以下是一道函数有关的中考动点真题分析:
一、真题呈现
1. 题目
如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线\(y = ax^{2}+bx 2(a\neq0)\)与x轴交于\(A(1,0)\)、\(B(3,0)\)两点,与y轴交于点C。
点P是抛物线上的一个动点,设点P的横坐标为\(t(0 < t<3)\),连接AC、PC、PA。
(1)求此抛物线的表达式;
(2)过点P作y轴的平行线交直线AC于点D,当\(t = \frac{2}{3}\)时,求\(\triangle ADP\)的面积;
(3)过点P作\(PQ\parallel AC\)交抛物线于点Q,连接AQ、CQ,是否存在点P,使\(\triangle ACQ\)的面积与\(\triangle ACP\)的面积相等?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由。
2. 附图
[此处可简单描述一下抛物线与坐标轴交点的大致位置、动点\(P\)在抛物线上的情况等]
二、分析与解答
1. 求抛物线表达式
已知抛物线\(y = ax^{2}+bx 2(a\neq0)\)与\(x\)轴交于\(A(1,0)\)、\(B(3,0)\)两点。
把\(A(1,0)\),\(B(3,0)\)代入\(y = ax^{2}+bx 2\)得:
\(\begin{cases}a + 2=0\\9a + 32 = 0\end{cases}\)
由\(a + 2=0\)可得\(b = 2 a\),将其代入\(9a + 32 = 0\)。
得到\(9a+3(2 a2 = 0\),即\(9a + 3a 2 = 0\)。
\(6a4\),解得\(a \frac{2}{3}\)。
把\(a \frac{2}{3}\)代入\(b = 2 a\),得\(b=\frac{8}{3}\)。
所以抛物线的表达式为\(y \frac{2}{3}x^{2}+\frac{8}{3}x 2\)。
2. 求\(\triangle ADP\)的面积(当\(t=\frac{2}{3}\)时)
先求出直线\(AC\)的表达式,已知\(A(1,0)\),\(C(02)\)。
设直线\(AC\)的表达式为\(y=kx + m\),把\(A(1,0)\),\(C(02)\)代入得\(\begin{cases}k + m=0\\m2\end{cases}\),解得\(k = 2\)。
所以直线\(AC\)的表达式为\(y = 22\)。
当\(t=\frac{2}{3}\)时,点\(P\)的横坐标为\(\frac{2}{3}\),把\(x=\frac{2}{3}\)代入\(y \frac{2}{3}x^{2}+\frac{8}{3}x 2\)得:
\(y \frac{2}{3}\times(\frac{2}{3})^{2}+\frac{8}{3}\times\frac{2}{32\frac{8}{27}+\frac{16}{92=\frac8 + 48 54}{27}\frac{14}{27}\)。
因为\(PD\parallel y\)轴,点\(D\)在直线\(AC\)上,当\(x = \frac{2}{3}\)时,\(y = 2\times\frac{2}{32\frac{2}{3}\)。
所以\(PD=\ver\frac{14}{27\frac{2}{3})\vert=\ver\frac{14 + 18}{27}\vert=\frac{4}{27}\)。
\(S_{\triangle ADP}=\frac{1}{2}\times AD\times PD\),\(AD=\frac{2}{31=\frac{1}{3}\)。
所以\(S_{\triangle ADP}=\frac{1}{2}\times\frac{1}{3}\times\frac{4}{27}=\frac{2}{81}\)。
3. 判断是否存在点\(P\)使\(\triangle ACQ\)的面积与\(\triangle ACP\)的面积相等
因为\(PQ\parallel AC\),所以\(\triangle ACQ\)的面积与\(\triangle ACP\)的面积相等时,\(D\)为\(PQ\)中点。
设点\(P(t\frac{2}{3}t^{2}+\frac{8}{3}t 2)\),则点\(D(t,2t 2)\)。
设点\(Q\)的横坐标为\(m\),则点\(Q(m\frac{2}{3}m^{2}+\frac{8}{3}m 2)\)。
因为\(D\)为\(PQ\)中点,根据中点坐标公式可得:\(\frac{t + m}{2}=t\),解得\(m = t\)。
把\(Q(t\frac{2}{3}t^{2}+\frac{8}{3}t 2)\)代入\(y = 22\)得:
\\frac{2}{3}t^{2}+\frac{8}{3}t 2=22\)。
\\frac{2}{3}t^{2}+\frac{8}{3}t 2t=0\)。
\\frac{2}{3}t^{2}+\frac{2}{3}t = 0\)。
\\frac{2}{3}t(t 1)=0\)。
解得\(t = 0\)(舍去,因为\(0 < t<3\))或\(t = 1\)。
所以存在点\(P\),当\(t = 1\)时,使\(\triangle ACQ\)的面积与\(\triangle ACP\)的面积相等。
三、总结
1. 知识点考查
本题主要考查了二次函数的表达式求解(通过待定系数法利用抛物线与\(x\)轴交点坐标求解)、三角形面积计算(根据坐标求线段长度进而求三角形面积)、平行关系与中点坐标公式在函数中的应用等知识点。
2. 解题思路要点
对于求抛物线表达式,关键是根据已知的与\(x\)轴交点坐标代入解析式建立方程组求解。
在求三角形面积时,要准确找到三角形的底和高,对于动点问题中的三角形,要根据动点坐标求出相关线段长度。
解决面积相等问题时,利用平行关系得到中点这一关键条件,再通过坐标关系建立方程求解。
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