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【老楊講壓軸】第05講 拋物線下的面積、距離差定值問題

 長沙7喜 2018-04-10



老楊有話說

       對于初三生而言,往年的中考試卷、模擬卷都具有很高的參考價值。而數(shù)學又是重中之重,做數(shù)學試卷,經(jīng)常會遇到幾個較難的題目,通常是選擇第9第10題,填空14、15題和大題22題(類比探究)、23題(拋物線綜合題)。此類問題有一個響亮的名號——“壓軸題”。通常會綜合許多知識點進行考察。學生獨立解決有時難度較大,因此,老楊決定用幾講的時間為大家精選部分模擬卷上的壓軸題——“老楊講壓軸”系列,有時間的話就錄制微課上傳到這里,供大家學習。今天我們重新更新2015年河南中考23題,只為你需要的視頻講解。

老楊講壓軸 第04講

2015 · 河南中考   




23.11分)如圖,邊長為8的正方形OABC的兩邊在坐標軸上,以點C為頂點的拋物線經(jīng)過點A,點P是拋物線上點A、C間的一個動點(含端點),過點PPFBC于點F. 點D、E的坐標分別為(0,6),(-4,0),連接PD,PE,DE.

1)請直接寫出拋物線的解析式;

2)小明探究點P的位置發(fā)現(xiàn):當點P與點AC重合時,PDPF的差為定值.進而猜想:對于任意一點P,PDPF的差為定值.請你判斷該猜想是否正確,并說明理由;

3)小明進一步探究得出結(jié)論:若將使PDE的面積為整數(shù)的點P記作好點,則存在多個好點,且使PDE的周長最小的點P也是一個好點”.請直接寫出所有好點的個數(shù),并求出PDE的周長最小時好點的坐標.

分析

第(1)問:比較簡單,頂點C坐標易得(0,8),設y=a(x-h)2+k然后代入點A(-8,0)坐標可解。

第(2)問:D(0,6)其實是這條拋物線的焦點,直線BCy=8相當于拋物線的準線y=10向下平移兩個單位得到。因此,PDPD的差為2.當然,在這里,我們還不能使用高中的焦點、準線等拋物線相關(guān)知識解決,需要用兩點間距離公式求解,公式如下:

第(3)問:好點有兩類,一類是△PDE面積為整數(shù),另一類是△PDE周長最??;分別研究.

①△PDE的面積可以采用分割法進行求解:S△PDE=S△POE+S△POD 

S△DOE.然后利用二次函數(shù)限定范圍上最值得到此類好點的個數(shù).

②△PDE的周長最?。褐荛L由三條線段DEPD、PE組成,DE為定值10,因此只需PD+PE最小,很自然想到最短路徑問題——作定點D或定點E關(guān)于動點所在直線的對稱點,但是動點在拋物線上,而不是直線上,所以,做對稱點是不可能的。還好,我們有第(2)問做鋪墊,由第(2)問的結(jié)論PD-PF=2,有PD+PE=(PF+2)+PE=PE+PF+2,周長最小就轉(zhuǎn)化為PE+PF+12最小,也即PE+PF最小。而E為定點,PF為動點,且PF必須垂直BC(因為表示距離),因此當E、P、F三點共線且垂直于BCPE+PF最小,此時PE橫坐標相同,可得此時題中所謂的“好點”的坐標。


參考答案


   


視頻講解



手寫參考答案



       筆者在2015年教授初三時,曾在《說明與檢測》上見過一道類似題目,也是通過兩點間距離公式證明拋物線上動點P到對稱軸上的點F(焦點)的距離與到某直線(平行于準線)的距離之差為定值。當時只覺很偶然,誰料想中考竟然出了這個問題!

        后來,又在新版《說明與檢測》上見到一道類似題目,摘抄在下面,供讀者練習使用。

2011 · 四川眉山 · 中考數(shù)學 · 第26題  

(11分)如圖,在直角坐標系中,已知點A(0,1),B(-4,4).將點B繞點A順時針方向旋轉(zhuǎn)90°得到點C,頂點在坐標原點的拋物線經(jīng)過點B

 (1) 求拋物線的解析式和點C的坐標;

(2) 拋物線上一動點P,設點Px軸的距離為d1,點P到點A的距離為d2,試說明d2=d1+1;

 (3) (2)的條件下,請?zhí)骄慨旤cP位于何處時.△PAC的周長有最小值,并求出△PAC的周長的最小值.


參考答案

老楊有話說Tips

      由此可見,2015年的河南中考23題改編自2011年眉山中考26題。考察內(nèi)容如出一轍!這也再次說明了歷年中考題對當年考生的重要性。出卷人憑空編造一道題是不常見的,多數(shù)情況下都是從往年的其他地市的中考題進行改編、創(chuàng)造。

     因此,備考的同學們要注意做本地中考題外,適當做一些其他地市的中考題,以拓寬自己的解題水平和認知水平。

      此外,適當?shù)靥崆邦A習一些高中數(shù)學的知識(如兩點間的距離公式等)對于初中數(shù)學的學習也是大有幫助的。本文關(guān)于拋物線的焦點、準線的相關(guān)知識,請讀者自行搜索或者翻看高中數(shù)學教材“圓錐曲線”章節(jié)進行了解。


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