滕麗
【摘要】二次函數(shù)動(dòng)點(diǎn)問題常常被作為壓軸題,這類題目考察范圍較廣,對于學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握能力及思維方式均有較高的要求.本文就這類題目的解題思想及具體過程進(jìn)行分析,主要是借助分類討論思想并結(jié)合中考數(shù)學(xué)題實(shí)例進(jìn)行分析,從而將二次函數(shù)動(dòng)點(diǎn)問題進(jìn)行剖析,幫助學(xué)生增加解決復(fù)雜數(shù)學(xué)題的信心.
【關(guān)鍵詞】分類討論;二次函數(shù);等腰三角形
1 典型例題呈現(xiàn)
二次函數(shù)與等腰三角形結(jié)合的動(dòng)點(diǎn)問題是十分常見的,本文重點(diǎn)以下題為例進(jìn)行解析,這也是經(jīng)過多方面比較分析后確定的典型例題,具有一定的代表性.具體如下:
如圖1,已知拋物線:y=ax2-5ax+4與坐標(biāo)軸分別交于點(diǎn)A、C ,過點(diǎn)C作BC∥x軸交拋物線于點(diǎn)C,若AC=BC.
(1)試求此拋物線的對稱軸;
(2)求解該三角形中各個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo),并試求拋物線的解析式;
(3)若點(diǎn)P在拋物線的對稱軸上,且是處在x軸下方的動(dòng)點(diǎn).試探討是否存在點(diǎn)P使△PAB為等腰三角形?若存在則求出對應(yīng)點(diǎn)P 的坐標(biāo);若不存在,則說明不存在的理由.
2 解題思路簡要分析
第(3)題是該例題也是本文探究的重點(diǎn)所在,主要是利用分類討論的思想進(jìn)行解題,
以下重點(diǎn)對此進(jìn)行探討分析:對該題進(jìn)行分析可知,可以將這類情況分為兩種,即以AB為底或是為腰,當(dāng)以AB為底時(shí),還需要考慮到頂角的位置,即∠A或是∠B為頂角屬于兩種情況.對此,可以找到兩個(gè)△PAB. 當(dāng)以AB為底時(shí),則△PAB中的頂角必然為∠P,這種情況下也能找到一個(gè)對應(yīng)的△PAB.
分析了不同的情況后,按照各種情況進(jìn)行獨(dú)立求解即可.按照這一思想,在研究第一種情況時(shí)無需考慮第二種情況,這便是所謂的分類討論思想,將復(fù)雜的問題進(jìn)行簡化,求解過程也更為簡便.
3 運(yùn)用分類討論的思想解決上述例題
在提供了解題思路的基礎(chǔ)上,便可以運(yùn)用分類討論的思想解決具體問題,本文中即重點(diǎn)探討上述例題中第(3)題解題方法.
解 經(jīng)分析后可知,存在這樣的點(diǎn)P使△PAB為等腰三角形,且這樣的點(diǎn)P共有三個(gè).
各個(gè)點(diǎn)P的位置可如圖2所示.首先求解決以AB為腰、∠A為頂角的情況,此時(shí)標(biāo)記為點(diǎn)P1.過點(diǎn)B作x軸的垂線與x軸交于點(diǎn)Q,直角三角形AQB中由勾股定理可得AB2=AQ2+BQ2=80.
可知在Rt△ANP1中有AN2=AP12-P1N2,將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入后可求出P1N=1992,由此也可得對應(yīng)點(diǎn)P1坐標(biāo)(2.5, -1992).
第二種情況則為以AB邊為腰,以∠B為頂角的△PAB,將該點(diǎn)P標(biāo)記為P2,如由圖2中的Rt△BMP2,再由勾股定理得BM2=BP22-P2M2.將題中相關(guān)數(shù)據(jù)代入式中可求得P2M=2952,則點(diǎn)P2對應(yīng)的坐標(biāo)為(2.5,4-2952).
最后一種則是以AB邊為底,∠P為頂角的△PAB,此時(shí)點(diǎn)P標(biāo)記為P3,如圖2中所示.作AB的垂直平分線,由△ABC為等腰三角形可知,垂直平分線過點(diǎn)C且與直線MN交于點(diǎn)P3.再過點(diǎn)P3作y軸的垂線,其垂足為點(diǎn)K,此時(shí)可知△CKP3與△AQB相似,因而有P3KCK=BQAQ=12,P3K=2.5,則可求出CK=5,OK=1,由此可得對應(yīng)的點(diǎn)P3坐標(biāo)為(2.5,-1).綜合上述的分析可知,符合題意要求的點(diǎn)P共三個(gè),其對應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)分別為P1(2.5,-1992),P2(2.5,4-2952),P3(2.5,-1).
4 其他例題解析
如圖3所示,拋物線解析式為y=-45x2+245x-4,其與x軸相交于點(diǎn)A、B,與y軸相交于點(diǎn)C,拋物線的對稱軸與x軸相交于點(diǎn)M.P則為動(dòng)點(diǎn),在x軸上方且與M、C不在同一直線上,過點(diǎn)A及點(diǎn)B作CP的垂線,相交于點(diǎn)D、E,連接MD、ME.
△MDE可以為等腰三角形嗎,若可以則求點(diǎn)P坐標(biāo),否則說明理由.
能,已知拋物線解析式,可求得對稱軸為x=3,即對應(yīng)點(diǎn)M(3,0)
令x=0,則y=-4,所以C(0,-4),△MDE為等腰三角形,此時(shí)可以分為三種情況;
第1,若DE⊥EM,則由題中DE⊥BE可知點(diǎn)E、M、B在同一直線上,B、M在x軸上,因而點(diǎn)E應(yīng)當(dāng)在x軸上;
由DE⊥BE可知點(diǎn)E與O重合,即直線PC與y軸重合,則不符合題意,排除這一情況.
第2,若DE⊥DM則同上,可以排除;
第3,若EM⊥DM,設(shè)直線PC與對稱軸交于點(diǎn)N,因?yàn)镋M⊥DM,MN⊥AM,
所以∠EMN=∠DMA,在△ADM與△NEM中,有∠EMN=∠DMA,EM=DM,∠ADM=∠NEM=135°,
所以△ADM∽△NEM,MN=MA=2,
所以N(3,2)設(shè)直線PC解析式為y=kx+b,將點(diǎn)N、C坐標(biāo)代入解得
k=2,b=-4,所以y=2x-4帶入拋物線解析式可得2x-4=-45x2+245x-4,
解得x=0或x=72,當(dāng)x=0時(shí)交點(diǎn)為C,當(dāng)x=72時(shí)有y=2x-4=3,
所以P(72,3).綜上所述,△MDE可以為等腰三角形,此時(shí)點(diǎn)P為(72,3).
參考文獻(xiàn):
[1]李斌捷.分類討論思想在求二次函數(shù)最值中的應(yīng)用[J].中學(xué)生數(shù)理化(學(xué)習(xí)研究),2016(12):58.
[2]梁文品.二次函數(shù)中的分類討論思想例析[J].數(shù)學(xué)愛好者(高考理科),2008(07):30-31.
[3]葛殷殷. 淺談"等腰三角形"問題的策略與方法[J].數(shù)學(xué)教學(xué)通訊:初等教育, 2013(11):2.