题目内容
(2012•义乌市)如图1,已知直线y=kx与抛物线y=-
x2+
交于点A(3,6).
(1)求直线y=kx的解析式和线段OA的长度;
(2)点P为抛物线第一象限内的动点,过点P作直线PM,交x轴于点M(点M、O不重合),交直线OA于点Q,再过点Q作直线PM的垂线,交y轴于点N.试探究:线段QM与线段QN的长度之比是否为定值?如果是,求出这个定值;如果不是,说明理由;
(3)如图2,若点B为抛物线上对称轴右侧的点,点E在线段OA上(与点O、A不重合),点D(m,0)是x轴正半轴上的动点,且满足∠BAE=∠BED=∠AOD.继续探究:m在什么范围时,符合条件的E点的个数分别是1个、2个?

4 |
27 |
22 |
3 |
(1)求直线y=kx的解析式和线段OA的长度;
(2)点P为抛物线第一象限内的动点,过点P作直线PM,交x轴于点M(点M、O不重合),交直线OA于点Q,再过点Q作直线PM的垂线,交y轴于点N.试探究:线段QM与线段QN的长度之比是否为定值?如果是,求出这个定值;如果不是,说明理由;
(3)如图2,若点B为抛物线上对称轴右侧的点,点E在线段OA上(与点O、A不重合),点D(m,0)是x轴正半轴上的动点,且满足∠BAE=∠BED=∠AOD.继续探究:m在什么范围时,符合条件的E点的个数分别是1个、2个?

分析:(1)利用待定系数法求出直线y=kx的解析式,根据A点坐标用勾股定理求出线段OA的长度;
(2)如答图1,过点Q作QG⊥y轴于点G,QH⊥x轴于点H,构造相似三角形△QHM与△QGN,将线段QM与线段QN的长度之比转化为相似三角形的相似比,即
=
=
=tan∠AOM=2为定值.需要注意讨论点的位置不同时,这个结论依然成立;
(3)由已知条件角的相等关系∠BAE=∠BED=∠AOD,可以得到△ABE∽△OED.设OE=a,则由相似边的比例关系可以得到m关于x的表达式m=-
a2+
a(0<a<3
),这是一个二次函数.借助此二次函数图象(如答图3),可见m在不同取值范围时,a的取值(即OE的长度,或E点的位置)有1个或2个.这样就将所求解的问题转化为分析二次函数的图象与性质问题.
另外,在相似三角形△ABE与△OED中,运用线段比例关系之前需要首先求出AB的长度.如答图2,可以通过构造相似三角形,或者利用一次函数(直线)的性质求得AB的长度.
(2)如答图1,过点Q作QG⊥y轴于点G,QH⊥x轴于点H,构造相似三角形△QHM与△QGN,将线段QM与线段QN的长度之比转化为相似三角形的相似比,即
QM |
QN |
QH |
QG |
QH |
OH |
(3)由已知条件角的相等关系∠BAE=∠BED=∠AOD,可以得到△ABE∽△OED.设OE=a,则由相似边的比例关系可以得到m关于x的表达式m=-
1 |
5 |
3
| ||
5 |
5 |
另外,在相似三角形△ABE与△OED中,运用线段比例关系之前需要首先求出AB的长度.如答图2,可以通过构造相似三角形,或者利用一次函数(直线)的性质求得AB的长度.
解答:解:(1)把点A(3,6)代入y=kx 得;
∵6=3k,
∴k=2,
∴y=2x.(2分)
OA=
=3
.…(3分)
(2)
是一个定值,理由如下:
如答图1,过点Q作QG⊥y轴于点G,QH⊥x轴于点H.
①当QH与QM重合时,显然QG与QN重合,
此时
=
=
=tan∠AOM=2;
②当QH与QM不重合时,
∵QN⊥QM,QG⊥QH
不妨设点H,G分别在x、y轴的正半轴上,
∴∠MQH=∠GQN,
又∵∠QHM=∠QGN=90°
∴△QHM∽△QGN…(5分),
∴
=
=
=tan∠AOM=2,
当点P、Q在抛物线和直线上不同位置时,同理可得
=2. …(7分)①①
(3)如答图2,延长AB交x轴于点F,过点F作FC⊥OA于点C,过点A作AR⊥x轴于点R
∵∠AOD=∠BAE,
∴AF=OF,
∴OC=AC=
OA=
∵∠ARO=∠FCO=90°,∠AOR=∠FOC,
∴△AOR∽△FOC,
∴
=
=
=
,
∴OF=
×
=
,
∴点F(
,0),
设点B(x,-
x2+
),
过点B作BK⊥AR于点K,则△AKB∽△ARF,
∴
=
,
即
=
,
解得x1=6,x2=3(舍去),
∴点B(6,2),
∴BK=6-3=3,AK=6-2=4,
∴AB=5 …(8分);
(求AB也可采用下面的方法)
设直线AF为y=kx+b(k≠0)把点A(3,6),点F(
,0)代入得
k=-
,b=10,
∴y=-
x+10,
∴
,
∴
(舍去),
,
∴B(6,2),
∴AB=5…(8分)
(其它方法求出AB的长酌情给分)
在△ABE与△OED中
∵∠BAE=∠BED,
∴∠ABE+∠AEB=∠DEO+∠AEB,
∴∠ABE=∠DEO,
∵∠BAE=∠EOD,
∴△ABE∽△OED.…(9分)
设OE=a,则AE=3
-a(0<a<3
),
由△ABE∽△OED得
=
,
∴
=
,
∴m=
a(3
-a)=-
a2+
a(0<a<3
),
∴顶点为(
,
)
如答图3,当m=
时,OE=a=
,此时E点有1个;
当0<m<
时,任取一个m的值都对应着两个a值,此时E点有2个.
∴当m=
时,E点只有1个…(11分)
当0<m<
时,E点有2个…(12分).
∵6=3k,
∴k=2,
∴y=2x.(2分)
OA=
32+62 |
5 |
(2)
QM |
QN |

