《另辟蹊徑-解決二次函數(shù)中平行四邊形存在性問題(共4頁)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《另辟蹊徑-解決二次函數(shù)中平行四邊形存在性問題(共4頁)(4頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上
另辟蹊徑 解決二次函數(shù)中平行四邊形存在性問題
以二次函數(shù)為載體的平行四邊形存在性問題是近年來中考的熱點,其圖形復雜,知識覆蓋面廣,綜合性較強,對學生分析問題和解決問題的能力要求高.對這類題,常規(guī)解法是先畫出平行四邊形,再依據(jù)“平行四邊形的一組對邊平行且相等”或“平行四邊形的對角線互相平分”來解決.由于先要畫出草圖,若考慮不周,很容易漏解.為此,筆者另辟蹊徑,借助探究平行四邊形頂點坐標公式來解決這一類題.
1 兩個結(jié)論,解題的切入點
數(shù)學課標,現(xiàn)行初中數(shù)學教材中沒有線段的中點坐標公式,也沒有平行四邊形的頂點坐標公式,我們可幫助學生來探究,這可
2、作為解題的切入點。
1.1 線段中點坐標公式
平面直角坐標系中,點A坐標為(x1,y1),點B坐標為(x2,y2),則線段AB的中點坐標為(,).
圖1
證明 : 如圖1,設AB中點P的坐標為(xP,yP).由xP-x1=x2-xP,得xP=,同理yP=,所以線段AB的中點坐標為(,).
1.2 平行四邊形頂點坐標公式
圖2
□ABCD的頂點坐標分別為A(xA,yA)、B(xB,yB)、C(xC,yC)、D(xD,yD),則:xA+xC=xB+xD;yA+yC=yB+yD.
證明: 如圖2,連接AC、BD,相交于點E.
∵點E為AC的中點,
∴E點坐標為(,).
3、
又∵點E為BD的中點,
圖3
∴E點坐標為(,).
∴xA+xC=xB+xD;yA+yC=yB+yD.
即平行四邊形對角線兩端點的橫坐標、縱坐標之和分別相等.
2 一個基本事實,解題的預備知識
如圖3,已知不在同一直線上的三點A、B、C,在平面內(nèi)另找一個點D,使以A、B、C、D為頂點的四邊形是平行四邊形.答案有三種:以AB為對角線的□ACBD1,以AC為對角線的□ABCD2,以BC為對角線的□ABD3C.
3 兩類存在性問題解題策略例析與反思
3.1 三個定點、一個動點,探究平行四邊形的存在性問題
例1 已知拋物線y=x2-2x+a(a<0)與y軸相交于點A
4、,頂點為M.直線y=x-a分別與x軸、y軸相交于B、C兩點,并且與直線AM相交于點N.
(1)填空:試用含a的代數(shù)式分別表示點M與N的坐標,則M( ), N( );
(2)如圖4,將△NAC沿y軸翻折,若點N的對應點N′恰好落在拋物線上,AN′與x軸交于點D,連接CD,求a的值和四邊形ADCN的面積;
(3)在拋物線y=x2-2x+a(a<0)上是否存在一點P,使得以P、A、C、N為頂點的四邊形是平行四邊形?若存在,求出點P的坐標;若不存在,試說明理由.
解:(1)M(1,a-1),N(,-);(2)a=-;S四邊形ADCN=;
(3)由已知條件易得A(0,a)、C(
5、0,-a)、N(,-).設P(m,m2-2m+a).
①當以AC為對角線時,由平行四邊形頂點坐標公式(解題時熟練推導出),得:
圖4
,∴.
∴P1(,-);
②當以AN為對角線時,得:
,∴(不合題意,舍去).
③當以CN為對角線時,得:
,∴.
∴P2(-,).
∴在拋物線上存在點P1(,-)和P2(-,),使得以P、A、C、N為頂點的四邊形是平行四邊形.
反思:已知三個定點的坐標,可設出拋物線上第四個頂點的坐標,運用平行四邊形頂點坐標公式列方程(組)求解.這種題型由于三個定點構成的三條線段中哪條為對角線不清楚,往往要以這三條線段分別為對角線分類,分三種情況討論.
