從兩個方向對一道二次函數壓軸題進行改編

從兩個方向對一道二次函數壓軸題進行改編

原題:

已知拋物線y=x²+bx-3(b是常數),經過點A(-1,0)

(1)求拋物線的解析式和頂點座標;

(2)P(m,t)為拋物線上的一個動點,P關於原點的對稱點是P'

①當點P'落在該拋物線上時,求m的值;

②當點P'落在第二象限內,P'A²取得最小值時,求m的值。


接上一期文章《常規解題套路解決無配圖二次函數壓軸題》,感覺難度適中,特別是最後一問,不足以承擔起壓軸題區分度的重任,於是便思索著改編它,早上與組內代老師、楊老師、劉老師一起研討後,改出了兩個方向:面積最值和直角三角形存在性討論。

面積最值

(3)如圖,當點P在第四象限時,點B、C為拋物線與座標軸的另兩個交點,連接P'B和P'C,求△P'BC面積的最大值。


從兩個方向對一道二次函數壓軸題進行改編

常用方法是表示出點P'的座標,然後將△P'BC的面積表示出來,很容易想到,缺點是計算量較大,如果採用拋物線與直線“相切”的思路,無疑更為簡潔一些。

由於點P與P'關於原點對稱,且BC為定線段,則點P到BC的距離與點P'到BC的距離之比相等,具體比值並不重要,只要點P到BC距離最遠,那麼點P'到BC距離也一定最遠,此小題中,點P被限制在第四象限內,即在線段BC下方的拋物線上,因此我們只需要找一條直線,從拋物線右下方“靠近”至與拋物線“接觸”即可,設這條直線為y=x+n,與拋物線解析式聯立得x+n=x²-2x-3,這個一元二次方程有兩個相同的實數根,意味著△=0,求得n=-21/4,然後再求出點P座標,最後由中心對稱得出點P'座標。

△P'BC的面積求法也有兩種,一種是求出點P'到BC的距離,然後利用三角形面積公式,或者採用割補法。

真角三角形存在性問題

(3)若以點P'、B、C為頂點的三角形為直角三角形,且BC為直角邊,求此時點P的座標。


先考慮點P'到底怎樣運動,它與點P是中心對稱圖形,而點P在拋物線上運動,由此猜想點P'也應該在某條拋物線上,事實上也是,並且點P'所在拋物線的解析式為y=-x²-2x+3,於是我們可以BC為直角邊,在點B與點C處分別作垂線,看這兩條垂線與點P'所在拋物線的交點有幾個,這些點即為所求的點P',最後再求點P。

從兩個方向對一道二次函數壓軸題進行改編

BC的解析式極易求得,為y=x-3,過點B、C的垂線分別為y=-x+3和y=-x-3,將它們分別與y=-x²-2x+3聯立,即可求出點P'座標,共有四個。


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