我们换个思路解答第(3)题:
如图3,作GH ⊥y 轴,QN ⊥y 轴,垂足分别为H 、N .
通过证明△AOB ≌△BHG ,根据全等三角形的对应角相等,可以证明∠ABG =90°. 在Rt △BGH 中,1sin 110∠=,3cos 110
∠=.
①当
3BQ
BA
=时,310BQ =. 在Rt △BQN 中,sin 13QN BQ =?∠=,cos 19BN BQ =?∠=. 当Q 在B 上方时,1(3,10)Q ;当Q 在B 下方时,2(3,8)Q --.
②当13BQ BA =时,1103BQ =.同理得到31(,2)3Q ,41(,0)3Q -.
例4 2011年上海市杨浦区中考模拟第24题
Rt △ABC 在直角坐标系内的位置如图1所示,反比例函数(0)k
y k x
=
≠在第一象限内的图象与BC 边交于点D (4,m ),与AB 边交于点E (2,n ),△BDE 的面积为2.
(1)求m 与n 的数量关系;
(2)当tan ∠A =
1
2
时,求反比例函数的解析式和直线AB 的表达式; (3)设直线AB 与y 轴交于点F ,点P 在射线FD 上,在(2)的条件下,如果△AEO 与△EFP 相似,求点P 的坐标.
图1
动感体验
请打开几何画板文件名“11杨浦24”,拖动点A 在x 轴上运动,可以体验到,直线AB 保持斜率不变,n 始终等于m 的2倍,双击按钮“面积BDE =2”,可以看到,点E 正好在BD 的垂直平分
线上,FD //x 轴.拖动点P 在射线FD 上运动,可以体验到,△AEO 与△EFP 相似存在两种情况.
思路点拨
1.探求m 与n 的数量关系,用m 表示点B 、D 、E 的坐标,是解题的突破口. 2.第(2)题留给第(3)题的隐含条件是FD //x 轴.
3.如果△AEO 与△EFP 相似,因为夹角相等,根据对应边成比例,分两种情况.
满分解答
(1)如图1,因为点D (4,m )、E (2,n )在反比例函数k
y x =的图象上,所以4,2.
m k n k =??=? 整理,得n =2m .
(2)如图2,过点E 作EH ⊥BC ,垂足为H .在Rt △BEH 中,tan ∠BEH =tan ∠A =1
2
,EH =
2,所以BH =1.因此D (4,m ),E (2,2m ),B (4,2m +1).
已知△BDE 的面积为2,所以11
(1)2222
BD EH m ?=+?=.解得m =1.因此D (4,1),E (2,2),B (4,3).
因为点D (4,1)在反比例函数k y x =
的图象上,所以k =4.因此反比例函数的解析式为4
y x
=. 设直线AB 的解析式为y =kx +b ,代入B (4,3)、E (2,2),得34,22.k b k b =+??=+?
解得1
2k =,1b =.
因此直线AB 的函数解析式为1
12
y x =
+.
图2 图3 图4
(3)如图3,因为直线1
12
y x =+与y 轴交于点F (0,1),点D 的坐标为(4,1),所以FD //
x 轴,∠EFP =∠EAO .因此△AEO 与△EFP 相似存在两种情况:
①如图3,当EA EF
AO FP
=
时,2552FP =.解得FP =1.此时点P 的坐标为(1,1). ②如图4,当EA FP
AO EF =
时,2525
FP =.解得FP =5.此时点P 的坐标为(5,1).
考点伸展
本题的题设部分有条件“Rt △ABC 在直角坐标系内的位置如图1所示”,如果没有这个条件限
制,保持其他条件不变,那么还有如图5的情况:
第(1)题的结论m 与n 的数量关系不变.第(2)题反比例函数的解析式为12
y x
=-,直线AB 为1
72
y x =
-.第(3)题FD 不再与x 轴平行,△AEO 与△EFP 也不可能相似.
图5
例5 2010年义乌市中考第24题
如图1,已知梯形OABC,抛物线分别过点O(0,0)、A(2,0)、B(6,3).
