摘要:二次函数动态几何是中考数学的 “压轴难点”—— 点动、线动、图形动,还结合二次函数图像,很多孩子看到 “运动” 就慌,觉得 “条件变来变去,根本没法解”。其实这类题的核心是 “以静制动”:不管怎么动,总有 “不变的量”(比如线段长度、角度关系、函数解析式),抓
二次函数动态几何是中考数学的 “压轴难点”—— 点动、线动、图形动,还结合二次函数图像,很多孩子看到 “运动” 就慌,觉得 “条件变来变去,根本没法解”。其实这类题的核心是 “以静制动”:不管怎么动,总有 “不变的量”(比如线段长度、角度关系、函数解析式),抓住不变量,再按 “定变量→列关系→找临界” 的步骤走,就能轻松破题。
去年帮学生小浩突破这类题,他从 “看到动态题就跳过” 到 “能完整写出 2 种情况的解题过程”,数学压轴题直接多拿 6 分,总分从 90 提到 102(满分 120)。关键是掌握 “不变量找法” 和 “分类讨论套路”,不用硬啃复杂图形。
二次函数动态几何主要考 3 类,每类的 “运动对象” 和 “不变量” 不同,先分清类型,再找不变量,解题不跑偏:
动态类型常考场景核心不变量单点运动点在抛物线上 / 直线上运动,求构成特殊图形(等腰、直角三角形)的位置二次函数解析式、固定点坐标、线段长度关系(如 AB=5,始终不变)双点运动两点分别在抛物线和直线上运动,求线段和最小 / 差最大,或构成平行四边形函数解析式、两点间距离公式、平行四边形对边相等的性质图形运动三角形 / 四边形沿直线平移、绕点旋转,与抛物线产生重叠或交点平移距离 / 旋转角度(可设为参数)、图形的边长 / 角度(平移 / 旋转后不变)比如 “点 P 在抛物线上运动,点 Q 在 x 轴上运动,求 PQ+PA 最小”(A 为固定点),不变量就是 “抛物线解析式”“点 A 坐标”“PQ 垂直 x 轴(若有此条件)”,运动的只是 P、Q 的坐标,抓住这些不变量就能列关系。
所有动态问题都有 “不变的量或关系”,找不到不变量,就会陷入 “变量太多没法算” 的困境。3 类不变量的找法:
固定条件不变:题目中 “给定的函数解析式、固定点坐标、已知线段长度”,比如 “二次函数 y=x²-2x-3”“点 A (0,1)”“AB=2”,这些从头到尾不会变,是解题的基础;几何性质不变:图形运动时,本身的性质不变,比如 “等腰三角形平移后还是等腰三角形(腰长不变)”“矩形旋转后对边仍相等、四个角仍为直角”;数量关系不变:比如 “平行四边形对边相等”“直角三角形勾股定理”“相似三角形对应边成比例”,这些关系不会因运动改变,是列方程的关键。举例:“矩形 OABC 绕点 O 顺时针旋转,点 A 在抛物线上”,不变量是 “矩形的边长 OA、OC(旋转后长度不变)”“∠AOC=90°(旋转后角度不变)”,设旋转角度为 θ,用三角函数表示 A 点坐标(OA・cosθ, OA・sinθ),再代入抛物线解析式,就能解出 θ。
运动的量(比如点的坐标、平移距离、旋转角度)没法直接算,就用 “参数” 表示(比如设运动时间为 t,点坐标为 (t, t²-2t-3)),把动态问题变成 “含参数的静态代数问题”,再通过方程求解参数。
常见参数设定方法:
点在抛物线上运动:设横坐标为 t,纵坐标用抛物线解析式表示(如 P (t, at²+bt+c));点在直线上运动:设横坐标为 t,纵坐标用直线解析式表示(如 Q (t, kt+b));图形平移:设平移距离为 h(水平平移)或 k(垂直平移),平移后点的坐标 = 原坐标 ±h(或 k);图形旋转:设旋转角度为 θ,用三角函数(sinθ、cosθ)表示旋转后点的坐标(需结合旋转中心)。技巧 3:3 步套路 —— 从 “设参数” 到 “求答案”,每步有章法以 “单点运动 + 特殊图形存在性”(中考最常考)为例,按 “设参数→列方程→验结果”3 步走:
