摘要:25.已知抛物线与x轴交于A(-1,0),B(5,0)两点,与y轴交于点C(0,5)。
本文难度适宜,适合九年级同学预习。
多个地市的压轴题,通常以抛物线为载体。
本文讲解详细、透彻,推出多种原创解法,侧重初高衔接。
程度极好的初三同学,可参阅文中的高中解法。
25.已知抛物线与x轴交于A(-1,0),B(5,0)两点,与y轴交于点C(0,5)。
(1)求出抛物线的解析式(要求3种解法);
(2)如图1,点D是抛物线上位于对称轴右侧的一个动点,且点D在第一象限内,过点D作x轴的平行线交抛物线于点E,作y轴的平行线交x轴于点G,过点E作EF⊥x轴,垂足为点F,当四边形DEFG的周长最大时,求点D的坐标;
(3)如图2,点M是抛物线的顶点,将△MBC沿BC翻折得到△NBC,NB与y轴交于点Q,在对称轴上找一点P,使得△PQB是以QB为直角边的直角三角形,请直接写出点P的坐标。
解法一:待定系数法。
2+bx+c,求得a=-1、b=4、c=5。故y=-x2+4x+5。12,0),设其解析式为y=a(x-x12可设为y=a(x+1)(x-5),再将点C坐标(0,5)代入可求得a=-1,则解析式为y=-(x+1)(x-5)。
12,0),可知其对称轴。本题由抛物线与x轴交于A(-1,0),B(5,0)可知对称轴为x=2。
故可设解析式为y=a(x-2)2+n,再将A、C或B、C两点坐标代入求得a=-1,n=9,故y=-(x-2)2+9。考场上讲究就快拿到分。您擅长用哪种解法且把握较大,就用哪种解法。
但,只有平时掌握宽广,才有考场上的得心应手、左右逢源。
仔细读题。他说一句,咱列一句。
与x轴平行的直线上的点,纵坐标都相等。
与y轴平行的直线上的点,横坐标都相等。
2+4d+5);点D在第一象限、位于对称轴x=2右侧,故2<d<5。
∵DG⊥x轴,∴G、D两点横坐标相等,xG=xD=d,∴点G坐标为G(d,0);
∵DE∥x轴,∴E、D两点纵坐标相等,yE=yD=-d2+4d+5,∵线段DE被对称轴(x=2)垂直平分,即D、E两点关于x=2对称,
∴设点E横坐标为xE,则有(xE+xD)÷2=2。“=”之前的2表示横坐标的平均,“=”之后的2表示对称轴。∴xE=4-d,故点E坐标为G(4-d,-d2+4d+5);∵EF⊥x轴,∴F、E两点横坐标相等,xF=xE=4-d,∴点F坐标为G(4-d,0)。
以上,是根据点D在抛物线上设出点D坐标、并限定点D横坐标的范围、进而得出其它相关点的坐标。
往下,根据待求,朝着目标步步逼近。
线段DE=xD-xE=d-(4-d)=2d-4;线段DG=yD-yG=(-d2+4d+5)-0=-d2+4d+5。则DE+DG=(2d-4)+(-d2+4d+5)=-d22+10。由题意,四边形DEFG为矩形,
故四边形DEFG的周长为:2(DE+DG)=-2(d-3)2+20。∵-2<0,∴-2(d-3)2+20有最大值,当且仅当d=3时(满足2<d<5)四边形DEFG的周长取到最大值20,
第二问基本没难度。
①平行于坐标轴的线段长度,一律等于大坐标减小坐标。如本题DG=yD-yG、DE=xD-xE。②如线段倾斜,就用两点间距离公式。
由题意,抛物线顶点M坐标为(2,9)。
他说“将△MBC沿BC翻折得到△NBC,NB与y轴交于点Q,在对称轴上找一点P,使得△PQB是以QB为直角边的直角三角形,求点P坐标”。
仔细审题,不难发现,求点Q坐标是个战略关键。
而点Q的来历,是NB与y轴的交点。
点B坐标已知,只要求出点N坐标,就有了直线NB解析式,也就有了点Q坐标。
NB和已知的MB,关于直线BC(y=-x+5)对称。
具体说,点N和点M(2,9)关于y=-x+5对称。
求点N坐标,我给出三种方法。
求点N坐标方法一:根据点N和点M(2,9)关于y=-x+5对称。
求点N坐标方法二:根两直线夹角公式。
纯原创敲字,遇到分数、根号,太麻烦,俺只好文档截图。
求点Q的坐标是必须的。
因为题目说“以QB为直角边的直角三角形”,那当然点Q需要充当直角顶点。
【说明】以上两种方法求点N坐标,均带有高中色彩,且均较麻烦。我之所以原创提供,便于程度极好的同学预习高中,另外我坚持初高衔接、把题讲透。
求点N坐标方法三:初中解法,辅助线构造全等。
过点C作对称轴x=2的垂线,垂足为H,则CH=2;且yH=yC=5,故MH=yM-yH=9-5=4。由题意,OC=OB,故∠OCB=∠HCB=45°-----①
过点N作NK⊥y轴于点K,由翻折,NC=MC,且∠NCB=∠MCB------②
②-①得∠NCK=∠MCH,易证得Rt△NCK≌Rt△MCH(AAS),
故NK=MH=4,CK=CH=2,则OK=OC-CK=5-2=3,
故点N坐标为(-4,3)。
用初中知识很简便的嘛。但有的题,用高中知识却较简便。
求得了点N坐标,结合点B(5,0),则直线NB解析式为y=-x+,令x=0可得直线NB与y轴交点Q的纵坐标为,即Q(0,)。
题目要求“在对称轴上找一点P,使得△PQB是以QB为直角边的直角三角形,求点P坐标”。
不难理解,以QB为直角边的Rt△PQB,点Q和点B,均有可能作为直角顶点。
情形一的解法一:若点Q是直角顶点,此时PQ⊥QB,
直线QB为y=-x+,两直线垂直时,两直线解析式中的k的乘积为(-1),
故设直线PQ为y=3x+b,将Q点坐标代入得b=,即直线PQ为y=3x+,
直线PQ与对称轴x=2的交点P,横坐标当然为2;
将x=2代入直线PQ解析式y=3x+,得交点P的纵坐标为,故此情形点P坐标为(2,)。
您当然也可以根据“辅助线构造相似”求解。
情形一的解法二:如下图,作PR⊥y轴,由PQ⊥QB知∠2+∠3=90°,故Rt△RQP∽Rt△OBQ,故RQ:OB=RP:OQ,即RQ:5=2:,故RQ=6,则OR=OQ+RQ=+6=,故此情形点P坐标为(2,)。
情形二:若点B是直角顶点,此时PB⊥QB,依然有类似于情形一的两种解法。
解法一:经过点B(5,0)且与直线QB:y=-x+垂直的直线可写为y-0=3(x-5),令x=2得y=-9,故此情形点P坐标为(2,-9)。
解法二:相似。设对称轴与x轴交于点S,则OS=2,BS=3,
由∠PBS+∠QBO=90°知Rt△BSP∽Rt△QOB,故SP:OB=BS:QO,即SP:5=3:,故SP=9,
则此情形点P坐标为(2,-9)。
作者简介
中共党员,高中教务主任,常年兼任高中数学、物理、化学等科目。中考数学命题组成员。
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到了高中,俺依然是您的良师益友。
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来源:圣杰教育