(1)直接写出抛物线的对称轴、解析式及顶点M的坐标;
(2)将图1中梯形OABC的上下底边所在的直线OA、CB以相同的速度同时向上平移,分别交抛物线于点O1、A1、C1、B1,得到如图2的梯形O1A1B1C1.设梯形O1A1B1C1的面积为S,A1、B1的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2).用含S的代数式表示x2-x1,并求出当S=36时点A1的坐标;
(3)在图1中,设点D的坐标为(1,3),动点P从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿着线段BC运动,动点Q从点D出发,以与点P相同的速度沿着线段DM运动.P、Q两点同时出发,当点Q到达点M时,P、Q两点同时停止运动.设P、Q两点的运动时间为t,是否存在某一时刻t,使得直线PQ、直线AB、x轴围成的三角形与直线PQ、直线AB、抛物线的对称轴围成的三角形相似?若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.
图1 图2
动感体验
请打开几何画板文件名“10义乌24”,拖动点I上下运动,观察图形和图象,可以体验到,x2-x1随S的增大而减小.双击按钮“第(3)题”,拖动点Q在DM上运动,可以体验到,如果∠GAF=∠GQE,那么△GAF与△GQE相似.
思路点拨
1.第(2)题用含S的代数式表示x2-x1,我们反其道而行之,用x1,x2表示S.再注意平移过程中梯形的高保持不变,即y2-y1=3.通过代数变形就可以了.
2.第(3)题最大的障碍在于画示意图,在没有计算结果的情况下,无法画出准确的位置关系,因此本题的策略是先假设,再说理计算,后验证.
3.第(3)题的示意图,不变的关系是:直线AB与x轴的夹角不变,直线AB与抛物线的对称轴的夹角不变.变化的直线PQ的斜率,因此假设直线PQ与AB的交点G在x轴的下方,或者假设交点G在x轴的上方.
满分解答
(1)抛物线的对称轴为直线1
x=,解析式为2
11
84
y x x
=-,顶点为M(1,
1
8
-).
(2)梯形O1A1B1C1的面积12
12
2(11)
3()6
2
x x
S x x
-+-?3
==+-,由此得到12
2
3
s
x x
+=+.由于
21
3
y y
-=,所以22
212211
1111
3
8484
y y x x x x
-=--+=.整理,得2121
11
()()3
84
x x x x
??
-+-=
??
??
.因此得到
21
72
x x
S
-=.
当S=36时,21
21
14,
2.
x x
x x
+=
?
?
-=
?
解得1
2
6,
8.
x
x
=
?
?
=
?
此时点A1的坐标为(6,3).
(3)设直线AB与PQ交于点G,直线AB与抛物线的对称轴交于点E,直线PQ与x轴交于点F,那么要探求相似的△GAF与△GQE,有一个公共角∠G.
在△GEQ中,∠GEQ是直线AB与抛物线对称轴的夹角,为定值.
在△GAF中,∠GAF是直线AB与x轴的夹角,也为定值,而且∠GEQ≠∠GAF.
因此只存在∠GQE=∠GAF的可能,△GQE∽△GAF.这时∠GAF=∠GQE=∠PQD.
由于
3
tan
4
GAF
∠=,tan
5
DQ t
PQD
QP t
∠==
-
,所以
3
45
t
t
=
-
.解得
20
7
t=.
图3 图4
考点伸展
第(3)题是否存在点G 在x 轴上方的情况?如图4,假如存在,说理过程相同,求得的t 的值也是相同的.事实上,图3和图4都是假设存在的示意图,实际的图形更接近图3.
例6 2010年上海市宝山区中考模拟第24题
如图1,已知点A (-2,4) 和点B (1,0)都在抛物线2
2y mx mx n =++上.
(1)求m 、n ; (2)向右平移上述抛物线,记平移后点A 的对应点为A ′,点B 的对应点为B ′,若四边形A A ′B ′B 为菱形,求平移后抛物线的表达式;
(3)记平移后抛物线的对称轴与直线AB ′ 的交点为C ,试在x 轴上找一个点D ,使得以点B ′、C 、D 为顶点的三角形与△ABC 相似.
