摘要:二次函数动态几何难在 “变量多、图形动”,但只要抓准 “参数设定” 和 “不变量”,就能把动态问题变静态。下面整理了 3 类常考题型的参数模板(直接套用)和 5 道典型例题(附详细解析),孩子按模板设参数、按步骤解题,不用再怕 “动来动去” 的图形。
二次函数动态几何难在 “变量多、图形动”,但只要抓准 “参数设定” 和 “不变量”,就能把动态问题变静态。下面整理了 3 类常考题型的参数模板(直接套用)和 5 道典型例题(附详细解析),孩子按模板设参数、按步骤解题,不用再怕 “动来动去” 的图形。
先明确每类题型的 “运动对象”“参数怎么设”“核心不变量”,解题时直接对照模板,不用再花时间想 “设什么参数”。
题型分类运动场景参数设定模板(核心:用 1 个参数表示所有变量)核心不变量1. 单点运动型点在抛物线上 / 直线上运动,求构成特殊图形(等腰、直角三角形)的位置若点 P 在抛物线上:设 P (t, at²+bt+c)(t 为横坐标参数,纵坐标用抛物线解析式表示);若点 P 在直线 y=kx+b 上:设 P (t, kt+b)(t 为横坐标参数)抛物线 / 直线解析式、固定点坐标、特殊图形性质(如等腰三角形 “两边相等”)2. 双点运动型两点分别在抛物线和直线上运动,求线段和最小 / 差最大,或构成平行四边形设抛物线上点 P (t, at²+bt+c)(t 为参数),直线上点 Q (s, ks+b)(s 为参数);若有 “PQ⊥x 轴” 等约束:则 s=t(横坐标相同),只用 t 一个参数函数解析式、平行四边形对边相等 / 对角线互相平分、线段和差公式3. 图形运动型三角形 / 四边形沿 x 轴 /y 轴平移,与抛物线产生交点或重叠面积设水平平移距离为 h(向右为正,向左为负),原图形顶点 A (x₀,y₀)→平移后 A'(x₀+h, y₀);设垂直平移距离为 k(向上为正,向下为负),原顶点 A (x₀,y₀)→A'(x₀, y₀+k)图形的边长 / 角度(平移后不变)、抛物线解析式、重叠部分的面积公式题目:已知二次函数 y=x²-2x-3 与 x 轴交于 A (-1,0)、B (3,0) 两点,点 P 在抛物线上运动,当△PAB 为等腰三角形时,求点 P 的坐标。
参数设定:点 P 在抛物线上,设 P (t, t²-2t-3)(t 为横坐标参数);找不变量:A (-1,0)、B (3,0)(固定点),AB 长度 = 3-(-1)=4(不变),△PAB 为等腰三角形(需满足 “两边相等”);分类讨论列方程:情况 1:PA=AB(PA=4)由两点间距离公式:√[(t+1)²+(t²-2t-3)²] = 4,平方得:(t+1)²+(t²-2t-3)² = 16;化简:(t+1)²+[(t-3)(t+1)]² = 16 → (t+1)²[1+(t-3)²] = 16;解得 t=1(P (1,-4))、t=-1(与 A 重合,舍去)、t=3±√3(P (3+√3, 3)、P (3-√3, 3));情况 2:PB=AB(PB=4)同理:√[(t-3)²+(t²-2t-3)²] = 4,解得 t=1(同上)、t=3(与 B 重合,舍去);情况 3:PA=PB(AB 为底)由 PA=PB 得:√[(t+1)²+(t²-2t-3)²] = √[(t-3)²+(t²-2t-3)²];平方化简:(t+1)²=(t-3)² → t=1(P (1,-4));检验结果:排除与 A、B 重合的点,最终 P 点坐标为 (1,-4)、(3+√3, 3)、(3-√3, 3)。题目:已知二次函数 y=-x²+2x+3,点 P 在抛物线上,点 C (0,3) 为固定点,当△POC 为直角三角形(O 为原点)时,求点 P 的坐标。