如答图1,过点Q作QG⊥y轴于点G,QH⊥x轴于点H.
①当QH与QM重合时,显然QG与QN重合,
此时
QM |
QN |
QH |
QG |
QH |
OH |
②当QH与QM不重合时,
∵QN⊥QM,QG⊥QH
不妨设点H,G分别在x、y轴的正半轴上,
∴∠MQH=∠GQN,
又∵∠QHM=∠QGN=90°
∴△QHM∽△QGN…(5分),
∴
QM |
QN |
QH |
QG |
QH |
OH |
当点P、Q在抛物线和直线上不同位置时,同理可得
QM |
QN |
(3)如答图2,延长AB交x轴于点F,过点F作FC⊥OA于点C,过点A作AR⊥x轴于点R
∵∠AOD=∠BAE,

∴AF=OF,
∴OC=AC=
1 |
2 |
3 |
2 |
5 |
∵∠ARO=∠FCO=90°,∠AOR=∠FOC,
∴△AOR∽△FOC,
∴
OF |
OC |
AO |
OR |
3
| ||
3 |
5 |
∴OF=
3 |
2 |
5 |
5 |
15 |
2 |
∴点F(
15 |
2 |
设点B(x,-
4 |
27 |
22 |
3 |
过点B作BK⊥AR于点K,则△AKB∽△ARF,
∴
BK |
FR |
AK |
AR |
即
x-3 |
7.5-3 |
6-(-
| ||||
6 |
解得x1=6,x2=3(舍去),
∴点B(6,2),
∴BK=6-3=3,AK=6-2=4,
∴AB=5 …(8分);
(求AB也可采用下面的方法)
设直线AF为y=kx+b(k≠0)把点A(3,6),点F(
15 |
2 |
k=-
4 |
3 |
∴y=-
4 |
3 |
∴
|
∴
|
|
∴B(6,2),
∴AB=5…(8分)
(其它方法求出AB的长酌情给分)
在△ABE与△OED中
∵∠BAE=∠BED,
∴∠ABE+∠AEB=∠DEO+∠AEB,
∴∠ABE=∠DEO,
∵∠BAE=∠EOD,
∴△ABE∽△OED.…(9分)
设OE=a,则AE=3
5 |
5 |

由△ABE∽△OED得
AE |
AB |
OD |
OE |
∴
3
| ||
5 |
m |
a |
∴m=
1 |
5 |
5 |
1 |
5 |
3
| ||
5 |
5 |
∴顶点为(
3 |
2 |
5 |
9 |
4 |
如答图3,当m=
9 |
4 |
3 |
2 |
5 |
当0<m<
9 |
4 |
∴当m=
9 |
4 |
当0<m<
9 |
4 |
点评:本题是中考压轴题,难度较大,解题核心是相似三角形与抛物线的相关知识,另外也考查了一次函数、勾股定理等重要知识点.解题的难点在于转化思想的运用,本题第(2),(3)问都涉及到了问题的转化,要求同学们能够将所求解的问题转化为常见的数学问题,利用自己所熟悉的数学知识去解决问题,否则解题时将不知道从何下手而导致失分.

练习册系列答案
相关题目