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二次函数在全国中考数学中常常作为压轴题,同时在各级各类竞赛中也有二次函数大题,很多学生在有限的时间内都不能很好完成。由于在高中和大学中很多数学知识都与函数知识或函数的思想有关,学生在初中阶段函数知识和函数思维方法学得好否,直接关系到未来数学的学习。所以二次函数综合题自然就成了相关命题老师和专家、学者的必选内容。其实它可以总结成以下几个方面的问题:
一、求证“两线段相等”的问题:
借助于函数解析式,先把动点坐标用一个字母表示出来;然后看两线段的长度是什么距离(即是“点点”距离,还是“点轴距离”,还是“点线距离”,再运用两点之间的距离公式或点到x轴(y轴)的距离公式或点到直线的距离公式,分别把两条线段的长度表示出来,分别把它们进行化简,即可证得两线段相等。
二、求一个已知点关于一条已知直线的对称点的坐标问题:
先用点斜式(或称K点法)求出过已知点,且与已知直线垂直的直线解析式,再求出两直线的交点坐标,最后用中点坐标公式即可。
三、抛物线上是否存在一点,使之到定直线的距离最大”的问题:
1、先求出定直线的斜率,由此可设出与定直线平行且与抛物线相切的直线的解析式,再由该直线与抛物线的解析式组成方程组,用代入法把字母y消掉,得到一个关于x的的一元二次方程,由题有△= -4ac=0从而就可求出该切线的解析式,再把该切线解析式与抛物线的解析式组成方程组,求出x、y的值,即为切点坐标,然后再利用点到直线的距离公式,计算该切点到定直线的距离,即为最大距离。
2、该问题等价于相应动三角形的面积最大问题,从而可先求出该三角形取得最大面积时,动点的坐标,再用点到直线的距离公式,求出其最大距离。
3、先把抛物线的方程对自变量求导,运用导数的几何意义,当该导数等于定直线的斜率时,求出的点的坐标即为符合题意的点,其最大距离运用点到直线的距离公式可以轻松求出。
四、“在定直线上是否存在一点,使之到两定点的距离之和最小”的问题:
先求出两个定点中的任一个定点关于定直线的对称点的坐标,再把该对称点和另一个定点连结得到一条线段,该线段的长度即为符合题中要求的最小距离,而该线段与定直线的交点就是符合距离之和最小的点,其坐标很易求出。
五、“题中含有两角相等,求相关点的坐标或线段长度”等的问题:
题中含有两角相等,则意味着应该运用三角形相似来解决,此时寻找三角形相似中的基本模型“A”或“X”是关键和突破口。
六、“一个已知点关于一条已知的斜直线的对称点坐标的求法”问题:
由于已知点和对称点所在的直线与已知直线垂直,运用点斜式,求出已知点和对称点所在的直线的解析式,再求两直线的交点坐标,最后用中点坐标公式即可求出对称点的坐标。简称“一直解二交点三对标”。
七、“定四边形面积的求解”问题:
1、连接一条对角线,分成两个三角形面积之和;2、过不在x轴或y轴上的四边形的一个顶点,向x轴(或y轴)作垂线,或者把该点与原点连结起来,分割成一个梯形(常为直角梯形)和一些三角形的面积之和(或差),或几个基本模型的三角形面积的和(差)
八、“两个三角形相似”的问题:
1、两个定三角形是否相似:(1)已知有一个角相等的情形:运用两点间的距离公式求出已知角的两条夹边,看看是否成比例?若成比例,则相似;否则不相似。(2)不知道是否有一个角相等的情形:运用两点间的距离公式求出两个三角形各边的长,看看是否成比例?若成比例,则相似;否则不相似。
2、一个定三角形和动三角形相似:
(1)已知有一个角相等的情形:先借助于相应的函数关系式,把动点坐标表示出来(一母示),然后把两个目标三角形(题中要相似的那两个三角形)中相等的那个已知角作为夹角,分别计算或表示出夹角的两边,让形成相等的夹角的那两边对应成比例(要注意是否有两种情况),列出方程,解此方程即可求出动点的横坐标,进而求出纵坐标,注意去掉不合题意的点。