6、3.2 兩個定點、兩個動點,探究平行四邊形存在性問題
圖5
例2 如圖5,在平面直角坐標系中,拋物線A(-1,0),B(3,0),C(0,-1)三點.
(1)求該拋物線的表達式;
(2)點Q在y軸上,點P在拋物線上,要使以點Q、P、A、B為
頂點的四邊形是平行四邊形,求所有滿足條件點P的坐標.
解 :(1)易求拋物線的表達式為y=;
(2)由題意知點Q在y軸上,設點Q坐標為(0,t);點P在拋物線上,
設點P坐標為(m,).
盡管點Q在y軸上,也是個動點,但可理解成一個定點,這樣就轉(zhuǎn)化為三定一動了.
①當以AQ為對角線時,由四個頂點的橫坐標公式得:-1+0=3+m,
7、∴m=-4,∴P1(-4,7);
②當以BQ為對角線時,得:-1+m=3+0,∴m=4,∴P2(4,);
③當以AB為對角線時,得:-1+3=m+0,∴m=2,∴P3(2,-1).
綜上,滿足條件的點P為P1(-4,7)、P2(4,)、P3(2,-1).
反思:這種題型往往特殊,一個動點在拋物線上,另一個動點在x軸(y軸)或?qū)ΨQ軸或某一定直線上.設出拋物線上的動點坐標,另一個動點若在x軸上,縱坐標為0,則用平行四邊形頂點縱坐標公式;若在y軸上,橫坐標為0,則用平行四邊形頂點橫坐標公式.該動點哪個坐標已知就用與該坐標有關的公式.本例中點Q的縱坐標t沒有用上,可以不設.另外,把在定直線上的
8、動點看成一個定點,這樣就轉(zhuǎn)化為三定一動了,分別以三個定點構成的三條線段為對角線分類,分三種情況討論.
例3 如圖6,在平面直角坐標系中,已知拋物線經(jīng)過A(-4,0),B(0,-4),C(2,0)三點.
(1)求拋物線的解析式;
(2)若點M為第三象限內(nèi)拋物線上一動點,點M的橫坐標為m,△AMB的面積為S.求S關于m的函數(shù)關系式,并求出S的最大值;
(3)若點P是拋物線上的動點,點Q是直線y=-x上的動點,判斷有幾個位置能使以點P、Q、B、O為頂點的四邊形為平行四邊形,直接寫出相應的點Q的坐標.
解:(1)易求拋物線的解析式為y=x2+x-4;
(2)s=-m2-4m(-4
9、0);s最大=4(過程略);
(3)盡管是直接寫出點Q的坐標,這里也寫出過程.由題意知O(0,0)、B(0,-4).
由于點Q是直線y=-x上的動點,設Q(s,-s),把Q看做定點;設P(m,m2+m-4).
①當以OQ為對角線時,
圖6
∴s=-2.
∴Q1(-2+,2-),Q2(-2-,2+);
②當以BQ為對角線時,
∴s1=-4,s2=0(舍).
∴Q3(-4,4);
③當以OB為對角線時,
∴s1=4,s2=0(舍).
∴Q4(4,-4).
綜上,滿足條件的點Q為Q1(-2+,2-)、Q2(-2-,2+)、Q3(-4,4)、Q4(4,-4).
反思:該題中的點Q是直線y=-x上的動點,設動點Q的坐標為(s,-s),把Q看做定點,就可根據(jù)平行四邊形頂點坐標公式列方程組了.
4 問題總結(jié)
這種題型,關鍵是合理有序分類:無論是三定一動,還是兩定兩動,統(tǒng)統(tǒng)把拋物線上的動點作為第四個動點,其余三個作為定點,分別以這三個定點構成的三條線段為對角線分類,分三種情況討論,然后運用平行四邊形頂點坐標公式轉(zhuǎn)化為方程(組).這種解法,不必畫出平行四邊形草圖,只要合理分類,有序組合,從對角線入手不會漏解,條理清楚,而且適用范圍廣.其本質(zhì)是用代數(shù)的方法解決幾何問題,體現(xiàn)的是分類討論思想、數(shù)形結(jié)合的思想.
專心---專注---專業(yè)