例题7、(2018年包头市中考数学第26题)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线
与 x 轴交于 A 、 B 两点,(点 A 在点 B 的左侧),与 y 轴交于点 C ,直线 L 经过 A 、C 两点 ,连接 BC 。
(1)求直线 L 的解析式 ;
(2)若直线 x = m (m < 0)与该抛物线在第三象限内交于点 E ,与直线 L 交于点 D ,连接 OD ,当 OD⊥AC 时,求线段 DE 的长 ;
(3)取点 G(0,-1),连接 AG ,在第一象限内的抛物线上,是否存在点 P ,使 ∠BAP = ∠BCO - ∠BAG ?若存在,求出点 P 的坐标;若不存在,请说明理由 。
解题思路:
(1)由抛物线的解析式可以求出点 A 、点 C 的坐标, 从而可以求出直线 L 的函数解析式 ;
(2)根据题意作出合适的辅助线,利用三角形相似和勾股定理来解答本题 ;
(3)根据题意画出相应的图形,利用锐角三角函数求出 ∠OAC = ∠OCB ,然后根据题目中的条件和图形,利用锐角三角函数和勾股定理即可解答本题 。
解答过程:
(1)∵ 抛物线 y = 1/2 x^2 + 3/2 x - 2 ,
∴ 令 y = 0 时 , 解得:x1 = 1 , x2 = 4 ;令 x = 0 时, 解得: y = -2 。
∵ 抛物线 y = 1/2 x^2 + 3/2 x - 2 与 x 轴交于 A 、 B 两点,(点 A 在点 B 的左侧),与 y 轴交于点 C ,
∴ 点 A 的坐标为(-4,0),点B(1,0),点C(0,-2),
设经过 A 、C 两点直线 L 的函数解析式为 y = kx + b ( k ≠ 0 ) , 则有
∴ 直线 L 的函数解析式为 y = -1/2 x - 2 ;
(2)直线 ED 与 x 轴交于点 F ,如图1所示,
由(1)可得:OA = 4 , OC = 2 , ∠AOC = 90° ,
在 Rt△AOC 中,由勾股定理可得:AC = 2√5 ,
∵ OD⊥AC , AO⊥OC ,∠OAD = ∠CAO ,
∴ 1/2 × OA × OC = 1/2 × OD × AC ,OD = 4×2 /(2√5)= 4√5/5 ,
∴ △AOD∽△ACO ,
∴ AD/AO = AO/AC , 即 AD/4 = 4/(2√5) , 解得:AD = 8√5/5 。
又∵ EF⊥x 轴,∠AOC = 90° ,∴ EF∥OC ,
∴ △ADF∽△ACO ,
∴ AF/AO = FD/OC = AD/AC , 解得:AF = 16/5 , DF= 8/5 ,
∴ OF = 4 - 16/5 = 4/5 ,
∴ m = -4/5 ,
∴ EF = 72/25 ,
∴ DE = EF - FD = 72/25 - 8/5 = 32/25 ;
(3)存在点 P ,使 ∠BAP = ∠BCO - ∠BAG 。
理由如下:作 GM⊥AC 于点 M ,作 PN⊥x 轴于点 N ,如图2所示,
∵ 点 A(-4,0),点 B(1,0),点 C(0,-2),
∴ OA = 4 , OB = 1 , OC = 2 ,
∴ ∠OAC = ∠OCB ,
∵ ∠BAP = ∠BCO - ∠BAG (已知条件假设存在),∠GAM = ∠OAC - ∠BAG ,
∴ ∠BAP = ∠GAM ,
∵ 点 G(0,-1),AC = 2√5 , OA = 4 , ∴ OG = GC = 1 ,
解得:GM = 2√5/5 ,
∴ tan∠PAN = 2/9 , ( 前面结论已知 ∠BAP = ∠GAM )
设点 P 的坐标为
∴ P 点的坐标为 (13/9 , 98/81), 即存在点 P(13/9 , 98/81), 使 ∠BAP = ∠BCO - ∠BAG 。
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