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中考数学压轴题分析——等边三角形的存在性

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发表于 2020-7-16 16:53:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
近期很多铜须通过后台发送题目求解等,由于平时较忙,并不能一一回复,望大家见谅!
节前给大家介绍了2019年部分地区中考真题的归类分析,今天继续研究特殊三角形有关的存在性问题。
本题引用自成都2019年中考压轴题,第(3)问为等边三角形的存在性问题。
此类问题出现的频率不高,难度也不是特别大,大家可以了解下。
【中考真题】
(2019·成都)如图,抛物线y=ax2+bx+c经过点A(﹣2,5),与x轴相交于B(﹣1,0),C(3,0)两点.
(3)设P是抛物线上位于对称轴右侧的一点,点Q在抛物线的对称轴上,当△CPQ为等边三角形时,求直线BP的函数表达式.

o3d5wnfu1qs.jpg

o3d5wnfu1qs.jpg

【分析】
本题的难点在于有两个点的位置是变化的,因此不是很好下手。
不过正因为如此,我们可以在对称轴及其右侧的抛物线上面任取两点,与点C连接成三角形。
再利用等边三角形的特殊性质进行求解。
结论为求BP的解析式,因此我们可以设点P的坐标,然后建立列方程求解即可。
具体方法可以按如下方式进行构造:

df51ec0qjcw.jpg

df51ec0qjcw.jpg

将△CHQ绕点C顺时针旋转60°,构造三垂直,建立等量关系。
当然,点P和Q还可以在x轴的下方,分类讨论用类似的方法即可。
下面的答案来源自网络,供大家参考!
【答案】
解:由(2)得抛物线的函数表达式为y=x2﹣2x﹣3.
取(2)中的点C′,D,连接CC′,

pbhro4etdcj.jpg

pbhro4etdcj.jpg

∵BC′=BC,∠C′BC=60°,
∴△C′CB为等边三角形.分类讨论如下:
①当点P在x轴的上方时,点Q在x轴上方,连接BQ,C′P.
∵△PCQ,△C′CB为等边三角形,
∴CQ=CP,BC=C′C,∠PCQ=∠C′CB=60°,
∴∠BCQ=∠C′CP,
∴△BCQ≌△C′CP(SAS),
∴BQ=C′P.
∵点Q在抛物线的对称轴上,
∴BQ=CQ,
∴C′P=CQ=CP,
又∵BC′=BC,
∴BP垂直平分CC′,
由翻折可知BD垂直平分CC′,
∴点D在直线BP上,
设直线BP的函数表达式为y=kx+b,
则0=-k+b,2√3/3=k+b,解得k=√3/3,b=√3/3,
∴直线BP的函数表达式为y=√3/3 x+√3/3.
②当点P在x轴的下方时,点Q在x轴下方.

1hi3uldnbfh.jpg

1hi3uldnbfh.jpg

∵△PCQ,△C′CB为等边三角形,
∴CP=CQ,BC=CC′,∠CC′B=∠QCP=∠C′CB=60°.
∴∠BCP=∠C′CQ,
∴△BCP≌△C′CQ(SAS),
∴∠CBP=∠CC′Q,
∵BC′=CC′,C′H⊥BC,
∴∠CC'Q=1/2∠CC'B=30°.
∴∠CBP=30°,
设BP与y轴相交于点E,
在Rt△BOE中,OE=OB·tan∠CBP=OB·tan30°=1×√3/3=√3/3,
∴点E的坐标为(0,-√3/3).
设直线BP的函数表达式为y=mx+n,
则0=-m+n,-√3/3=n,解得m=-√3/3,n=-√3/3,
∴直线BP的函数表达式为y=-√3/3 x-√3/3.
综上所述,直线BP的函数表达式为y=√3/3 x+√3/3或y=-√3/3 x-√3/3.
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