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文檔簡介
重點中考數(shù)學(xué)試題解析集中考數(shù)學(xué),作為檢驗初中階段數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)成果的關(guān)鍵一環(huán),其試題的綜合性與導(dǎo)向性一直備受關(guān)注。本解析集旨在通過對若干重點題型的深度剖析,幫助同學(xué)們洞悉命題思路,掌握解題技巧,提升應(yīng)試能力。我們將避開簡單的知識點羅列,力求從解題策略與思維方法層面給予啟發(fā),希望能為大家的備考之路提供切實的助力。一、函數(shù)綜合題:動態(tài)變化中的數(shù)量關(guān)系函數(shù)是貫穿初中數(shù)學(xué)的主線,也是中考的重頭戲。其中,二次函數(shù)與幾何圖形結(jié)合的動態(tài)問題,常常作為壓軸題出現(xiàn),考驗學(xué)生綜合運用知識的能力。例題1:已知拋物線$y=ax^2+bx+c$經(jīng)過點$A(-1,0)$,$B(3,0)$,與$y$軸交于點$C$,且$OC=3$。點$P$是線段$BC$上的一個動點(不與點$B$重合),過點$P$作$PD\parallely$軸,交拋物線于點$D$,設(shè)點$P$的橫坐標(biāo)為$m$。(1)求拋物線的解析式;(2)用含$m$的代數(shù)式表示線段$PD$的長,并求出線段$PD$的最大值;(3)在點$P$運動過程中,是否存在點$D$,使得$\triangleBPD$是等腰直角三角形?若存在,求出$m$的值;若不存在,說明理由。解析:(1)求拋物線解析式,通常可采用待定系數(shù)法。題目給出了拋物線與$x$軸的兩個交點$A(-1,0)$和$B(3,0)$,這提示我們可以使用交點式,即$y=a(x+1)(x-3)$。又知拋物線與$y$軸交于點$C$,且$OC=3$,則點$C$的坐標(biāo)為$(0,3)$或$(0,-3)$。我們先將點$(0,3)$代入交點式:$3=a(0+1)(0-3)$,解得$a=-1$。再考慮點$(0,-3)$的情況:$-3=a(0+1)(0-3)$,解得$a=1$。那么,拋物線的解析式是$y=-x^2+2x+3$還是$y=x^2-2x-3$呢?這需要結(jié)合后續(xù)問題來判斷,或者題目是否隱含了開口方向的信息。通常情況下,若后續(xù)涉及線段長度為正,且點$P$在線段$BC$上,我們可以先假設(shè)一個,比如$C$點在$y$軸正半軸,即$y=-x^2+2x+3$。若后續(xù)推導(dǎo)出現(xiàn)矛盾,則再考慮另一種情況。這里我們先按$C(0,3)$進行,即$y=-x^2+2x+3$。(2)點$P$在線段$BC$上,橫坐標(biāo)為$m$。首先需要求出直線$BC$的解析式。已知$B(3,0)$,$C(0,3)$,設(shè)直線$BC$的解析式為$y=kx+b$,代入可得:$\begin{cases}3k+b=0\\b=3\end{cases}$,解得$k=-1$,$b=3$。所以直線$BC$:$y=-x+3$。因此,點$P$的坐標(biāo)為$(m,-m+3)$。因為$PD\parallely$軸,交拋物線于點$D$,所以點$D$的橫坐標(biāo)也為$m$,代入拋物線解析式得$D$點坐標(biāo)為$(m,-m^2+2m+3)$。線段$PD$的長,即為點$D$與點$P$縱坐標(biāo)差的絕對值。由于點$D$在點$P$上方(可通過畫圖或代入$m$值檢驗,例如$m=0$時,$D(0,3)$,$P(0,3)$,$PD=0$;$m=1$時,$D(1,4)$,$P(1,2)$,$PD=2$,故$D$在$P$上方),所以$PD=(-m^2+2m+3)-(-m+3)=-m^2+3m$。要求$PD$的最大值,這是一個二次函數(shù)求最值問題。$PD=-m^2+3m$,其中$a=-1<0$,拋物線開口向下,對稱軸為$m=-\frac{3}{2\times(-1)}=\frac{3}{2}$。又因為點$P$在線段$BC$上(不與點$B$重合),所以$m$的取值范圍是$0\leqm<3$。