2014泉州市中考數學試卷及答案(4)
26.(14分)(2014•泉州)如圖,直線y=﹣x+3與x,y軸分別交于點A,B,與反比例函數的圖象交于點P(2,1).
(1)求該反比例函數的關系式;
(2)設PC⊥y軸于點C,點A關于y軸的對稱點為A′;
①求△A′BC的周長和sin∠BA′C的值;
②對大于1的常數m,求x軸上的點M的坐標,使得sin∠BMC= .
考點: 反比例函數綜合題;待定系數法求反比例函數解析式;勾股定理;矩形的判定與性質;垂徑定理;直線與圓的位置關系;銳角三角函數的定義
專題: 壓軸題;探究型.
分析: (1)設反比例函數的關系式y= ,然后把點P的坐標(2,1)代入即可.
(2)①先求出直線y=﹣x+3與x、y軸交點坐標,然后運用勾股定理即可求出△A′BC的周長;過點C作CD⊥AB,垂足為D,運用面積法可以求出CD長,從而求出sin∠BA′C的值.
②由于BC=2,sin∠BMC= ,因此點M在以BC為弦,半徑為m的⊙E上,因而點M應是⊙E與x軸的交點.然后對⊙E與x軸的位置關系進行討論,只需運用矩形的判定與性質、勾股定理等知識就可求出滿足要求的點M的坐標.
解答: 解:(1)設反比例函數的關系式y= .
∵點P(2,1)在反比例函數y= 的圖象上,
∴k=2×1=2.
∴反比例函數的關系式y= .
(2)①過點C作CD⊥AB,垂足為D,如圖1所示.
當x=0時,y=0+3=3,
則點B的坐標為(0,3).OB=3.
當y=0時,0=﹣x+3,解得x=3,
則點A的坐標為(3,0),OA=3.
∵點A關于y軸的對稱點為A′,
∴OA′=OA=3.
∵PC⊥y軸,點P(2,1),
∴OC=1,PC=2.
∴BC=2.
∵∠AOB=90°,OA′=OB=3,OC=1,
∴A′B=3 ,A′C= .
∴△A′BC的周長為3 + +2.
∵S△ABC= BC•A′O= A′B•CD,
∴BC•A′O=A′B•CD.
∴2×3=3 ×CD.
∴CD= .
∵CD⊥A′B,
∴sin∠BA′C=
=
= .
∴△A′BC的周長為3 + +2,sin∠BA′C的值為 .
②當1
作經過點B、C且半徑為m的⊙E,
連接CE并延長,交⊙E于點P,連接BP,
過點E作EG⊥OB,垂足為G,
過點E作EH⊥x軸,垂足為H,如圖2①所示.
∵CP是⊙E的直徑,
∴∠PBC=90°.
∴sin∠BPC= = = .
∵sin∠BMC= ,
∴∠BMC=∠BPC.
∴點M在⊙E上.
∵點M在 x軸上
∴點M是⊙E與x軸的交點.
∵EG⊥BC,
∴BG=GC=1.
∴OG=2.
∵∠EHO=∠GOH=∠OGE=90°,
∴四邊形OGEH是矩形.
∴EH=OG=2,EG=OH.
∵1
∴EH>EC.
∴⊙E與x軸相離.
∴x軸上不存在點M,使得sin∠BMC= .
②當m=2時,EH=EC.
∴⊙E與x軸相切.
Ⅰ.切點在x軸的正半軸上時,如圖2②所示.
∴點M與點H重合.
∵EG⊥OG,GC=1,EC=m,
∴EG=
= .
∴OM=OH=EG= .
∴點M的坐標為( ,0).
Ⅱ.切點在x軸的負半軸上時,
同理可得:點M的坐標為(﹣ ,0).
③當m>2時,EH
∴⊙E與x軸相交.
Ⅰ.交點在x軸的正半軸上時,
設交點為M、M′,連接EM,如圖2③所示.
∵∠EHM=90°,EM=m,EH=2,
∴MH=
=
= .
∵EH⊥MM′,
∴MH=M′H.
∴M′H═ .
∵∠EGC=90°,GC=1,EC=m,
∴EG=
=
= .
∴OH=EG= .
∴OM=OH﹣MH= ﹣ ,
∴OM′=OH+HM′= + ,
∴M( ﹣ ,0)、M′( + ,0).
Ⅱ.交點在x軸的負半軸上時,
同理可得:M(﹣ + ,0)、M′(﹣ ﹣ ,0).
綜上所述:當1
當m=2時,滿足要求的點M的坐標為( ,0)和(﹣ ,0);
當m>2時,滿足要求的點M的坐標為( ﹣ ,0)、( + ,0)、(﹣ + ,0)、(﹣ ﹣ ,0).
點評: 本題考查了用待定系數法求反比例函數的關系式、勾股定理、三角函數的定義、矩形的判定與性質、直線與圓的位置關系、垂徑定理等知識,考查了用面積法求三角形的高,考查了通過構造輔助圓解決問題,綜合性比較強,難度系數比較大.由BC=2,sin∠BMC= 聯想到點M在以BC為弦,半徑為m的⊙E上是解決本題的關鍵.
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