在横、纵坐标相等的点,则称该点为这个函数图象的“等值点”.
1 1
例如,点 是函数y x 的图象的“等值点”.
(1,1) 2 2
yx2 yx2 x
(1)分别判断函数 , 的图象上是否存在“等值点”?如果存在,求出“等值
点”的坐标;如果不存在,说明理由;
3
(2)设函数y (x0), 的图象的“等值点”分别为点 , ,过点 作 轴,
x yxb A B B BC x
垂足为C.当ABC 的面积为3时,求b的值;
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2023·山东泰安·中考真题
4.如图1,二次函数 的图象经过点 .
(1)求二次函数的表达式;
(2)若点P在二次函数对称轴上,当 面积为5时,求P坐标;
(3)小明认为,在第三象限抛物线上有一点D,使 ;请判断小明的说法是否正
确,如果正确,请求出D的坐标;如果不正确,请说明理由.
【题型2】作平行线解决面积问题
例2-1山东省临沂市·中考真题
yx2 x A y B
5.在平面直角坐标系中,直线 与 轴交于点 ,与 轴交于点 ,抛物线
yax2 bxc(a0)
A B
经过点 、 .
(1)求a、b满足的关系式及c的值.
(2)如图,当a1时,在抛物线上是否存在点P,使PAB的面积为1?若存在,请求出符合条
件的所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
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y
B
A
O x
2023·四川甘孜·中考真题
6.已知抛物线 与x轴相交于 ,B两点,与y轴相交于点 .
(1)求b,c的值;
(2)P为第一象限抛物线上一点, 的面积与 的面积相等,求直线 的解析式
四川凉山州·中考真题
yax2 bxc A(1,0) B(3,0) C(0,3)
7.如图,抛物线 的图象过点 、 、 .
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使得PAC 的周长最小,若存在,请求出点P的坐标
及PAC 的周长;若不存在,请说明理由;
(3)在(2)的条件下,在 x轴上方的抛物线上是否存在点 M (不与C点重合),使得
S S M
PAM PAC?若存在,请求出点 的坐标;若不存在,请说明理由.
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y
C
A O B x
连云港·中考真题
ymx2 (m2 3)x(6m9) x A B y C
8.如图,抛物线 与 轴交于点 、 ,与 轴交于点 ,已知
B(3,0)
.
(1)求m的值和直线BC对应的函数表达式;
P S S P
(2) 为抛物线上一点,若 PBC ABC,请直接写出点 的坐标;
2023·黑龙江·中考真题
9.如图,抛物线 与 轴交于 两点,交 轴于点 .
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(1)求抛物线的解析式.
(2)拋物线上是否存在一点 ,使得 ,若存在,请直接写出点 的坐标;若不存在,
请说明理由.
江苏徐州·中考真题
1
10.如图,点 、 在y x2 的图象上.已知 、 的横坐标分别为 、4,直线 与 轴交
A B 4 A B 2 AB y
于点C,连接OA、OB.
(1)求直线AB的函数表达式;
(2)求AOB的面积;
1
(3)若函数y x2 的图象上存在点 ,使 的面积等于 的面积的一半,则这样的点
4 P PAB AOB P
共有 个.
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【题型3】面积比例问题的转化定值问题或函数表达式
例3-1内蒙古通辽市·中考真题
yax2 bxc(a0) M(1,9) A(3,7)
11.已知,如图,抛物线 的顶点为 ,经过抛物线上的两点 和
B(3,m) C
的直线交抛物线的对称轴于点 .
(1)求抛物线的解析式和直线AB的解析式.
(2)在抛物线上 A、 M 两点之间的部分(不包含 A、 M 两点),是否存在点 D,使得
S 2S D
DAC DCM ?若存在,求出点 的坐标;若不存在,请说明理由.
y
M
B
C
O x
A
2023·辽宁盘锦·中考真题
12.如图,抛物线 与 轴交于点 , ,与 轴交于点 .
(1)求抛物线的解析式.
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(2)如图,点 是第一象限内一点,连接 交 轴于点 , 的延长线交抛物线于点 ,点 在
线段 上,且 ,连接 ,若 ,求 面积.
13.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线 经过A(4,0),B(1,4)两点.P是抛
物线上一点,且在直线AB的上方.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若△OAB面积是△PAB面积的2倍,求点P的坐标
2022·福建·统考模拟预测
14.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线 经过A(4,0),B(1,4)两点.P是抛
物线上一点,且在直线AB的上方.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若△OAB面积是△PAB面积的2倍,求点P的坐标;
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【题型4】面积比例问题的转化为线段比
例4-1
yax2 2xc(a0) x A B A B
15.如图,抛物线 与 轴交于点 和点 (点 在原点的左侧,点 在原点
的右侧),与 y 轴交于点C,OBOC 3.
(1)求该抛物线的函数解析式.
(2)如图,连接BC,点D是直线BC上方抛物线上的点,连接OD,CD.OD交BC于点F ,
S :S 3:2 D
当 COF CDF 时,求点 的坐标.
y
C
D
F
A O B x
深圳市中考真题
yax2 bxc A(1,0) C(0,3) OBOC
16.如图抛物线经 过点 ,点 ,且 .
(1)求抛物线的解析式及其对称轴;
(2)点P为抛物线上一点,连接CP,直线CP把四边形CBPA的面积分为3:5两部分,求点P的
坐标.
y
C
O B
A x
P
牡丹江中考真题
yx2 bxc A(3,0) C(0,3)
17.抛物线 经过点 和点 .
