二次函数是中考必考内容,难度高,综合性强,既可以与代数知识相结合,又可以与几何知识相结合,与几何相关的二次函数存在性问题更是重中之重,该类存在性问题主要有线段存在性、面积存在性、特殊三角形存在性、相似三角形存在性、特殊四边形存在性、角的存在性等问题,在这里将逐一进行讲解,希望能为同学们中考提供助力! 二、 线段最值之线段和最小问题
如图,抛物线y=x2-2x-3与x轴交于A、B两点,(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点
(1) 在抛物线的对称轴上确定点P,使得PA+PC的值最小,并求出此时点P的坐标;
分析:根据题干条件,易求得点A(-1,0),B(3,0),C(0,-3), 分析:根据题干条件,易求得点A(-1,0),B(3,0),C(0,-3),抛物线对称轴为直线x=1。点P是对称轴x=1上一动点,A、C是定点,典型的“将军饮马”问题,(“将军饮马”问题微课请看历史消息)解决该类型的思路是化同侧两点问题为异侧两点,结合“两点之间线段最短”解决问题,因此可连接BC与对称轴交点即满足PA+PC值最小,此时可求直线BC解析式,把x=1代入可得点P坐标。
解:连接BC交对称轴于点P,此时PA+PC值最小
在y=x2-2x-3中,令y=0,则x2-2x-3=0, 解得x1=-1,x2=3,∴A(-1,0)B(3,0) 令x=0,则y=-3,∴点C(0,-3) 设BC解析式为y=kx+b, 则,可得3k+b=0,b=-3,∴k=1,b=-3 ∴直线BC解析式为:y=x-3 当x=1时,y=-2,∴点P(1,-2) 此时PA+PC=BC==3 练习:
如图,抛物线y=-x2+2x+3与x轴交于A、B两点,(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点,在抛物线的对称轴上确定点P,使得△PAC的周长最小,并求出此时点P的坐标;
三、 线段最值之线段之差最大
如图,抛物线y=x2-2x-3与x轴交于A、B两点,(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点
(2)点Q是抛物线对称轴上一动点,当点Q坐标为多少时,|QA-QC|的值最大.
分析:根据题干条件,可得点A、B、C坐标依次为(-1,0),(3,0),(0,-3)。点Q为对称轴上一动点,A、C为定点,易知当Q、A、C三点不在同一直线上时,|QA-QC|<AC;当Q、A、C三点在同一直线上时,|QA-QC|=AC,所以|QA-QC|≤AC,因此|QA-QC|的最大值即为线段AC长。此时,直线AC与对称轴x=1的交点即为所求点Q.
解:当Q、A、C三点不在同一直线上时,|QA-QC|<AC; 当Q、A、C三点在同一直线上时,|QA-QC|=AC, ∴|QA-QC|≤AC,
做直线AC交对称轴x=1于点Q,此时|QA-QC|的值最大 设A、C解析式为y=kx+b,则 所以-k+b=0,b=-3 ∴k=-3,b=-3 ∴直线AC解析式为:y=-3x-3 当x=1时,y=-6 ∴点Q(1,-6) 练习:
如图,抛物线y=-x2+2x+3与x轴交于A、B两点,(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点,点Q是抛物线对称轴上一动点,当点Q坐标为多少时,|QB-QC|的值最大。
四、 线段最值之线段值最大
如图,抛物线y=x2-2x-3与x轴交于A、B两点,(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点,
(3)连接BC,点M是线段BC上一动点,过点M作MN∥y轴,交抛物线于点N,求线段MN的最大值及点N坐标。
分析:该问题中线段MN始终与y轴平行,在函数问题中这类线段称为铅垂高,解决此类问题的办法是利用点M、N横坐标相等的特性,设一点横坐标,从而表示线段解析式,利用二次函数最值解决。 解:在y=x2-2x-3中,令y=0,则x2-2x-3=0, 解得x1=-1,x2=3,∴A(-1,0)B(3,0) 令x=0,则y=-3,∴点C(0,-3) 设BC解析式为y=kx+b, 则,可得3k+b=0,b=-3 ∴直线BC解析式为:y=x-3
设点M(m,m-3),则N(m,m2-2m-3) ∴MN=-m2+3m=-(m-3/2)2+9/4 ∵-1<0 ∴m=3/2时MN最大为 此时点N(3/2,-9/4)
如图,抛物线y=x2-2x-3与x轴交于A、B两点,(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,点N为第四象限内抛物线上一动点,求点N到线段BC的最大距离及点N的坐标。
(提示:过点N作ND⊥x轴,交BC于点D,表示ND解析式,然后利用sin∠NDM=sin∠ACB把ND转化为MN即可) 五、 思考总结
1、存在性问题的解题思路:假设存在,推理论证,得出结论
2、解决线段存在性问题的方法:将军饮马问题、三角形三边关系、二次函数最值
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