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例题 如图1,在平面直角坐标系中,点F的坐标是(4,2),点P为一个动点,过点P作x轴的垂线PH,垂足为H,点P在运动过程中始终满足PF=PH。
(1)判断点P在运动过程中是否经过点C(O,5);
(2)设动点P的坐标为(x,y),求y关于x的函数表达式,填写下表,并在给定坐标系中画出该函数的图像;
(3)点C关于x轴的对称点为C’,点P在直线C’F的下方时,求线段PF长度的取值范围。
【分析】(1)当P与C(O,5)重合,证明PH=PF即可解决问题。
(2)由PF2=PH2,再根据函数表达式即可解决问题。由题意,得y2= (x-4)2 (y-2)2,整理,得y=1/4x2-2x 5,∴函数表达式为y= 1/4x2-2x 5。
(3)先求出直线FC’的表达式,再求出直线FC’与抛物线的交点坐标即可判断。
【点评】本题考查了二次函数的性质、一次函数的性质等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题,属于中考压轴题。
虽然本题始终未提及“二次函数”,但其却是一道不折不扣的“二次函数”压轴题。题目中的点P具有如下特征:到定点(F)的距离和到定直线(x轴)的距离相等,从而得到点P运动的轨迹是抛物线y=1/4x2- 2x 5。也就是说,二次函数可以看作是到定点距离等于到定直线距离的点的轨迹。
【延伸】二次函数图像的顶点在原点O,经过点A(l,1/4)。点F(O,1)在y轴上。直线y=一1与y轴交于点H。
(1)求二次函数的表达式;
(2)点P是(1)中图像上的点,过点P作x轴的垂线与直线y=-l交于点M,求证:FM平分∠OFP;
(3)当△FPM是等边三角形时,求P点的坐标。
【分析】(1)根据题意,可设函数的表达式为y=ax2,将点A代入函数表达式,求出a的值,继而可求得二次函数的表达式。
(2)过点P作PB⊥y轴于点B,利用勾股定理求出PF,表示出PM,可得PF=PM,则∠PFM=∠PMF,再结合平行线的性质,可得出结论。
(3)首先可得∠FMH=30°,设点P的坐标为(x,1/4x2),根据PF=PM=FM,可得关于x的方程,求出x的值即可得出答案。
【点评】本题考查了二次函数的综合应用,涉及待定系数法求函数表达式、角平分线的性质及等边三角形的性质等知识。解决本题的关键是熟练掌握基本知识,应用数形结合,才能将所学知识融会贯通。
本题中,点P到定点F的距离和到定直线y=-l的距离相等,同样,点P是抛物线y=1/4x2上的点,亦属于轨迹类问题。
【新题】如图3,以y轴为对称轴的抛物线与坐标轴交于点A(O,4)、B(4,0),y轴上有一定点C(O,3),若点P为抛物线在第一象限内的一动点。
(1)直接写出抛物线的表达式;
(2)如图4,连接PC、PB、BC,△PBC面积的最大值是_____:
(3)如图5,若以P为圆心,PC为半径的圆与x轴相切于点日,则P点坐标是______;
(4)如图6,点D坐标为(2,O),求△PDC的周长最小值。
【分析】(1)利用待定系数法求出函数表达式。
(2)过点P作x轴的垂线,交直线BC于点M,利用铅垂高求三角形面积的最大值。
(3)当OP与x轴相切时,PC=PH,通过方程求出点P坐标。
(4)過P作PH⊥x轴于点H,易证PC PH=5(定值),而DC始终不变,从而得知当PD与x轴垂直时,△PDC的周长有最小值。
【点评】本题考查了待定系数法、铅垂高求面积、二次函数性质、数形结合等知识,特别是第(4)小题,运用了抛物线的特殊点的特殊性质解决了动点最值问题。
(作者单位:江苏省泗阳县实验初级中学)
(1)判断点P在运动过程中是否经过点C(O,5);
(2)设动点P的坐标为(x,y),求y关于x的函数表达式,填写下表,并在给定坐标系中画出该函数的图像;
(3)点C关于x轴的对称点为C’,点P在直线C’F的下方时,求线段PF长度的取值范围。
【分析】(1)当P与C(O,5)重合,证明PH=PF即可解决问题。
(2)由PF2=PH2,再根据函数表达式即可解决问题。由题意,得y2= (x-4)2 (y-2)2,整理,得y=1/4x2-2x 5,∴函数表达式为y= 1/4x2-2x 5。
(3)先求出直线FC’的表达式,再求出直线FC’与抛物线的交点坐标即可判断。
【点评】本题考查了二次函数的性质、一次函数的性质等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题,属于中考压轴题。
虽然本题始终未提及“二次函数”,但其却是一道不折不扣的“二次函数”压轴题。题目中的点P具有如下特征:到定点(F)的距离和到定直线(x轴)的距离相等,从而得到点P运动的轨迹是抛物线y=1/4x2- 2x 5。也就是说,二次函数可以看作是到定点距离等于到定直线距离的点的轨迹。
【延伸】二次函数图像的顶点在原点O,经过点A(l,1/4)。点F(O,1)在y轴上。直线y=一1与y轴交于点H。
(1)求二次函数的表达式;
(2)点P是(1)中图像上的点,过点P作x轴的垂线与直线y=-l交于点M,求证:FM平分∠OFP;
(3)当△FPM是等边三角形时,求P点的坐标。
【分析】(1)根据题意,可设函数的表达式为y=ax2,将点A代入函数表达式,求出a的值,继而可求得二次函数的表达式。
(2)过点P作PB⊥y轴于点B,利用勾股定理求出PF,表示出PM,可得PF=PM,则∠PFM=∠PMF,再结合平行线的性质,可得出结论。
(3)首先可得∠FMH=30°,设点P的坐标为(x,1/4x2),根据PF=PM=FM,可得关于x的方程,求出x的值即可得出答案。
【点评】本题考查了二次函数的综合应用,涉及待定系数法求函数表达式、角平分线的性质及等边三角形的性质等知识。解决本题的关键是熟练掌握基本知识,应用数形结合,才能将所学知识融会贯通。
本题中,点P到定点F的距离和到定直线y=-l的距离相等,同样,点P是抛物线y=1/4x2上的点,亦属于轨迹类问题。
【新题】如图3,以y轴为对称轴的抛物线与坐标轴交于点A(O,4)、B(4,0),y轴上有一定点C(O,3),若点P为抛物线在第一象限内的一动点。
(1)直接写出抛物线的表达式;
(2)如图4,连接PC、PB、BC,△PBC面积的最大值是_____:
(3)如图5,若以P为圆心,PC为半径的圆与x轴相切于点日,则P点坐标是______;
(4)如图6,点D坐标为(2,O),求△PDC的周长最小值。
【分析】(1)利用待定系数法求出函数表达式。
(2)过点P作x轴的垂线,交直线BC于点M,利用铅垂高求三角形面积的最大值。
(3)当OP与x轴相切时,PC=PH,通过方程求出点P坐标。
(4)過P作PH⊥x轴于点H,易证PC PH=5(定值),而DC始终不变,从而得知当PD与x轴垂直时,△PDC的周长有最小值。
【点评】本题考查了待定系数法、铅垂高求面积、二次函数性质、数形结合等知识,特别是第(4)小题,运用了抛物线的特殊点的特殊性质解决了动点最值问题。
(作者单位:江苏省泗阳县实验初级中学)