(2)不知道是否有一个角相等的情形:这种情形在相似性中属于高端问题,破解方法是,在定三角形中,由各个顶点坐标求出定三角形三边的长度,用观察法得出某一个角可能是特殊角,再为该角寻找一个直角三角形,用三角函数的方法得出特殊角的度数,在动点坐标“一母示”后,分析在动三角形中哪个角可以和定三角形中的那个特殊角相等,借助于特殊角,为动点寻找一个直角三角形,求出动点坐标,从而转化为已知有一个角相等的两个定三角形是否相似的问题了,只需再验证已知角的两边是否成比例?若成比例,则所求动点坐标符合题意,否则这样的点不存在。简称“找特角,求(动)点标,再验证”。或称为“一找角,二求标,三验证”。
九、“某函数图象上是否存在一点,使之与另两个定点构成等腰三角形”的问题:
首先弄清题中是否规定了哪个点为等腰三角形的顶点。先借助于动点所在图象的解析式,表示出动点的坐标,按分类的情况,分别利用相应类别下两腰相等,使用两点间的距离公式,建立方程。解出此方程,即可求出动点的横坐标,再借助动点所在图象的函数关系式,可求出动点纵坐标,注意去掉不合题意的点。
十、“抛物线上是否存在一点,使两个图形的面积之间存在和差倍分关系”的问题:
先用动点坐标“一母示”的方法设出直接动点坐标,分别表示或计算,然后由题意建立两个图形面积关系的一个方程,解之即可。如果问题中求的是间接动点坐标,那么在求出直接动点坐标后,再往下继续求解即可。
十一、“某图形〈直线或抛物线〉上是否存在一点,使之与另两定点构成直角三角形”的问题:
1、若夹直角的两边与y轴都不平行:先设出动点坐标,视题目分类的情况,分别用斜率公式算出夹直角的两边的斜率,再运用两直线垂直的斜率结论,得到一个方程,解之即可。
2、若夹直角的两边中有一边与y 轴平行,此时不能使用斜率公式。补救措施是:过余下的那一个点直接向平行于y的直线作垂线或过直角点作平行于y轴的直线的垂线与另一相关图象相交,则相关点的坐标可轻松搞定。
十二、“某图象上是否存在一点,使之与另两定点构成等腰直角三角形”的问题
1、若定点为直角顶点:先用k点法求出另一直角边所在直线的解析式,利用该解析式与所求点所在的图象的解析式组成方程组,求出交点坐标,再用两点间的距离公式计算出两条直角边等否?若等,该交点合题,反之不合题,舍去。
2、若动点为直角顶点:先利用k点法求出定线段的中垂线的解析式,再把该解析式与所求点所在图象的解析式组成方程组,求出交点坐标,再分别计算出该点与两定点所在的两条直线的斜率,把这两个斜率相乘,看其结果是否为-1?若为-1,则就说明所求交点合题;反之,舍去。
一、求证“两线段相等”的问题:
借助于函数解析式,先把动点坐标用一个字母表示出来;然后看两线段的长度是什么距离(即是“点点”距离,还是“点轴距离”,还是“点线距离”,再运用两点之间的距离公式或点到x轴(y轴)的距离公式或点到直线的距离公式,分别把两条线段的长度表示出来,分别把它们进行化简,即可证得两线段相等。
二、求一个已知点关于一条已知直线的对称点的坐标问题:
先用点斜式(或称K点法)求出过已知点,且与已知直线垂直的直线解析式,再求出两直线的交点坐标,最后用中点坐标公式即可。
三、抛物线上是否存在一点,使之到定直线的距离最大”的问题:
1、先求出定直线的斜率,由此可设出与定直线平行且与抛物线相切的直线的解析式,再由该直线与抛物线的解析式组成方程组,用代入法把字母y消掉,得到一个关于x的的一元二次方程,由题有△= -4ac=0从而就可求出该切线的解析式,再把该切线解析式与抛物线的解析式组成方程组,求出x、y的值,即为切点坐标,然后再利用点到直线的距离公式,计算该切点到定直线的距离,即为最大距离。
2、该问题等价于相应动三角形的面积最大问题,从而可先求出该三角形取得最大面积时,动点的坐标,再用点到直线的距离公式,求出其最大距离。
3、先把抛物线的方程对自变量求导,运用导数的几何意义,当该导数等于定直线的斜率时,求出的点的坐标即为符合题意的点,其最大距离运用点到直线的距离公式可以轻松求出。
四、“在定直线上是否存在一点,使之到两定点的距离之和最小”的问题:
先求出两个定点中的任一个定点关于定直线的对称点的坐标,再把该对称点和另一个定点连结得到一条线段,该线段的长度即为符合题中要求的最小距离,而该线段与定直线的交点就是符合距离之和最小的点,其坐标很易求出。
五、“题中含有两角相等,求相关点的坐标或线段长度”等的问题:
