【摘要】二次函數(shù)作為初中數(shù)學(xué)的重要組成板塊,具有無可比擬的重要地位.對二次函數(shù)的綜合性考查是中考必不可缺的題型,結(jié)合幾何知識的綜合性二次函數(shù)問題十分常見,如線段、角度、面積等綜合性大題.本文主要從二次函數(shù)綜合題的不同題型進行分析,以具體例題為載體向?qū)W生展示題型特點和解題思路,豐富解題經(jīng)驗,提高解題準(zhǔn)確率.
【關(guān)鍵詞】初中數(shù)學(xué);二次函數(shù);解題技巧
1 線段周長綜合題
與二次函數(shù)有關(guān)的線段周長問題,一般會考查線段的具體值或最值,解題的關(guān)鍵在于運用距離公式d=x1-x22+y1-y22表示有關(guān)線段,其中涉及點坐標(biāo)的假設(shè),此時則與二次函數(shù)解析式有一定聯(lián)系.若求具體值,則代入數(shù)值運算求大小;若求最值,則用一個未知量表示線段或周長,求表達(dá)式最值即可.
例1 如圖1所示,拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于A-1,0,B3,0兩點,與y軸交于點C(0,-3),連接BC,在直線BC下方的拋物線上取一點M,過點M作平行于y軸的直線交BC于點N,求線段MN的最大值.
解析 設(shè)直線BC的解析式為y=kx+b,
將B3,0,C0,-3代入解析式中,
可得0=3k+b-3=b,
所以k=1,b=-3,
故直線BC的解析式為y=x-3,
由題意可知拋物線解析式為y=x2-2x-3.
因為MN∥y軸,且點N在直線BC上,點M在拋物線上,
設(shè)點Ma,a2-2a-3,點Na,a-3,
MN=a-3-a2-2a-3=-a2+3a,
當(dāng)a=-32×-1=32時,MN的值最大,
最大值為-a2+3a=-322+3×32=94.
圖2
2 面積綜合題
與二次函數(shù)有關(guān)的面積綜合問題,通常針對二次函數(shù)上的點構(gòu)成的三角形或四邊形進行考查.這類面積問題的求解,在于根據(jù)底面積乘以高公式靈活選擇底和高的表達(dá),通過運算得到具體的面積值.
例2 如圖2,在平面直角坐標(biāo)系中,二次函數(shù)y=-x2+6x-5的圖像與x軸交于A,B兩點,與y軸交于點C,其頂點為P,連接PA,AC,CP,過點C作y軸的垂線l,求△PAC的面積.
解析 由二次函數(shù)y=-x2+6x-5的圖像與x軸交于A、B兩點,與y軸交于點C,頂點為P,
A1,0,B5,0,C(0,-5),P(3,4),
設(shè)直線PC的解析式為y=kx+b,
則有b=-53k+b=4,
解得k=3b=-5,
所以直線PC的解析式為y=3x-5,
設(shè)直線交x軸于點D,如圖2所示,
令y=0,可知x=53,
則點D53,0,
故△PAC的面積為S=12×53-1×4+5=3.
3 角度綜合題
二次函數(shù)相關(guān)的角度綜合題屬于難度較大的一類問題,角度綜合題通常和相似三角形、全等三角形有一定聯(lián)系,故解答二次函數(shù)的角度問題還需要靈活構(gòu)造相似三角形和全等三角形,將角度問題等價轉(zhuǎn)化為線段長度問題,從而進行進一步的解答.
例3 如圖3所示,拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于A,B兩點,與y軸交于點C,直線l與拋物線交于A-6,0,D-1,5兩點,點P是直線AD上方拋物線上的一點,設(shè)點P的橫坐標(biāo)為m,過點P作PE⊥AD于點E,連接BC,OP,試探究:在點P運動過程中,是否存在點P,使∠OPE=∠BCO,若存在,請寫出m的值;若不存在,請說明理由.
圖3
解析 由題意可得拋物線的解析式為y=-12x2-52x+3,直線l的解析式為y=x+6.
設(shè)點Pm,-12m2-52m+3,OP與AD相交于點F,
則OP的解析式為y=k1x,
所以k1m=-12m2-52m+3,
解得k1=-12m-52m+3m,
所以y=-12m-52+3mx,
聯(lián)立得y=-12m-52+3mxy=x+6,
解得x=-12mm2+7m-6,
y=6m2+5m-6m2+7m-6,
所以F-12mm2+7m-6,6m2+5m-6m2+7m-6,
設(shè)點Et,t+6,
因為PE⊥AD,
所以PA2=AE2+PE2,
即m+62+-12m2-52m+3-02
=t+62+t+6-02+t-m2+
t+6+12m2+52m-32,
解得t=-m2-3m-64,
所以E-m2-3m-64,-m2-3m+184,
FE=24m2+7m+6·m2+3m-6m2+7m-6,
PE=24m2+7m+6.
因為∠OPE=∠BCO,
∠FEP=∠BOC=90°,
所以△FPE∽△BCO,
即FEPE=BOCO,
當(dāng)x=0時,y=3;
當(dāng)y=0時,x=-6或x=1,
所以O(shè)B=1,OC=3,
m2+3m-6m2+7m-6=13,
解得m=2(舍去),
m=-10-2,
m=-3,
m=10-2(舍去),
綜上,m=-3或m=-10-2.
4 結(jié)語
上述三類不同的二次函數(shù)綜合例題分析,分別對線段周長、面積和角度綜合題的特點及其對應(yīng)解題思路進行分析.其中距離公式、坐標(biāo)的假設(shè)與求解都是需要學(xué)生熟練掌握的基本內(nèi)容,應(yīng)得到關(guān)注與練習(xí).