(1)求此抛物线所对应的函数解析式,并直接写出顶点D的坐标;
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D ACD 1:2 x Q Q
(2)若过顶点 的直线将 的面积分为 两部分,并与 轴交于点 ,则点 的坐标为
.
b 4acb2
注:抛物线 的顶点坐标( , )
yax2 bxc(a0) 2a 4a
2022·四川内江中考真题
18.如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣4,0),B(2,0),与y轴交于点C(0,2).
(1)求这条抛物线所对应的函数的表达式;
(2)点P为抛物线上一点,连接CP,直线CP把四边形CBPA的面积分为1:5两部分,求点P的坐
标.
2023·四川泸州中考真题
19.如图,在平面直角坐标系 中,已知抛物线 与坐标轴分别相交于点A,B,
三点,其对称轴为 .
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(1)求该抛物线的解析式;
(2)点 是该抛物线上位于第一象限的一个动点,直线 分别与 轴,直线 交于点 , .
①当 时,求 的长;
②若 , , 的面积分别为 , , ,且满足 ,求点 的坐标.
2022·四川内江中考真题
20.如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣4,0),B(2,0),与y轴交于点C(0,2).
(1)求这条抛物线所对应的函数的表达式;
(2)点P为抛物线上一点,连接CP,直线CP把四边形CBPA的面积分为1:5两部分,求点P的坐
标.
【题型5】 米勒角(最大张角问题)
例题5-1
21.如图,在平面直角坐标系中,A(1,0)、B(5,0)直线l经过点C(-1,2),点P是直线l
上的动点,若∠APB的最大值为45°,求直线l的解析式.
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l
y
C
A B x
【分析】
考虑到直线l未知但∠APB的最大值已知为45°,故构造圆.
记△ABP外接圆圆心为M点,则∠AMB=2∠APB=90°,
故可确定M点位置.
y
P
C M
A B x
根据A(1,0)、B(5,0),不难求得M点坐标为(3,2),
连接MC、MP,考虑到圆M与直线CP相切,故MP⊥CP,△CPM是直角三角形.
∵MC=4,MP=MA=2 2,
∴CP2 2,即△CPM是等腰直角三角形,
易求P点坐标为(1,4),
又C点坐标为(-1,2),
可求直线l的解析式为y=x+3.
山东烟台中考真题
22.如图,抛物线 yax2 bx3 与x轴交于A(-1,0)、B两点,与y轴交于点C,过点C作
6
y x0
CD⊥y轴交抛物线于另一点D,作DE⊥x轴,垂足为点E,双曲线 x 经过点D,
BD.
(1)求抛物线的表达式;
(2)动点P从点O出发,以每秒1个单位长度的速度沿OC方向运动,运动时间为t秒,当t为何
值时,∠BPD的度数最大?(请直接写出结果)
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y y
C D C D
A B A B
O x O x
备用图
【分析】
(1)考虑到点D纵坐标与点C相同,为3,代入反比例解析式,可得D点坐标为(2,3),
根据A、D坐标可得抛物线解析式:yx2 2x3.
(2)求t即求P点位置.
思路2:切割线定理
延长BD交y轴于M点,则当MP2 MDMB时,∠BPD最大.
y
M
C D
P
A B
O x
考虑到B(3,0)、D(2,3),可得直线BD解析式:y3x9,
故直线BD与y轴交点M点坐标为(0,9),
MD2 10 ,MB3 10,
∴MP2 MDMB60,
∴MP2 15,
∴P点坐标为 0,92 15 ,
故t的值为92 15.
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23.如图,抛物线 与x轴交于点 、 ,且经过点 .
(1)求抛物线的表达式;
(2)在x轴上方的抛物线上任取一点N,射线 、 分别与抛物线的对称轴交于点P、Q,点Q关
于x轴的对称点为 ,求 的面积;
(3)点M是y轴上一动点,当 最大时,求M的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)设抛物线的解析式为 ,代入点C的坐标,确定a值即可.
(2)设 ,直线 的解析式为 ,直线 的解析式为 ,表
示出P,Q, 的坐标,进而计算即可.
(3)当M是y轴与经过A,C,M三点的圆的切点是最大计算即可.
【详解】(1)∵抛物线 与x轴交于点 、 ,
∴设抛物线的解析式为 ,
∵经过点 ,
∴ ,
解得 ,
∴ ,
∴ .
(2)如图,当点N在对称轴的右侧时,
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∵ ,
∴对称轴为直线 ,
设 ,直线 的解析式为 ,直线 的解析式为 ,
∴
解得 ,
∴ 直 线 的 解 析 式 为 , 直 线 的 解 析 式 为
,
当 时, ,
,
∴ , , ,
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∴ ,
∴ .
如图,当点N在对称轴的左侧时,
∵ ,
∴对称轴为直线 ,
设 , , , ,
∴ ,
∴ .
综上所述, .
(3)当 的外接圆与 相切,切点为M时, 最大,
设外接圆的圆心为E,Q是异于点M的一点,连接 , , 交圆于点T,
则 ,根据三角形外角性质,得 ,故 ,
∴ 最大,
设 与圆交于点H,连接 , ,根据切线性质,
∴ ,
作直径 ,连接 ,
∴ , ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
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∴ ,
设 ,则 ,
∴ ,
∴ ,
过点E作 ,垂足为F,过点C作 ,垂足为G,交 于点P,
根据垂径定理,得 ,四边形 是矩形,
∴ ,
根据 ,得 ,
∴ ,
∴ ,
在直角三角形 中,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
解得 , (舍去),
∴ ,
故 ,∴当 最大时, .
24