题中含有两角相等,则意味着应该运用三角形相似来解决,此时寻找三角形相似中的基本模型“A”或“X”是关键和突破口。
六、“一个已知点关于一条已知的斜直线的对称点坐标的求法”问题:
由于已知点和对称点所在的直线与已知直线垂直,运用点斜式,求出已知点和对称点所在的直线的解析式,再求两直线的交点坐标,最后用中点坐标公式即可求出对称点的坐标。简称“一直解二交点三对标”。
七、“定四边形面积的求解”问题:
1、连接一条对角线,分成两个三角形面积之和;2、过不在x轴或y轴上的四边形的一个顶点,向x轴(或y轴)作垂线,或者把该点与原点连结起来,分割成一个梯形(常为直角梯形)和一些三角形的面积之和(或差),或几个基本模型的三角形面积的和(差)
八、“两个三角形相似”的问题:
1、两个定三角形是否相似:(1)已知有一个角相等的情形:运用两点间的距离公式求出已知角的两条夹边,看看是否成比例?若成比例,则相似;否则不相似。(2)不知道是否有一个角相等的情形:运用两点间的距离公式求出两个三角形各边的长,看看是否成比例?若成比例,则相似;否则不相似。
2、一个定三角形和动三角形相似:
(1)已知有一个角相等的情形:先借助于相应的函数关系式,把动点坐标表示出来(一母示),然后把两个目标三角形(题中要相似的那两个三角形)中相等的那个已知角作为夹角,分别计算或表示出夹角的两边,让形成相等的夹角的那两边对应成比例(要注意是否有两种情况),列出方程,解此方程即可求出动点的横坐标,进而求出纵坐标,注意去掉不合题意的点。
(2)不知道是否有一个角相等的情形:这种情形在相似性中属于高端问题,破解方法是,在定三角形中,由各个顶点坐标求出定三角形三边的长度,用观察法得出某一个角可能是特殊角,再为该角寻找一个直角三角形,用三角函数的方法得出特殊角的度数,在动点坐标“一母示”后,分析在动三角形中哪个角可以和定三角形中的那个特殊角相等,借助于特殊角,为动点寻找一个直角三角形,求出动点坐标,从而转化为已知有一个角相等的两个定三角形是否相似的问题了,只需再验证已知角的两边是否成比例?若成比例,则所求动点坐标符合题意,否则这样的点不存在。简称“找特角,求(动)点标,再验证”。或称为“一找角,二求标,三验证”。
九、“某函数图象上是否存在一点,使之与另两个定点构成等腰三角形”的问题:
首先弄清题中是否规定了哪个点为等腰三角形的顶点。先借助于动点所在图象的解析式,表示出动点的坐标,按分类的情况,分别利用相应类别下两腰相等,使用两点间的距离公式,建立方程。解出此方程,即可求出动点的横坐标,再借助动点所在图象的函数关系式,可求出动点纵坐标,注意去掉不合题意的点。
十、“抛物线上是否存在一点,使两个图形的面积之间存在和差倍分关系”的问题:
先用动点坐标“一母示”的方法设出直接动点坐标,分别表示或计算,然后由题意建立两个图形面积关系的一个方程,解之即可。如果问题中求的是间接动点坐标,那么在求出直接动点坐标后,再往下继续求解即可。
十一、“某图形〈直线或抛物线〉上是否存在一点,使之与另两定点构成直角三角形”的问题:
1、若夹直角的两边与y轴都不平行:先设出动点坐标,视题目分类的情况,分别用斜率公式算出夹直角的两边的斜率,再运用两直线垂直的斜率结论,得到一个方程,解之即可。
2、若夹直角的两边中有一边与y 轴平行,此时不能使用斜率公式。补救措施是:过余下的那一个点直接向平行于y的直线作垂线或过直角点作平行于y轴的直线的垂线与另一相关图象相交,则相关点的坐标可轻松搞定。
十二、“某图象上是否存在一点,使之与另两定点构成等腰直角三角形”的问题
1、若定点为直角顶点:先用k点法求出另一直角边所在直线的解析式,利用该解析式与所求点所在的图象的解析式组成方程组,求出交点坐标,再用两点间的距离公式计算出两条直角边等否?若等,该交点合题,反之不合题,舍去。
2、若动点为直角顶点:先利用k点法求出定线段的中垂线的解析式,再把该解析式与所求点所在图象的解析式组成方程组,求出交点坐标,再分别计算出该点与两定点所在的两条直线的斜率,把这两个斜率相乘,看其结果是否为-1?若为-1,则就说明所求交点合题;反之,舍去。