對稱軸$m=\frac{3}{2}$在此范圍內(nèi),所以當(dāng)$m=\frac{3}{2}$時,$PD$取得最大值,最大值為$-(\frac{3}{2})^2+3\times\frac{3}{2}=\frac{9}{4}$。(3)要判斷是否存在點$D$使得$\triangleBPD$是等腰直角三角形。首先,$\triangleBPD$的三個頂點為$B(3,0)$,$P(m,-m+3)$,$D(m,-m^2+2m+3)$。已知$PD\parallely$軸,所以$\angleDPB$或$\anglePDB$可能為直角(因為$PD$垂直于水平線,而$PB$是斜線)。情況一:以點$P$為直角頂點。則$PD=PB$,且$PD\perpPB$。因為$PD\parallely$軸,所以$PB$應(yīng)平行于$x$軸,即點$P$的縱坐標(biāo)與點$B$的縱坐標(biāo)相等。但點$B$的縱坐標(biāo)為$0$,點$P$的縱坐標(biāo)為$-m+3$,令$-m+3=0$,得$m=3$,此時點$P$與點$B$重合,不符合題意,故舍去。情況二:以點$D$為直角頂點。則$DP=DB$,且$DP\perpDB$。$DP=PD=-m^2+3m$(已求)。$DB$的長度:點$D(m,-m^2+2m+3)$,點$B(3,0)$。因為$DP\parallely$軸,所以$DB$應(yīng)平行于$x$軸,即點$D$的縱坐標(biāo)與點$B$的縱坐標(biāo)相等,為$0$。令$-m^2+2m+3=0$,解得$m=3$或$m=-1$。$m=3$時$D$與$B$重合;$m=-1$時,點$P$的橫坐標(biāo)為$-1$,但線段$BC$的$x$范圍是$0\leqm<3$,故$m=-1$不在此范圍內(nèi),舍去。情況三:以點$B$為直角頂點。則$BP=BD$,且$BP\perpBD$。先求$BP$和$BD$的長度,以及向量$BP$和向量$BD$的數(shù)量積為零(或斜率乘積為$-1$)。點$P(m,-m+3)$,點$B(3,0)$,點$D(m,-m^2+2m+3)$。向量$BP=(m-3,-m+3)$,向量$BD=(m-3,-m^2+2m+3)$。因為$BP\perpBD$,所以$(m-3)(m-3)+(-m+3)(-m^2+2m+3)=0$。提取公因式$(m-3)$:$(m-3)[(m-3)+(-m+3)(-m+2+\frac{3}{-m+3})]$……嗯,或許直接展開計算更穩(wěn)妥。$(m-3)^2+(-m+3)(-m^2+2m+3)=0$注意到$(-m+3)=-(m-3)$,代入上式:$(m-3)^2-(m-3)(-m^2+2m+3)=0$提取公因式$(m-3)$:$(m-3)[(m-3)-(-m^2+2m+3)]=0$化簡括號內(nèi):$m-3+m^2-2m-3=m^2-m-6$所以$(m-3)(m^2-m-6)=0$解得$m=3$(舍去,與$B$重合),或$m^2-m-6=0$,即$(m-3)(m+2)=0$,$m=3$(舍去)或$m=-2$。$m=-2$是否在線段$BC$上?線段$BC$的$m$范圍是$0\leqm<3$,所以$-2$不在此范圍內(nèi),舍去。情況四:是否存在$PD=PB$且$\angleP$為直角的其他可能?剛才考慮的是以$P$為直角頂點時$PB$平行于$x$軸,或許思路過于局限??梢杂霉垂啥ɡ怼H?\angleP$為直角,則$PD^2+PB^2=BD^2$。$PD^2=(-m^2+3m)^2$$PB^2=(m-3)^2+(-m+3)^2=(m-3)^2+(m-3)^2=2(m-3)^2$$BD^2=(m-3)^2+(-m^2+2m+3-0)^2=(m-3)^2+(-m^2+2m+3)^2$代入$PD^2+PB^2=BD^2$:$(-m^2+3m)^2+2(m-3)^2=(m-3)^2+(-m^2+2m+3)^2$化簡:$(-m^2+3m)^2+(m-3)^2=(-m^2+2m+3)^2$令$t=-m^2+2m+3$,則$-m^2+3m=t+m$所以$(t+m)^2+(m-3)^2=t^2$展開:$t^2+2mt+m^2+m^2-6m+9=t^2$化簡:$2mt+2m^2-6m+9=0$將$t=-m^2+2m+3$代入:$2m(-m^2+2m+3)+2m^2-6m+9=0$$-2m^3+4m^2+6m+2m^2-6m+9=0$$-2m^3+6m^2+9=0$$2m^3-6m^2-9=0$此三次方程在$0\leqm<3$范圍內(nèi)是否有解?