图1
动感体验
请打开几何画板文件名“10宝山24”,拖动点A ′向右平移,可以体验到,平移5个单位后,四边形A A ′B ′B 为菱形.再拖动点D 在x 轴上运动,可以体验到,△B ′CD 与△ABC 相似有两种情况.
思路点拨
1.点A 与点B 的坐标在3个题目中处处用到,各具特色.第(1)题用在待定系数法中;第(2)题用来计算平移的距离;第(3)题用来求点B ′ 的坐标、AC 和B ′C 的长.
2.抛物线左右平移,变化的是对称轴,开口和形状都不变.
3.探求△ABC 与△B ′CD 相似,根据菱形的性质,∠BAC =∠CB ′D ,因此按照夹角的两边对应成比例,分两种情况讨论.
满分解答
(1) 因为点A (-2,4) 和点B (1,0)都在抛物线2
2y mx mx n =++上,所以444,20.m m n m m n -+=??++=?
解得4
3
m =-
,4n =. (2)如图2,由点A (-2,4) 和点B (1,0),可得AB =5.因为四边形A A ′B ′B 为菱形,所以A A ′
=B ′B = AB =5.因为438342+--
=x x y ()2
416133
x =-++,所以原抛物线的对称轴x =-1向右平移5个单位后,对应的直线为x =4.
因此平移后的抛物线的解析式为()3
16434
2,
+--
=x y .
图2
(3) 由点A (-2,4) 和点B ′ (6,0),可得A B ′=45. 如图2,由AM //CN ,可得
''''B N B C
B M B A
=
,即2'845B C =.解得'5B C =.所以35AC =.根据菱形的性质,在△ABC 与△B ′CD 中,∠BAC =∠CB ′D .
①如图3,当'
'A B B C A C B D =
时,55'35B D
=,解得'3B D =.此时OD =3,点D 的坐标为(3,0).
②如图4,当
''AB B D AC B C =
时,5'355
B D =,解得5'3B D =.此时OD =13
3,点D 的坐标为(
13
3
,0).
图3 图4
考点伸展
在本题情境下,我们还可以探求△B ′CD 与△AB B ′相似,其实这是有公共底角的两个等腰三角
形,容易想象,存在两种情况.
我们也可以讨论△B ′CD 与△C B B ′相似,这两个三角形有一组公共角∠B ,根据对应边成比例,分两种情况计算.
例7 2009年临沂市中考第26题
如图1,抛物线经过点A(4,0)、B(1,0)、C(0,-2)三点.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)P是抛物线上的一个动点,过P作PM⊥x轴,垂足为M,是否存在点P,使得以A、P、M为顶点的三角形与△OAC相似?若存在,请求出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)在直线AC上方的抛物线是有一点D,使得△DCA的面积最大,求出点D的坐标.
,
图1
动感体验
请打开几何画板文件名“09临沂26”,拖动点P在抛物线上运动,可以体验到,△P AM的形状在变化,分别双击按钮“P在B左侧”、“P在x轴上方”和“P在A右侧”,可以显示△P AM与△OAC相似的三个情景.
双击按钮“第(3)题”,拖动点D在x轴上方的抛物线上运动,观察△DCA的形状和面积随D 变化的图象,可以体验到,E是AC的中点时,△DCA的面积最大.
思路点拨
1.已知抛物线与x轴的两个交点,用待定系数法求解析式时,设交点式比较简便.
2.数形结合,用解析式表示图象上点的坐标,用点的坐标表示线段的长.
3.按照两条直角边对应成比例,分两种情况列方程.
4.把△DCA可以分割为共底的两个三角形,高的和等于OA.
满分解答
(1)因为抛物线与x轴交于A(4,0)、B(1,0)两点,设抛物线的解析式为)4
)(
1
(-
-
=x
x
a
y,
代入点C的坐标(0,-2),解得
2
1
-
=
a.所以抛物线的解析式为
2
2
5
2
1
)4
)(
1
(
2
1
2-
+
-
=
-
-
-
=x
x
x
x
y.
(2)设点P的坐标为))
4

