【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(wú)可比擬的重要地位.對(duì)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(shí)的綜合性二次函數(shù)問(wèn)題十分常見(jiàn),如線(xiàn)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(jìn)行分析,以具體例題為載體向?qū)W生展示題型特點(diǎn)和解題思路,豐富解題經(jīng)驗(yàn),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(xiàn)段周長(zhǎng)綜合題
與二次函數(shù)有關(guān)的線(xiàn)段周長(zhǎng)問(wèn)題,一般會(huì)考查線(xiàn)段的具體值或最值,解題的關(guān)鍵在于運(yùn)用距離公式d=x1-x22+y1-y22表示有關(guān)線(xiàn)段,其中涉及點(diǎn)坐標(biāo)的假設(shè),此時(shí)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(yùn)算求大??;若求最值,則用一個(gè)未知量表示線(xiàn)段或周長(zhǎng),求表達(dá)式最值即可.
例1 如圖1所示,拋物線(xiàn)y=ax2+bx+c與x軸交于A-1,0,B3,0兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C(0,-3),連接BC,在直線(xiàn)BC下方的拋物線(xiàn)上取一點(diǎn)M,過(guò)點(diǎn)M作平行于y軸的直線(xiàn)交BC于點(diǎn)N,求線(xiàn)段MN的最大值.
解析 設(shè)直線(xiàn)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(xiàn)BC的解析式為y=x-3,
由題意可知拋物線(xiàn)解析式為y=x2-2x-3.
因?yàn)镸N∥y軸,且點(diǎn)N在直線(xiàn)BC上,點(diǎn)M在拋物線(xiàn)上,
設(shè)點(diǎn)Ma,a2-2a-3,點(diǎn)Na,a-3,
MN=a-3-a2-2a-3=-a2+3a,
當(dāng)a=-32×-1=32時(shí),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(wèn)題,通常針對(duì)二次函數(shù)上的點(diǎn)構(gòu)成的三角形或四邊形進(jìn)行考查.這類(lèi)面積問(wèn)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(guò)運(yùn)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(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,其頂點(diǎn)為P,連接PA,AC,CP,過(guò)點(diǎn)C作y軸的垂線(xiàn)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(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,頂點(diǎn)為P,
A1,0,B5,0,C(0,-5),P(3,4),
設(shè)直線(xiàn)PC的解析式為y=kx+b,
則有b=-53k+b=4,
解得k=3b=-5,
所以直線(xiàn)PC的解析式為y=3x-5,
設(shè)直線(xiàn)交x軸于點(diǎn)D,如圖2所示,
令y=0,可知x=53,
則點(diǎn)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(lèi)問(wèn)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(wèn)題還需要靈活構(gòu)造相似三角形和全等三角形,將角度問(wèn)題等價(jià)轉(zhuǎn)化為線(xiàn)段長(zhǎng)度問(wèn)題,從而進(jìn)行進(jìn)一步的解答.
例3 如圖3所示,拋物線(xiàn)y=ax2+bx+3與x軸交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,直線(xiàn)l與拋物線(xiàn)交于A-6,0,D-1,5兩點(diǎn),點(diǎn)P是直線(xiàn)AD上方拋物線(xiàn)上的一點(diǎn),設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為m,過(guò)點(diǎn)P作PE⊥AD于點(diǎn)E,連接BC,OP,試探究:在點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,是否存在點(diǎn)P,使∠OPE=∠BCO,若存在,請(qǐng)寫(xiě)出m的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
圖3
解析 由題意可得拋物線(xiàn)的解析式為y=-12x2-52x+3,直線(xiàn)l的解析式為y=x+6.
設(shè)點(diǎn)Pm,-12m2-52m+3,OP與AD相交于點(diǎn)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(diǎn)Et,t+6,
因?yàn)镻E⊥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?yàn)椤螼PE=∠BCO,
∠FEP=∠BOC=90°,
所以△FPE∽△BCO,
即FEPE=BOCO,
當(dāng)x=0時(shí),y=3;
當(dāng)y=0時(shí),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(yǔ)
上述三類(lèi)不同的二次函數(shù)綜合例題分析,分別對(duì)線(xiàn)段周長(zhǎng)、面積和角度綜合題的特點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)解題思路進(jìn)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).