胡永強(qiáng)
近年來(lái)許多地區(qū)都以二次函數(shù)知識(shí)為背景編制中考?jí)狠S題。解決這類問(wèn)題通常需要引入新的參數(shù)代入函數(shù)表達(dá)式得出點(diǎn)的坐標(biāo),結(jié)合點(diǎn)的坐標(biāo)表示一些線段的長(zhǎng)度,再根據(jù)題目的條件建立這些線段之間的相等關(guān)系或比例關(guān)系,得到方程并求出新參數(shù)的值,從而解決問(wèn)題。下面以2019年四川省南充市中考試卷第25題為例進(jìn)行詳細(xì)解讀,供同學(xué)們參考。
如圖1,拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于點(diǎn)A(-1,0),點(diǎn)B(-3,0),且OB=OC。
(1)求拋物線的解析式。
(2)點(diǎn)P在拋物線上,且∠POB=∠ACB,求點(diǎn)P的坐標(biāo)。
(3)拋物線上兩點(diǎn)M、N,點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為m,點(diǎn)N的橫坐標(biāo)為m+4。點(diǎn)D是拋物線上M、N之間的動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)D作x軸的垂線交MN于點(diǎn)E。
1求DE的最大值;
2點(diǎn)D關(guān)于點(diǎn)E的對(duì)稱點(diǎn)為F,當(dāng)m為何值時(shí),四邊形MDNF為矩形?
【思路突破】(1)由點(diǎn)B(-3,0)和OB=OC這兩個(gè)條件可得點(diǎn)C(0,-3),將A(-1,0)、B(-3,0)、C(0,-3)代入y=ax2+bx+c得方程組,解方程組后即可求出拋物線的解析式為y=-x2-4x-3。我們還可以由點(diǎn)A(-1,0)和點(diǎn)B(-3,0)設(shè)二次函數(shù)的交點(diǎn)式y(tǒng)=a(x+3)(x+1),將點(diǎn)C(0,-3)代入y=a(x+3)(x+1),得a=-1,則拋物線的解析式為y=-x2-4x-3。
(2)因?yàn)辄c(diǎn)A、B、C三點(diǎn)確定,因此∠ACB為一定值。圖中的∠ACB所在的三角形為鈍角三角形,不利于解決問(wèn)題,可依托∠ACB構(gòu)造一個(gè)直角三角形,再用直角三角形的相關(guān)知識(shí)解決問(wèn)題。
如圖2,作AH⊥BC于點(diǎn)H,因?yàn)锳(-1,0)、B(-3,0)、C(0,-3),則AB=2,OB=OC=3,BC=32,所以∠ABC=45°,所
過(guò)點(diǎn)P向兩條坐標(biāo)軸作垂線段,構(gòu)造直角三角形,再借助點(diǎn)P的坐標(biāo)表示
因?yàn)镈E∥y軸,所以我們可以設(shè)點(diǎn)D、E的橫坐標(biāo)為d,將其代入拋物線和直線MN的解析式表示出點(diǎn)D、E的縱坐標(biāo),再將點(diǎn)D的縱坐標(biāo)與點(diǎn)E的縱坐標(biāo)作差,即可得到DE的二次表達(dá)式,最后結(jié)合求二次函數(shù)最值的相關(guān)知識(shí)求出DE的最大值。
我們首先要求出直線MN的解析式。由題意得M(m,-m2-4m-3),N(m+4,-m2-12m-35),設(shè)直線MN的解析式為y=kx+n,將點(diǎn)M、N的坐標(biāo)代入y=kx+n以直線MN的解析式為y=(-2m-8)x+m2+4m-3。設(shè)D(d,-d2-4d-3),因?yàn)镈E∥y軸,所以DE=-d2+(2m+4)d-m2-4m=-[d-(m+2)]2+4,所以當(dāng)d=m+2時(shí),線段DE的值最大為4。
2如圖5,此問(wèn)屬于矩形存在性問(wèn)題。由題意得ED=EF,因此可以從對(duì)角線的角度入手,只要EM=EN就可以推出四邊形MDNF為平行四邊形,如果再有DE=EM,就可推出DF=MN,根據(jù)“對(duì)角線相等的平行四邊形是矩形”可推出四邊形MDNF是矩形。
引入新的字母表示點(diǎn)D、E的坐標(biāo),從而表示出線段DE和線段EM的長(zhǎng),根據(jù)DE=EM得到方程,解出方程,從而達(dá)到解決問(wèn)題的目的。具體解法如下:因?yàn)辄c(diǎn)M、N在拋物線上,所以M(m,-m2-4m-3),N(m+4,-m2-12m-35)。因?yàn)樗倪呅蜯DNF是矩形,所以DF=MN且DF與MN互相平分,即DE=EM,點(diǎn)E為MN的中點(diǎn),所以E(m+2,-m2-形MDNF是矩形。注意,此問(wèn)還可以從矩形的定義切入,由DF與MN互相平分可推出四邊形MDNF為平行四邊形,若∠MDN是直角即可判斷四邊形MDNF是矩形。那么我們可以過(guò)點(diǎn)D作y軸的垂線,垂足為點(diǎn)S,過(guò)點(diǎn)M、N分別作DS的垂線,構(gòu)造“K型圖”,用相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例的性質(zhì)列方程求解。
【解后反思】解決這類問(wèn)題的突破口是用新的參數(shù)表示點(diǎn)的坐標(biāo)及線段的長(zhǎng),關(guān)鍵是建立這些線段之間的等量關(guān)系或比例關(guān)系。此類題的難點(diǎn)是計(jì)算,一要計(jì)算準(zhǔn)確,二要注重驗(yàn)算。
(作者單位:江蘇省蘇州市陽(yáng)山實(shí)驗(yàn)初級(jí)中學(xué)校)