宋娜
拋物線動點問題是最近幾年中考的一個熱點題型,中考常將拋物線的動點問題作為壓軸題出現(xiàn)。所謂“拋物線動點問題”,是指題設(shè)圖形中存在一個或多個動點,它們在拋物線上運動的一類開放性題目。解決這類問題的關(guān)鍵是動中求靜,靈活運用有關(guān)數(shù)學(xué)知識解決問題,結(jié)合已經(jīng)學(xué)過的平面圖形的性質(zhì),再根據(jù)已知條件找出動點的運動規(guī)律進行求解。既然是動點,能否用運動的觀點來解決呢?下面用幾個例子來探究怎樣用運動的觀點解決此類問題。
例1:如圖1,拋物線y=-x2+bx+c與x軸交于A(1,0),B(-3,0)兩點。(1)求該拋物線的解析式; (2)在拋物線上的第二象限上是否存在一點P,使△PBC的面積最大?若存在,求出點P的坐標(biāo)及△PBC的面積最大值;若沒有,請說明理由。
分析:(1)由A、B點坐標(biāo)可求出拋物線解析式:y=-x2-2x+3. (2)由題知點B(-3,0),點C(0,3),點P是第二象限的拋物線上的點,△PBC的面積最大值,也就是取決于動點P的位置。
若過點P做x軸的垂線交BC于點G,交x軸于H,則可將△PBC分成兩個同底的三角形,分別為△PGB與△PGC,同時這兩個三角形的高可以平移到x軸上,則S△PBC=S△PGB+S△PGC=■PG×BG+■PG×OG=■PG(BG+OG)=■PG×OB. 題中OB的長度是確定的,也就轉(zhuǎn)化成求PG的最大值。而PG的長度可由P點的縱坐標(biāo)和G點的縱坐標(biāo)的差求得,可設(shè)P點的橫坐標(biāo)是x,則P(x,-x2-2x+3),G點的橫坐標(biāo)也是x,而直線BC解析式可由點B、C求得y=x+3. 所以,G(x,x+3),則PG=(-x2-2x+3)-(x+3)=-x2-3x=-(x+■)2+■,可見當(dāng)P(■,■),△PBC的面積最大。此方法適用于在拋物線上尋找一點與已知點構(gòu)成的三角形面積最大。
另解:(篇幅所限,略)。
例2:如圖2,拋物線y=x2-2x-3與x軸交A、B兩點(A點在B點左側(cè)),直線l與拋物線交于A、C兩點,其中C點的橫坐標(biāo)為2。(1)求A、B 兩點的坐標(biāo)及直線AC的函數(shù)表達式;(2)點G拋物線上的動點,在x軸上是否存在點F,使A、C、F、G這樣的四個點為頂點的四邊形是平行四邊形?如果存在,求出所有滿足條件的F點坐標(biāo);如果不存在,請說明理由。
分析:(1)令y=0,得出A(-1,0),)B(3,0),C(2,-3),直線AC:y=-x-1.(2)此問可以這樣分類考慮,以A、C、F、G四點為頂點的四邊形為平行四邊形,在圖中已經(jīng)存在一條線段AC,分別以AC為對角線和一條邊來考慮。當(dāng)AC為對角線時,如圖3,此時CG//x軸,由平行四邊形對邊平行且相等,G點的縱坐標(biāo)與C點的縱坐標(biāo)相同,都是-3, 點G1坐標(biāo)為(0,-3)??梢?,G點向右平移了兩個單位得到C點,同樣A點向右平移兩個單位得到F1點,即F1(1,0)。
當(dāng)AC為平行四邊形的一條邊時候,如圖4,AC的對邊FG可看作由AC平移得到,C點對應(yīng)點為F.由于C點縱坐標(biāo)是-3,F(xiàn)點縱坐標(biāo)是0,所以F點由C向上平移3個單位,同樣G點由A點向上平移3個單位,A點縱坐標(biāo)是0,則G點的縱坐標(biāo)為3。所以,當(dāng)y=3時,拋物線y=x2-2x-3對應(yīng)的點可求為G2(1+■,3),G3(1-■)。當(dāng)G2(1+■,3)是由A(-1,0)向右平移2+■個單位得到,同樣C點向右平移2+■個單位得到2+(2+■)=4+■,F(xiàn)2(4+■,0);當(dāng)G3(1-■,3)是由A(-1,0)向左平移-1-(1-■)=-2+■個單位得到,同樣C點向左平移-2+■得到2-(-2+■)=4-■,F(xiàn)3(4-■).
如圖5,可將AC向下平移,此時CG//x軸,C、G關(guān)于對稱軸x=1對稱,則G(0,-3),即C(2,-3)點向左平移兩個單位,同樣A(-1,0)向左平移兩個單位得到F4(-3,0).
【解題策略】動點產(chǎn)生的平行四邊形問題:一般已知兩個點,其他兩點具有一定的條件限制,判斷是否存在滿足該條件并能夠成平行四邊形的點;或已知三個點,問是否存在第四個點使這四個點所構(gòu)成的四邊形為平行四邊形。此時,要先利用平行四邊形的性質(zhì)確定點的存在性,然后分情況討論,再觀察計算平移的方向和距離。由此例題可見,畫圖這一步很重要,因為隨著點(線)的移動,與之相關(guān)的一些圖形肯定隨著改變,而且點(線)平移到不同的位置,我們要研究的圖形可能會改變,同時可以考慮到多種情況,不容易漏解。所以,一定要畫圖,不能憑空想象。
(遼寧省瓦房店市第三初級中學(xué))