嘗試$m=2$:$16-24-9=-17<0$;$m=3$:$54-54-9=-9<0$;$m=0$:$-9<0$。似乎無正根,故此種情況不存在。情況五:以$B$為直角頂點,$BP=BD$。$BP^2=2(m-3)^2$,$BD^2=(m-3)^2+(-m^2+2m+3)^2$令$BP^2=BD^2$:$2(m-3)^2=(m-3)^2+(-m^2+2m+3)^2$化簡:$(m-3)^2=(-m^2+2m+3)^2$開方:$m-3=\pm(-m^2+2m+3)$子情況1:$m-3=-m^2+2m+3$→$m^2-m-6=0$→$m=3$或$m=-2$(均舍去)子情況2:$m-3=m^2-2m-3$→$m^2-3m=0$→$m(m-3)=0$→$m=0$或$m=3$($m=3$舍去)$m=0$時,點$P$與點$C$重合,$P(0,3)$,$D(0,3)$,此時$PD=0$,$\triangleBPD$退化為一點,不符合題意。綜上,在點$P$運動過程中,不存在符合條件的點$D$使得$\triangleBPD$是等腰直角三角形。點評:本題綜合考查了二次函數(shù)解析式的確定、二次函數(shù)最值、等腰直角三角形的存在性探究。第(3)問是難點,需要同學(xué)們具備分類討論的思想,清晰地考慮到直角頂點的不同情況,并結(jié)合圖形的幾何性質(zhì)(如平行線的斜率關(guān)系、勾股定理、向量數(shù)量積等)進行計算和推理。在計算過程中,要特別注意點的坐標(biāo)范圍,及時舍去不合題意的解。---二、幾何綜合題:圓與三角形的邂逅幾何綜合題往往涉及多個圖形的性質(zhì)與判定,尤其以圓為背景的題目,常與三角形、四邊形等結(jié)合,對學(xué)生的邏輯推理能力要求較高。例題2:如圖,在$\triangleABC$中,$AB=AC$,以$AB$為直徑的$\odotO$交$BC$于點$D$,過點$D$作$DE\perpAC$,垂足為$E$。(1)求證:$DE$是$\odotO$的切線;(2)若$\angleBAC=120^\circ$,$AB=2$,求$DE$的長。解析:(1)要證$DE$是$\odotO$的切線,常規(guī)思路是“連半徑,證垂直”。即連接$OD$,證明$OD\perpDE$。已知$AB=AC$,所以$\triangleABC$是等腰三角形,$\angleB=\angleC$。因為$OB=OD$(均為半徑),所以$\triangleOBD$也是等腰三角形,$\angleB=\angleODB$。因此,$\angleODB=\angleC$,根據(jù)“同位角相等,兩直線平行”,可得$OD\parallelAC$。又因為$DE\perpAC$,所以$DE\perpOD$(如果一條直線垂直于一組平行線中的一條,那么它也垂直于另一條)。因為$OD$是$\odotO$的半徑,且$DE\perpOD$,所以$DE$是$\odotO$的切線。(2)已知$\angleBAC=120^\circ$,$AB=2$,求$DE$的長。因為$AB$是$\odotO$的直徑,所以$AB=2$,則半徑$OA=OB=1$。連接$AD$,因為$AB$是直徑,所以$\angleADB=90^\circ$(直徑所對的圓周角是直角),即$AD\perpBC$。在等腰$\triangleABC$中,$AD$既是高,也是中線和角平分線。所以$\angleBAD=\angleCAD=\frac{1}{2}\angleBAC=60^\circ$,$BD=DC$。在$Rt\triangleABD$中,$\angleBAD=60^\circ$,$AB=2$,所以$AD=AB\cdot\cos60^\circ=2\times\frac{1}{2}=1$,$BD=AB\cdot\sin60^\circ=2\times\frac{\sqrt{3}}{2}=\sqrt{3}$,所以$BC=2\sqrt{3}$。接下來求$DE$。$DE$是$Rt\triangle
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