示例:已知二次函数 y=x²-2x-3,点 P 在抛物线上运动,点 Q (2,0) 为固定点,当△POQ 为等腰三角形时,求点 P 的坐标(O 为原点 (0,0))。第一步:设参数(定变量)设动点 P 的坐标为 (t, t²-2t-3)(P 在抛物线上,纵坐标用解析式表示,t 为参数);固定点坐标:O (0,0)、Q (2,0),不变量:OQ 长度 = 2(两点间距离公式计算),△POQ 为等腰三角形(需满足 “两边相等”)。第二步:列方程(用不变量找关系)等腰三角形分 3 种情况(不变的几何性质:两边相等),分别列方程:情况 1:OP=OQ(OP、OQ 为腰)OP 长度 =√[(t-0)²+(t²-2t-3-0)²],OQ=2,所以:√[t²+(t²-2t-3)²] = 2 → 平方后:t²+(t²-2t-3)² = 4;情况 2:OP=PQ(OP、PQ 为腰)PQ 长度 =√[(t-2)²+(t²-2t-3-0)²],所以:√[t²+(t²-2t-3)²] = √[(t-2)²+(t²-2t-3)²] → 平方后化简:t²=(t-2)² → t=1;情况 3:OQ=PQ(OQ、PQ 为腰)PQ=2,所以:√[(t-2)²+(t²-2t-3)²] = 2 → 平方后:(t-2)²+(t²-2t-3)² = 4;第三步:验结果(排除无效解)解方程:分别解 3 个方程,得到 t 的可能值(比如情况 2 解得 t=1,代入抛物线得 P (1,-4);情况 1、3 解方程后得到 t=0、t=3 等);检验:① 排除 “三点共线”:若 P、O、Q 在同一直线上(比如 t=0 时 P (0,-3),O (0,0),Q (2,0),三点不共线,有效;t=3 时 P (3,0),与 Q (2,0)、O (0,0) 共线,不能构成三角形,排除);② 确认在抛物线上:所有解都代入抛物线解析式,确保 P 点在抛物线上(参数 t 的取值无额外限制,只需满足方程);最终得到有效 P 点坐标(如 (1,-4)、(0,-3) 等)。参数设定 “太复杂”:比如点在抛物线上运动,别设两个参数(x、y),用一个参数 t 表示 x,y 用解析式表示(y=at²+bt+c),减少变量;分类讨论 “漏情况”:等腰三角形必分 “三边分别为底” 3 种情况,直角三角形必分 “三个角分别为直角” 3 种情况,别只算 1-2 种,漏一种就丢 2 分;结果检验 “不认真”:解方程得到参数后,一定要检验 “是否能构成图形”(如三点共线、线段长度为 0)和 “是否在运动范围内”(如点在 “线段 AB 上”,参数需满足线段的 x/y 范围),比如参数 t=5,但线段 AB 的 x≤3,需排除。入门阶段(1-2 周):练 “单点运动 + 等腰 / 直角三角形存在性” 题,每天 1 道,重点练 “参数设定” 和 “3 种情况分类”,确保能列出方程;进阶阶段(2-3 周):练 “双点运动 + 线段最值” 题(如 PQ+PA 最小),重点练 “利用函数解析式转化线段长度” 和 “二次函数求最值”,熟悉 “将军饮马” 等模型;压轴阶段(3-4 周):练 “图形运动 + 重叠面积” 题,重点练 “参数表示平移 / 旋转后点的坐标” 和 “分段讨论面积表达式”,先保证能写出 1-2 段的面积公式。其实二次函数动态几何没那么难,核心是 “不被‘动态’吓住”—— 抓住不变量,把运动的量用参数表示,再用几何性质列方程,每步按套路来,哪怕是中档生,也能拿到大部分分数。
来源:诗意枫叶