☉江蘇省泗陽縣實驗初級中學 朱宜新
中考數(shù)學壓軸題,涉及知識點多,解答過程運用多種數(shù)學思想方法,具有一定的綜合性、選拔性.這種題型多采用“組合型”的結(jié)構(gòu)形式,搞清“組合型”壓軸題中總條件與分題間及分題與分題間的結(jié)構(gòu)關(guān)系,對于題目的圓滿解決是十分必要的,根據(jù)題目的結(jié)構(gòu)關(guān)系,壓軸題常分為下列三種類型.
“串聯(lián)式”結(jié)構(gòu)的壓軸題,除了總條件“統(tǒng)領(lǐng)”全題外,前一個分題的結(jié)論,可以作為后一個分題的條件來使用,沒有前一分題解(證)的結(jié)論,就無法解(證)下一個分題.
它的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示.
圖1
例1 (2012年山東臨沂市中考)如圖2,點A在x軸上,OA=4,將線段OA繞點O順時針旋轉(zhuǎn)120°至OB的位置.
(1)求點B的坐標;
(2)求經(jīng)過點A、O、B的拋物線的解析式;
(3)在此拋物線的對稱軸上,是否存在點P,使得以點P、O、B為頂點的三角形是等腰三角形?若存在,求點P的坐標;若不存在,請說明理由.
分析:本題融合了函數(shù)解析式的確定、等腰三角形的判定等知識.主要考查了學生的閱讀理解能力、分類討論能力、邏輯推理能力,難度較大,具有一定的選拔功能.
解:(1) 如圖2,過點B作BC⊥x軸,垂足為C,則∠BCD=90°.
因為∠AOB=120°,所以∠BOC=60°.
又因為OA=OB=4,
圖2
所以點B的坐標是(-2,-2).
(2)因為拋物線過原點O和點A、B,所以可設(shè)拋物線的解析式為y=ax2+bx.
(3)存在,如圖2,拋物線的對稱軸是x=2,直線x=2與x軸的交點為D,設(shè)點P的坐標為(2,y).
①若OB=OP,則22+y2=42,解得y=±2.
當y=2時,在Rt△POD中,∠PDO=90°,sin∠POD=,所以∠POD=60°.
所以∠POB=∠POD+∠AOB=60°+120°=180°.
即P、O、B三點在同一條直線上,所以y=2不合題意,舍去.
所以點P的坐標為(2,-2).
②若OB=PB,則42+(y+2)2=42,解得y=-2.
所以點P的坐標為(2,-2).
③若OP=BP,則22+y2=42+(y+2)2,解得y=-2.
所以點P的坐標為(2,-2).
綜上,符合條件的點P只有1個,其坐標為(2,-2).
點評:由于“串聯(lián)式”結(jié)構(gòu)的壓軸題上下呈承接關(guān)系,所以需強調(diào)解題的正確性,顯然如前一分題解答有誤,則解答以后幾個分題,將會勞而無功,另外這種題型若前一分題不會解(證),亦可拿前一分題的結(jié)論來解(證)下一分題,結(jié)果仍然有效.
“并聯(lián)式”結(jié)構(gòu)的壓軸題,總條件“統(tǒng)領(lǐng)”每一個分題,但每一個分題卻又是“獨立”,呈并列關(guān)系,它的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示.
圖3
例2 (2012年寧夏回族自治區(qū)中考)如圖4,在矩形ABCD中,AB=2,AD=3,P是BC上的任意一點(P與B、C不重合),過點P作AP⊥PE,垂足為P,PE交CD于點E.
(1)連接AE,當△APE與△ADE全等時,求BP的長;
(2)若設(shè)BP為x,CE為y,試確定y與x的函數(shù)關(guān)系式,當x取何值時,y有最大值?最大值是多少?
(3)連接BD,若PE∥BD,試求出此時BP的長.
分析:本題綜合考查了利用二次函數(shù)求最值、相似三角形、一元二次方程等知識.
解:(1)因為△APE≌△ADE,所以AP=AD=3.
圖4
在Rt△ABP中
(2)因為AP⊥PE,所以Rt△ABP∽Rt△PCE,
若PE∥BD,則△CPE∽△CBD.
整理得3x2-13x+12=0,
點評:本題的三個分題除總條件不變外,分題的條件各不相同,所以前一個分題的結(jié)果不能成為后一分題的條件,這種結(jié)構(gòu)的壓軸題,做對任何一分題都是有效的,都能得分,即使前一分題不會做或做錯了,也不影響下一分題的解答或得分.
“混聯(lián)式”結(jié)構(gòu)的壓軸題,除總條件仍“統(tǒng)領(lǐng)”每一個分題外,有的分題也“統(tǒng)領(lǐng)”下一個分題,分題與分題間既有承接關(guān)系,又有并列關(guān)系.它的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示.
圖5
(1)求拋物線的解析式;
圖6
(3)設(shè)點M在y軸上,∠OMB+∠OAB=∠ACB,求AM的長.
分析:本題考查了二次函數(shù)的性質(zhì)、平移、相似三角形等知識.第(1)問將A、B兩點坐標代入即可求該拋物線的解析式.第(2)問先求出直線AB、AC的解析式,再根據(jù)平移條件,表示出平移后的二次函數(shù)的解析式,用含m的代數(shù)式表示出其頂點坐標,將坐標代入直線AB、AC的解析式中,即得到兩個極端值,從而確定點P在△ABC內(nèi)時m的取值范圍.第(3)問先在OA上取點N,使得∠ONB=∠ACB,所以只需使∠NBA=∠OMB即可,從而確定在y軸的正負半軸上都有一個符合條件的M點,然后證△ABN與△AMB相似,通過相關(guān)比例線段求出AM的長.
(2)由題意得,新拋物線的解析式可表示為
它的頂點坐標P(1-m,-1),由(1)的拋物線解析式可得C(4,0),那么直線AB的解析式為y=-2x-4,直線AC的解析式為y=x-4.
當點P在直線AC上時,(1-m)-4=-1,解得m=-2.
(3)由A(0,-4)、C(4,0)得OA=OC=4,且△OAC是等腰直角三角形.
如圖6,在OA上取ON=OB=2,則∠ONB=∠ACB=45°.
所以∠ONB=∠NBA+∠CAB=∠ACB=∠OMB+∠OAB,即∠OMB=∠NBA.
在△ABN1、△AM1B中,∠BAN=∠M1AB,∠ABN=AM1B,所以△ABN∽△AM1B.
所以AB2=AN·AM1,
易得AB2=(-2)2+42=20.
AN=OA-ON=4-2=2,
所以AM1=20÷2=10.
所以DM1=AM1-OA=10-4=6.
而∠BM1A=∠BM2A=∠ABN,
所以O(shè)M1=OM2=6,AM2=OM2-OA=6-4=2.
綜上所述,AM的長為10或2.
點評:“混聯(lián)式”結(jié)構(gòu)的壓軸題,特別要搞清分題與分題之間的關(guān)系,即前一個分題的條件或結(jié)論,下一個分題能否使用,就要搞清分題與分題間是“串聯(lián)”關(guān)系的結(jié)構(gòu),還是“并聯(lián)”關(guān)系的結(jié)構(gòu),萬不可盲目亂用,徒勞無功.