参数设定:设 P (t, -t²+2t+3)(t 为横坐标参数);不变量:O (0,0)、C (0,3)(固定点),OC=3(垂直 x 轴),△POC 为直角三角形(需满足 “勾股定理”);分类讨论(找直角顶点):情况 1:∠O 为直角(OP⊥OC)OC 垂直 x 轴→OP 需平行 x 轴→P 点纵坐标 = 0;令 - t²+2t+3=0→t=3 或 t=-1→P (3,0)、P (-1,0);情况 2:∠C 为直角(CP⊥OC)OC 垂直 x 轴→CP 需平行 x 轴→P 点纵坐标 = 3;令 - t²+2t+3=3→t=0(与 O 重合,舍去)或 t=2→P (2,3);情况 3:∠P 为直角(OP⊥CP)由垂直性质:k_OP・k_CP = -1(斜率乘积为 - 1);k_OP=( -t²+2t+3 - 0)/(t-0) = (-t²+2t+3)/t;k_CP=( -t²+2t+3 - 3)/(t-0) = (-t²+2t)/t = -t+2;相乘得:[(-t²+2t+3)/t]・(-t+2) = -1,化简解得 t=1→P (1,4);检验:所有点均不重合,最终 P (3,0)、(-1,0)、(2,3)、(1,4)。题目:已知二次函数 y=x²-4x+3,点 A (0,1),点 P 在抛物线上,点 Q 在 x 轴上,且 PQ⊥x 轴,求 PQ+PA 的最小值。
题目:已知二次函数 y=-x²+2x+3 与 x 轴交于 A (-1,0)、B (3,0),点 P 在抛物线上,点 Q 在直线 y=x+1 上,且以 A、B、P、Q 为顶点的四边形是平行四边形,求点 Q 的坐标。
参数设定:设 P (t, -t²+2t+3)(t 为参数),Q (s, s+1)(s 为参数);不变量:A (-1,0)、B (3,0),AB 长度 = 4,平行四边形 “对边平行且相等” 或 “对角线互相平分”(用对角线中点相同更简单);分类讨论(分 AB 为边或对角线):情况 1:AB 为边,AP 为对角线中点公式:A、B 中点与 P、Q 中点相同→((-1+3)/2, (0+0)/2) = ((t+s)/2, (-t²+2t+3+s+1)/2);即 (1,0) = ((t+s)/2, (-t²+2t+s+4)/2)→t+s=2,-t²+2t+s+4=0;解得 t=√6,s=2-√6→Q (2-√6, 3-√6);t=-√6,s=2+√6→Q (2+√6, 3+√6);情况 2:AB 为对角线,AP 为边中点公式:A、P 中点与 B、Q 中点相同→((-1+t)/2, (0-t²+2t+3)/2) = ((3+s)/2, (0+s+1)/2);解得 t=2,s=0→Q (0,1);检验:排除三点共线情况,最终 Q (2-√6, 3-√6)、(2+√6, 3+√6)、(0,1)。题目:已知二次函数 y=x²-2x-3,将直角三角形 OCD(O (0,0)、C (0,2)、D (2,0))沿 x 轴正方向平移 h 个单位,得到△O'C'D',当△O'C'D' 与抛物线有重叠部分时,求 h 的取值范围及重叠面积 S 与 h 的函数关系(h≥0)。
参数设定:沿 x 轴正平移 h 个单位→O'(h,0)、C'(h,2)、D'(h+2,0)(h 为平移距离参数);不变量:△OCD 是直角三角形(直角在 O),平移后形状不变(直角在 O',边长 OC=2、OD=2),抛物线解析式 y=x²-2x-3;找重叠条件(求 h 范围):当 C'(h,2) 落在抛物线上时,2=h²-2h-3→h²-2h-5=0→h=1+√6(h≥0,舍去负根);当 D'(h+2,0) 落在抛物线上时,0=(h+2)²-2 (h+2)-3→h²+2h-3=0→h=1(舍去负根);重叠时 h 的范围:1≤h≤1+√6;求重叠面积 S (h):重叠部分是四边形(或三角形),用 “割补法”:直线 C'D' 的解析式:y=-x+(h+2)(过 C'(h,2)、D'(h+2,0));联立抛物线与直线:x²-2x-3 = -x+(h+2)→x²-x-(h+5)=0;设交点横坐标为 x₁、x₂(x₁化简得 S= - (x₂³ - x₁³)/3 + (x₂² - x₁²)/2 + (h+5)(x₂ - x₁),代入根与系数关系(x₁+x₂=1,x₁x₂=-(h+5)),最终 S= - (2h² - 8h - 23)/6(1≤h≤1+√6)。第一步:记模板:每天花 10 分钟,熟记 3 类题型的 “参数怎么设”“不变量找什么”,比如单点运动就设 “t 为横坐标,纵坐标用抛物线解析式”;第二步:拆例题:每道例题先自己按模板设参数,再对照解析看 “哪里没考虑到”(比如分类讨论漏情况);第三步:模仿练:找同类题,用模板套参数、列方程,重点练 “分类讨论” 和 “结果检验”,避免漏解、错解。来源:诗意枫叶