「初中數學」相似三角形與函數的綜合應用

「初中數學」相似三角形與函數的綜合應用

相似三角形與函數的綜合題綜合性較強,是中考壓軸題之一,解題時常運到方程思想,分類思想進行解答.

一.相似三角形與一次函數的綜合

1.如圖,在平面直角座標系中,直線y=一x+3與x軸交於點C,與直線AD交於點A(4/3,5/3),點D的座標為(0,1).

(1)求直線AD對應的函數解析式;

(2)直線AD與x軸交於點B,若點E是直線AD上一動點(不與點B重合),當△BOD與△BCE相似時,求點E的座標.

「初中數學」相似三角形與函數的綜合應用

【分析】(1)由A,D兩點利用待定係數法可求直線AD對應的函數解析式為y=x/2+1.

(2)首先△BOD是直角三角形,要使△BCE與△BOD相似,則△BCE必是直角三角形,而∠B共用,所以可分∠BEC與∠BCE兩種情況討論,如圖

「初中數學」相似三角形與函數的綜合應用

由(1)知直線AD的解析式為y=x/2+1,∴可得B點座標為(一2,0),由於直線AC的解析式為y=一x+3,∴可得C點座標為(3,0),∴BC=5,設E點座標為(x,x/2+1),

①當E1C⊥BC時,△BOD∽△E1BC,此時點C和點E1橫座標相同,將x=3代入y=x/2+1,解得y=5/2,∴E1(3,5/2).

②當CE2⊥AD時,△BOD∽△BE2C,過點E2作E2F⊥x軸於點F,易知∠E2BF=∠CE2F,∴.△E2BF∽△CE2F,∴E2F/BF=CF/E2F,即E2F²=CF×BF,∴(x/2+1)²=(3一x)(x+2),解得x1=2,x2=一2(捨去),∴E2(2,2).

綜上所述,點E座標為(3,5/2)或(2,2)

2.如圖,在平面直角座標系中,A(0,6),B(8,0),動點P從A點開始在線段AO上以每秒1個單位長度的速度向點O移動,同時動點Q從點B開始在線段BA上以每秒2個單位長度的速度向點A移動,設點P,Q移動的時間為t(s).

(1)求直線AB對應的函數解析式;

(2)當t為何值時,△APQ與△AOB相似?

「初中數學」相似三角形與函數的綜合應用

【分析】(1)設出直線AB的函數解析式y=Kx+b,用待定係數法可求出,為y=一3x/4+6.

(2)由於∠BAO是△APQ和△AOB的公共角,所以AP,AQ和AO,AB,對應邊的比有兩種情況,分類求出t的值.由AO=6,BO=8,可得AB=10,則AP=t,AQ=10一2t,如圖,

「初中數學」相似三角形與函數的綜合應用

①如圖①,當AP/AO=AQ/AB時,△APQ∽△AOB,∴t/6=(10一2t)/10,解得t=30/11.

②如圖②,當AP/AB=AQ/AO時,△AQP∽△AOB,∴t/10=(10一2t)/6,解得t=50/13.

綜上可得,當t=30/11或50/13時,△APQ與△AOB相似.

二.相似三角形與二次函數的綜合

3.如圖,直線y=2x+2與x軸交於點A,與y軸交於點B,把△AOB沿y軸翻折,點A落到點C,過點B的拋物線y=一x²+bx+C與直線BC交於點D(3,一4).

(1)求直線BD和拋物線對應的函數解析式.

(2)在第一象限內的拋物線上,是否存在一點M,作MN垂直於x軸,垂足為點N,使得以M,O,N為頂點的三角形與△BOC相似?若存在,求出點M的座標;若不存在,說明理由.

「初中數學」相似三角形與函數的綜合應用

【分析】(1)由直線y=2x+2與y軸交於B點,可得B點座標為(0,2),與X軸交於A點,可得A點座標為(一1,0),又C點與A點關於y軸對稱,可得C點座標為(1,0),又D點座標為(3,一4)∴可得直線BD的解析式為y=一2x+2,把B(0,2),D(一3,4)代入y=一x²+bx+c,可得拋物線對應的函數解析式為y=一x²+x+2.

(2)由於M點在第一象限,且MN⊥x軸於N,∴△MON與△BOC相似有兩種情況,如圖

「初中數學」相似三角形與函數的綜合應用

①如圖①,當△MON∽△BCO時,ON/OC=MN/OB,即ON/1=MN/2,∴MN=2ON,設ON=a,則MN=2a,∴M點座標為(a,2a),代入拋物線解析式,得一a²+a+2=2a,解得a1=一2(不合題意,捨去),a2=1,∴M(1,2).

②如圖②,當△MON∽△CBO時,ON/OB=MN/OC,即ON/2=MN/1,∴MN=ON/2,設ON=b,MN=b/2,∴M點座標為(b,b/2),代入拋物線的解析式得,一b²+b+2=b/2,解得b1=1/4一√33/4(不合題意,捨去),b2=1/4十√33/4,∴M(1/4十√33/4,1/8+√33/8),所以存在這樣的點M(1,2)或(1/4+√33/4,1/8+√33/8).

