袁宏觀
數(shù)學(xué)壓軸題是為考查考生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力而設(shè)計(jì)的,集中體現(xiàn)知識(shí)的綜合性和方法的綜合性,多數(shù)為函數(shù)型綜合題和幾何型綜合題. 中考?jí)狠S題大多是以坐標(biāo)系為橋梁,運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想,通過建立點(diǎn)與數(shù)即坐標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,一方面可用代數(shù)方法研究幾何圖形的性質(zhì),另一方面又可借助幾何直觀,得到某些代數(shù)問題的解答. 解題的關(guān)鍵是掌握幾種常用的數(shù)學(xué)思想方法.
一是運(yùn)用函數(shù)與方程思想. 以直線或拋物線知識(shí)為載體,列(解)方程或方程組求其解析式,研究其性質(zhì).
二是運(yùn)用分類討論的思想. 對(duì)問題的條件或結(jié)論的多變性進(jìn)行探究.
三是運(yùn)用轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想. 由已知向未知,由復(fù)雜向簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換. 中考?jí)狠S題是對(duì)考生綜合能力的一個(gè)全面考查,所涉及的知識(shí)面廣,思想方法也較全面. 因此,可把壓軸題分離為相對(duì)獨(dú)立而又單一的知識(shí)或方法組塊去思考和探究.
原題呈現(xiàn) 如圖1,二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖像經(jīng)過點(diǎn)(0,3),且當(dāng)x=1時(shí),y有最小值2.
(1) 求a,b,c的值;
(2) 設(shè)二次函數(shù)y=k(2x+2)-(ax2+bx+c)(k為實(shí)數(shù)),它的圖像的頂點(diǎn)為D.
①當(dāng)k=1時(shí),求二次函數(shù)y=k(2x+2)-(ax2+bx+c)的圖像與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo);
②請(qǐng)?jiān)诙魏瘮?shù)y=ax2+bx+c與y=k(2x+2)-(ax2+bx+c)的圖像上各找出一個(gè)點(diǎn)M,N,不論k取何值,這兩個(gè)點(diǎn)始終關(guān)于x軸對(duì)稱,直接寫出點(diǎn)M,N的坐標(biāo)(點(diǎn)M在點(diǎn)N的上方);
③過點(diǎn)M的一次函數(shù)y=-x+t的圖像與二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖像交于另一點(diǎn)P,當(dāng)k為何值時(shí),點(diǎn)D在∠NMP的平分線上?
④當(dāng)k取-2,-1,0,1,2時(shí),通過計(jì)算,得到對(duì)應(yīng)的拋物線y=k(2x+2)-(ax2+bx+c)的頂點(diǎn)分別為(-1,-6),(0,-5),(1,-2),(2,3),(3,10),請(qǐng)問:頂點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)是變量嗎?縱坐標(biāo)是如何隨橫坐標(biāo)的變化而變化的?
【分析】本題是一道以二次函數(shù)為背景的題目,綜合考查了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式、二次函數(shù)的性質(zhì)、函數(shù)圖像上點(diǎn)的坐標(biāo)特征、相似三角形的判定與性質(zhì)以及一元二次方程的解法等知識(shí).
(1)設(shè)函數(shù)解析式為頂點(diǎn)式,把(0,3)代入求得a,然后再把a(bǔ)的值代入化為一般式,即得a、b、c的值;
(2) ①當(dāng)k=1時(shí),可得函數(shù)解析式為y=
-x2+4x-1,令y=0時(shí),求出x的值,可寫出與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo);②由于點(diǎn)M、N關(guān)于x軸對(duì)稱,則點(diǎn)M和點(diǎn)N的縱坐標(biāo)互為相反數(shù),即ax2+bx+c+[k(2x+2)-(ax2+bx+c)]=0,解得x=
-1,代入函數(shù)解析式y(tǒng)=ax2+bx+c與y=k(2x+2)-(ax2+bx+c)中,即可求出點(diǎn)M,N的坐標(biāo);③易得一次函數(shù)解析式為y=-x+,可得此直線與x軸交點(diǎn)A(7,0),根據(jù)已知可得AE=8,MN=10,設(shè)MD交x軸于點(diǎn)B,作BC⊥MA于點(diǎn)C,利用三角形相似或銳角三角函數(shù)的定義列出等式,求得BC=3,將點(diǎn)B的坐標(biāo)代入MB的解析式,即可求出k的值;④通過觀察頂點(diǎn)坐標(biāo)的變化可得:當(dāng)頂點(diǎn)的橫坐標(biāo)大于-1時(shí),頂點(diǎn)的縱坐標(biāo)隨橫坐標(biāo)的增大而增大,當(dāng)頂點(diǎn)的橫坐標(biāo)小于-1時(shí),頂點(diǎn)的縱坐標(biāo)隨橫坐標(biāo)的增大而減小.
②∵點(diǎn)M、N關(guān)于x軸對(duì)稱,則點(diǎn)M和點(diǎn)N的縱坐標(biāo)互為相反數(shù),即ax2+bx+c+[k(2x+2)-(ax2+bx+c)]=0,2k(x+1)=0,不論k取何值方程都有解,∴x=-1,y=ax2+bx+c=x2-2x+3=1+2+3=6,點(diǎn)M的坐標(biāo)為(-1,6),∴點(diǎn)N的坐標(biāo)為(-1,-6).
∵M(jìn)N⊥x軸,
∴E點(diǎn)的橫坐標(biāo)為-1,∴AE=8.
又∵M(jìn)E=6,∴MA=10.
如圖2,設(shè)MD交AE于點(diǎn)B,作BC⊥AM于點(diǎn)C.
④是. 當(dāng)頂點(diǎn)的橫坐標(biāo)大于-1時(shí),頂點(diǎn)的縱坐標(biāo)隨橫坐標(biāo)的增大而增大,當(dāng)頂點(diǎn)的橫坐標(biāo)小于-1時(shí),頂點(diǎn)的縱坐標(biāo)隨橫坐標(biāo)的增大而減小.