【摘要】二次函數(shù)綜合題中通常會涉及相似三角形,這種類型題目一般都是作為壓軸題目出現(xiàn),難度較大,重在考查學(xué)生計(jì)算能力以及知識綜合運(yùn)用能力.作為初中數(shù)學(xué)教師,要幫助學(xué)生提高解題效率并保證結(jié)果準(zhǔn)確,就要引導(dǎo)其掌握正確的解題思想方法.本文針對中考數(shù)學(xué)二次函數(shù)與相似圖形的綜合題型解題思想方法展開研究.
【關(guān)鍵詞】初中數(shù)學(xué);二次函數(shù);解題方法
在中考中,二次函數(shù)與相似圖形為重點(diǎn)考點(diǎn),多在綜合題型中出現(xiàn)[1].學(xué)生對于這方面問題要具備獨(dú)立解決能力,確保解題方向正確,合理使用解題方法,才能加快解題速度,提高結(jié)果的準(zhǔn)確率[2].
1 待定系數(shù)法與分類討論思想結(jié)合
例1 如圖1,直線y=2x+2與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B.把△AOB沿y 軸翻折,點(diǎn)A落到點(diǎn)C處,過點(diǎn)B的拋物線y=-x2+bx+c與直線BC交于點(diǎn)D(3,-4).
(1)求直線BD和拋物線的解析式;
(2)在第一象限內(nèi)的拋物線上,是否存在一點(diǎn)M,作MN垂直于x軸,垂足為點(diǎn)N,使得以M、O、N為頂點(diǎn)的三角形與△BOC相似?若存在,求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請說明理由;
(3)在直線BD上方的拋物線上有一動(dòng)點(diǎn)P,過點(diǎn)P作PH垂直于x軸,交直線BD于點(diǎn)H.當(dāng)四邊形BOHP是平行四邊形時(shí),試求動(dòng)點(diǎn)P的坐標(biāo).
解析 (1)對直線y=2x+2,當(dāng)x=0時(shí),得y=2,從而可以確定B的坐標(biāo)為(0,2),同時(shí)已知點(diǎn)D的坐標(biāo)為(3,-4),所以可求出直線BD的解析式為:y=-2x+2.
拋物線解析式中,有兩個(gè)待定系數(shù),將坐標(biāo)點(diǎn)B(0,2),D(3,-4)代入,就能求出拋物線的解析式y(tǒng)=-x2+x+2.
(2)設(shè)定存在點(diǎn)M使兩個(gè)三角形相似,根據(jù)相似列線段比例式轉(zhuǎn)化成代數(shù)比例式,再轉(zhuǎn)化成方程,最后對方程求解(見圖2).如果方程有解,就可以證明存在;如果無解,就可以證明不存在[3].因?yàn)樵谝阎獥l件中,并未明確哪兩個(gè)角是對應(yīng)角,所以,此時(shí)分為兩種情況進(jìn)行討論.按照這個(gè)數(shù)學(xué)解題思想,采用如下討論方式[4].
設(shè)定存在點(diǎn)M(x,y)符合題意,拋物線上有M點(diǎn),將點(diǎn)M的坐標(biāo)表示為(x,-x2+x+2),就可以得到MN=-x2+x+2,NO=x.應(yīng)用分類討論方法以下面兩種情形展開討論:
①當(dāng)△MNO∽△BOC時(shí),則MN∶BO=NO∶OC,
所以(-x2+x+2)∶2=x∶1,
所以2x=-x2+x+2,
解得x=1或x=-2.
因?yàn)辄c(diǎn)M在第一象限,
所以x=-2不符合題意,舍去.
當(dāng)x=1時(shí),y=2,
所以點(diǎn)M的坐標(biāo)為M(1,2).
②當(dāng)△ONM∽△BOC時(shí),
則BO∶ON=OC∶MN,
所以2∶x=1∶(-x2+x+2),
所以x=2(-x2+x+2),
解得x=1+334或x=1-334.
因?yàn)辄c(diǎn)M在第一象限,
所以x=1-334不符合題意,舍去.
當(dāng)x=1+334時(shí),
y=1+338,
故點(diǎn)M的坐標(biāo)為M((1+33)4, (1+338),
所以符合條件的點(diǎn)M的坐標(biāo)為M(1,2),
或M(1+334, (1+338).
(3)這道題是平行四邊形問題,可按照如下方法解題.
因?yàn)辄c(diǎn)P、H分別在拋物線和直線BD上,所以可設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為P(a,-a2+a+2),點(diǎn)H的坐標(biāo)為H(a,-2a +2),又因?yàn)辄c(diǎn)P在直線BD上方,所以0<a<3,所以PH=(-a2+a+2)-(-2a +2)=-a2+3a.
因?yàn)樗倪呅蜝OHP是平行四邊形,所以PH=OB=2,即a2-3a+2=0,解得a=1或a=2均滿足0<a<3.
當(dāng)a=1時(shí),-a2+a+2=2,
當(dāng)a=2時(shí),-a2+a+2=0,
所以點(diǎn)P的坐標(biāo)為(1,2), (2,0)
2 分類討論思想與數(shù)形結(jié)合思想結(jié)合
數(shù)學(xué)解題中有時(shí)不僅需要應(yīng)用分類討論思想,還需要結(jié)合使用數(shù)形結(jié)合思想,根據(jù)題目給出的條件畫出圖形,基于此列出方程或者比例式,轉(zhuǎn)化為方程,解方程,最終解決問題[5].
例2 如圖3,拋物線經(jīng)過A(4,0),B(1,0),C(0,-2)三點(diǎn),求該拋物線的解析式.
解析 (1)因?yàn)樵搾佄锞€過點(diǎn)C(0,-2),
所以可設(shè)該拋物線的解析式為y=ax2+bx-2,
將A(4,0),B(1,0)代入,
得16a+4b-2=0,
A+b-2=0,
解得a=-12,
b=52.
所以此拋物線的解析式為y=-12x2+52x-2.
3 結(jié)語
通過研究明確,中考數(shù)學(xué)中,二次函數(shù)通常被作為壓軸題,以二次函數(shù)為主要考點(diǎn),結(jié)合其他數(shù)學(xué)知識,重在考查學(xué)生的知識綜合運(yùn)用能力.中考數(shù)學(xué)二次函數(shù)與相似圖形的綜合題是比較常見的,一個(gè)考題中將兩個(gè)方面的知識交匯融合,對于中學(xué)生而言,難度非常大.這就需要學(xué)生準(zhǔn)確把握解題思想,合理應(yīng)用解題方法,以提高解題效率.
參考文獻(xiàn):
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[5]武怡廷,常健.基于SOLO分類理論對“雙減”前后中考幾何題的分析——以2020—2022年陜西中考數(shù)學(xué)試卷為例[J].新智慧,2023(15):10-12.