4.如圖所示,已知點A(一2,4)和點B(1,0)都在拋物線y=mx²+2mx+n上.

(1)求m,n;

(2)向右平移拋物線,記平移後點A的對應點為A',點B的對應點為B',若四邊形AA'B'B為菱形,求平移後拋物線的表達式;

(3)記平移後拋物線的對稱軸與直線AB'的交點為C,試在x軸上找一D,使得以點B'、C、D為頂點的三角形與△ABC相似.

「初中數學」相似三角形與函數的綜合應用

【分析】(1)將A(一2,4)和B(1,0)代入拋物線解析式y=mx²+2mx+n,得出m=一4/3,n=4.

(2)由於四邊形AA'B'B是菱形,則AA'=BB'=AB=5,由拋物線解析式y=一4x²/3一8/3x+4=一4/3(x+1)²+16/3,∴向右平移5個單位的拋物線解析式為y'=一4/3(x一4)²+16/3.

「初中數學」相似三角形與函數的綜合應用

(3)設D(x,0),依題意得,C(4,1),AB=5,AC=3√5,BC=√10,B'C=√5,∵∠A=∠BB'A,所以分兩種情況,如圖,

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①△ABC∽△B'CD時,記D為D1,∠ABC=∠B'CD1,B'D=6一x,由AB/B'C=AC/B'D,得5/√5=3√5/(6一x),解得x=3,∴D1(3,0).

②△ABC∽△B'DC時,記D為D2,AB/B'D=AC/B'C,5/(6一x)=3√5/√5,解得x=13/3,∴D2(13/3,0).

綜上所知,D點座標為(3,0)或(13/3,0).

三.相似三角形與反比例函數的綜合

5.如圖,矩形OABC的頂點A,C分別在x軸和y軸上,點B的座標為(2,3),雙曲線y=K/x(x>0)經過BC的中點D,且與AB交於點E,連接DE.

(1)求K的值及點E的座標;

(2)若點F是OC邊上一點,且△FBC∽△DEB,求直線FB對應的函數解析式.

「初中數學」相似三角形與函數的綜合應用

【分析】(1)由B點座標(2,3)可知D點座標為(1,3),∴K=1×3=3,則雙曲線解析式為y=3/x,∵E在AB上,∴其橫座標為2,又E在雙曲線上,∴可得縱標為3/2,∴E點座標為(2,3/2).

(2)由於D是BC的中點,可知BD=1,又可知BE=AB一AE=3一3/2=3/2,CB=2,∵△FBC∽△DEB,∴BD/CF=BE/CB,∴CF=4/3,∴OF=5/3,∴F點座標為(0,5/3),則可求FB的解析式為y=2x/3+5/3.

6.如圖,在矩形OABC中,OA=3,OC=5,分別以OA,OC所在直線為x軸,y軸建立平面直角座標系,D是BC上的一個動點(不與C,B重合),反比例函數y=K/x(K>0)的圖象經過點D,且與邊BA交於點E,連接DE.

(1)連接OE,若△EOA的面積是2,則K的值是多少?

(2)連接CA,DE與CA是否平行?說明理由.

(3)是否存在點D,使得點B關於DE的對稱點在OC上?若存在,求出點D的座標;若不存在,說明理由.

「初中數學」相似三角形與函數的綜合應用

【分析】(1)由△EOA的面積為2,∴|K|/2=2,∴K=±4,又∵K>0,∴K=4.

(2)如圖,要分析DE是否與CA平行,從條件看,用相似合理,況且由於D,E兩點都在雙曲線上,K相等,從圖看,CD×AB=OA(或BC)×AE=|K|,即CD:BC=AE/AB,為相似提供了條件(這一點同學們一定要牢記).

「初中數學」相似三角形與函數的綜合應用

設D點座標為(K/5,5),E點座標為(3,K/3),則CD:CB=K/5:3=K:15,AE:AB=K/3:5=K:15,∴CD:CB=AE:AB,∴BD:CB=BE:AB,又∠DBE=∠CBA,∴△BDE∽△BCA,∴∠BDE=∠BCA,∴DE∥AC.

(3)假設存在點D,使得點B關於DE的對稱點F在OC上,過E點作EG⊥OC於G,如圖

「初中數學」相似三角形與函數的綜合應用

出現了K型圖,易知△CDF∽△GFE,此時FD=BD,EF=BE,設D點座標為(K/5,5),E點座標為(3,K/3),由(2)知,CA∥DE,BD:CD=BE:AE,∴BD:BE=CD:AE=3:5,設CD=3t,AE=5t,而△CDF∽∴GFE,∴CD:GF=DF:EF=CF:GE=BD:BE=3:5,∴可得GF=5CD/3=15t/3,CF=3GE/5=9/5,∴GF+CF+OG=15t/3+9/5+5t=5,解得t=8/25,∴CD=3t=24/25,這樣通過建立方程求出CD,說明存在符合條件的D點,D點座標為(24/25,5).


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