摘要:你如果踢开MN这个中间商,买方和卖方(FM和DN)还真说不上话。
本文详细解析一道中考抛物线动、点最值、二倍角综合压轴大题。
第三问要求每种情形都要有三种解法。
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如图,抛物线y1=ax2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,OC=OA,AB=4,对称轴为直线l1:x=-1,将抛物线y1绕点O旋转180°后得到新抛物线y2,抛物线y2与y轴交于点D,顶点为E,对称轴为直线l2。(1)分别求抛物线y1和y2的表达式;(2)如图1,点F的坐标为(-6,0),动点M在直线l1上,过点M作MN//x轴与直线l2交于点N,连接FMDN,求FM+MN+DN的最小值;
附图1
(3)如图2,点H的坐标为(0,-2),动点P在抛物线y2上,试探究是否存在这样的点P,使∠PEH=2∠DHE?若存在,求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由(每种情形都要提供3种思路)。附图2
第一问:y1=-x2-2x+3,y2=x2-2x-3。详细过程从略。第二问求FM+MN+DN的最小值:
显然MN=2长度固定。
但,你如果踢开MN这个中间商,买方和卖方(FM和DN)还真说不上话。
凭经验,凡牵涉到固定线段,注意平移。利用平行四边形性质。
说到底,就是根据固定线段进行的平移。
本题,根据MN=2,将点F(-6,0)向右平移2个单位长度至F'(-4,0)处,则四边形FMNF'为平行四边形。
第二问详细解析随时附图
这就把FM转化为F'N了。这时才可以撇开固定线段MN,求F'N+DN的最小值。
凡是求动点、两线段之和最小值,通常用到三角形“两边之和大于第三边”,转化为三点共线。
只要作出点D(0,-3)关于l2:x=1的对称点D'(2,-3),无论动点N怎么晃动,恒有DN=D'N。无论动点N怎么晃动,恒有DN=D'N。
这时F'和D'均为固定点。求F'N+D'N的最小值,只需l2上的动点N在线段F'D'上即可。过点D'作x轴的垂线,利用勾股定理可求得F'D'=3√5。
故FM+MN+DN=(FM+DN)+MN=(F'N+D'N)+MN>F'D'+MN=(3√5)+2。
第二问您学会了吗?
2=x2-2x-3。其它不予理会。最好自己另外画图。平时练就自己快速精准画图的本领。考场上别妄想使用几何画板。我发文坚持亲手画图。
所求的∠PEH,角的顶点E位于抛物线的最低点,故,所求的点P,既可能落在抛物线的右支上、也能落在抛物线的左支上。
要学会善于总结分情形讨论。
抛物线y22∥y轴,故内错角∠DHE=∠2。而已知∠PEH=2∠DHE=2∠2,故∠3=∠2=∠DHE。
过点E作EG⊥y轴于点G,则EG=1,HG=2,故cot∠DHE=HG:EG=2。则cot∠3=cot∠DHE=2。
第三问情形一随时附图。
设射线(或线段)EP与x轴交于点K,则cot∠3=2=BE:BK,BE=4,故BK=2,则点K坐标为(3,0)。
而抛物线y2=x2-2x-3=(x+1)(x-3)与x轴的交点为(3,0),即点K与所求的点P重合,故P(3,0)。第三问情形一之附图。
注:如上图,您也可过点H作x轴的平行线,交BE于点G,交EP于点R,设射线(或线段)EP与x轴交于点K,根据三角形中位线性质、等腰三角形性质,也能得出点K与所求的点P重合,故P(3,0)。无需用三角函数。
要敢于质疑、善于质疑。
有同学可能对以上两个思路颇有微词:你是否提前知道了点P是(3,0)?那请看第三个思路。
∵∠DHE=∠2,∠PEH=2∠DHE,∴∠3=∠2,过点H作x轴的平行线,交EP于点R,则点R为点H关于l2(BE)的对称点,即R(2,-2),易求得直线ER(EP)的解析式为y=2x-6,与抛物线y2=x2-2x-3联立,解得交点P横坐标为3,将x=3代入抛物线解析式得y2=0,故此时P(3,0)。第三问情形一解法三之附图。
要学会善于发散思维。
总体思路:求点P坐标,最好先求出点P所在的直线(下文中的直线EN)表达式,然后直线与抛物线联立,即可求得交点P的坐标。
第三问情形二随时附图。
求点N纵坐标的思路一:辅助线构造相似。
设线段HE的垂直平分线交y轴于点L,由H(0,-2)及E(1,-4),可求得直线HE的表达式为y=-2x-2。
第三问情形二的解法一详解,下接附图:
第三问情形二解法一之附图,详解待续:
第三问情形二的解法一收官。
第三问情形二解法一的思路并不复杂。
求点N纵坐标的思路二:辅助线构造等腰三角形、二倍角。
设直线PE与y轴交于点N,作HN的垂直平分线交y轴于点Q,交HE于点T,连接TN,则TN=HT,∠4=2∠DHE。已知∠PEH=2∠DHE,则∠4=∠PEH,故EN=TN。
第三问情形二解法二之附图。
第三问情形二的解法二收官。
求出点N的坐标(0,-42/11)之后,结合点E(1,-4),易求得直线直线EN的表达式为y=(-2/11)x-(42/11),与抛物线y2=x2-2x-3联立,解得交点P坐标为(9/11,-480/121)。以下的思路三和思路四,不用求直线PE与y轴的交点N。
要学会善于总结多种解法。
第二问情形二的思路三:主要用到“求点关于直线的对称点的坐标”。
第三问情形二的解法三,下接附图:
求点关于直线对称点,初中感觉难否?
思路四:主要用到高中知识“二倍角的正切、两角和的正切”。辅助线一根也不用。
∠PEH=2∠DHE算是已知条件。
设∠DHE=θ,由H(0,-2)及E(1,-4)易知tanθ=1/2。
这方法在高中属于雕虫小技尔。
第三问情形二的解法四,不用任何辅助线
第三问情形二的解法四。
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。
专注教育领域,持续发布中考、高考压轴大题的多角度原创详细权威解析,力求篇篇经典。从不照搬答案。
发布经典解析,从不照搬答案。
发文涉及科目主要有中高考数学、物理,偶尔也有英语、化学、作文。
整个高中,俺依然是您的良师益友。
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来源:烨霖教育