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中考数学:2015重庆卷压轴题

 sfq1 2016-10-21

题目

如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=-(√3/4)x^2 √3x 3√3交x轴与A、B两点,交y轴于点W,顶点为C,抛物线的对称轴与x轴的交点为D。

  1. 求直线BC的解析式;

  2. 点E(m,0),F(m 2,0)为x轴上两点,其中2<m<4,EE'和FF'分别垂直于x轴,交抛物线于点E',F',交BC于M,N。当ME' NF'的值最大时,在y轴上找一点R,使|RF'-RE'|的值最大,请求出R的坐标及|RF'-RE'|的最大值;

  3. 如图2,已知x轴上一点P(9/2,0),以P为顶点,2√3为边长在x轴上方作等边三角形QPG,使GP⊥x轴。现将△QPG沿PA方向以每秒1个单位长度的速度平移,当点P到达点A时停止。记平移后的三角形为△Q'P'G',设△Q'P'G'与△ADC的重叠部分面积为s,当点Q'与x轴的距离和点Q'到直线AW的距离相等时,求s的值。

中考数学:2015重庆卷压轴题

分析

首先,养成一个习惯:遇到抛物线解析式(即二元一次代数式),要尝试变化形式。比如,本题中y=-(√3/4)x^2 √3x 3√3可以变化为

    • y=-√3(x^2/4-x-3),即有y=-√3(x/2-1)^2 4√3。或者,

    • y=-√3(x/2 1)(x/2-3)

在本题中,通过变化形式,A(-2,0)、B(6,0)、C(2,4√3)的坐标已经一目了然。通过原有标准形式,W的坐标也很容易得到(0,3√3)。此外,在后续解题过程中,特定的解析式形式在推算时常常有拨云见日、豁然开朗的作用。

其次,结合题干中的3个问题进行分析。

  1. 求一条直线的解析式,需要知道两点的坐标,或者一点的坐标以及斜率。本题中B、C的坐标很容易得到,直线解析式容易得到。同时,稍加留意可以发现∠ABC=60度,这样BC的斜率也容易得到,并同时得到一个“也许用得着的信息,∠ABC=60度”。

  2. 问题2和问题3都有着非常长的叙述,乍一看信息量很大。不妨先从最终的问题入手:在y轴上找一点R,使|RF'-RE'|的值最大,求出R的坐标及|RF'-RE'|的最大值。那么,|RF'-RE'|什么时候最大?三角形的两边差小于第三边,两边和大于第三边。所以,|RF'-RE'|<|F'E'|,仅当R、F'、E'位于同一条直线时,|RF'-RE'|=|F'E'|。此时,R为直线F'E'与y轴的交点。

    所幸,题干通过问题“(何时)ME' NF'的值最大”将F'、E'的位置固定下来,即|F'E'|是定值。所以,接下来的问题是ME' NF'何时最大?由于“EE'和FF'分别垂直于x轴,交抛物线于点E',F',交BC于M,N”,通过抛物线和直线BC的解析式,容易得到关于点E'、F'和M、N的纵坐标代数表达式,简单计算即可推导出ME' NF'的代数表达式。再结合2<m<4的限定条件,可以得到m的值。此时,直线F'E'的解析式和线段F'E'的长度可得。

  3. 在草稿纸上画草图:过Q'作AW的垂线,交于点H‘。只有找到Q'的位置,才能计算s。

中考数学:2015重庆卷压轴题如图所示,Q'在AW的两侧均可以做垂线与AW相交。当Q'H'与Q'到x轴的距离相等时,易知Q'H'=√3(因为△Q'P'G'为边长2√3的等边三角形,所以Q'到x轴距离为√3),记直线Q'Q与AW交点为H,与y轴交点L。由于△AOW与△HH'Q'相似,所以容易得到HQ’和HH'的长度。而H的纵坐标为√3,代入直线AW的解析式即可得到H的横坐标-4/3(也可以利用△AOW与△HLW相似进行计算)。

当我们知道△Q'P'G'的位置时,分别计算Q'位于AW左侧和右侧时的s。虽然,此时我们还没有具体计算Q'的坐标,但通过草图不难发现Q'位于AW的左侧和右侧时,s所对应的图形:

    • Q'在AW左侧时,P'G'与AC交于点I,P'Q'与AC交于J。s即为△IJP'的面积。∠IP'J=60度,所以s=JP'×IJ=√3×JP'^2。前面的分析时已经知道∠ABC=∠BAC=60度,所以JP'=√3AP'/2。所以,计算P'横坐标即可。而P'的坐标=Q'的坐标 √3P'Q'/2。注意严格来说,需要通过计算Q'或G'的坐标来判断点I的位置是在三角形的哪条边。草图仅作分析,不能用于解题过程。

    • Q'在AW的右侧时,Q'在△ADC内部,Q'G'交CD于I,Q'P'交CD于J。记Q'到CD的距离为x,则x=2-Q'的横坐标,s=x^2/√3。

解题

分析过程中,有些信息不需要展现在解题过程中,语言的组织也不能像分析时如此散漫,只要保留必要的语句即可。

文本编辑工具着实不太利于表达数学符号、计算过程等,故本文不再赘述解题过程,根据分析过程组织即可。

回顾

  • 通过北京、天津和重庆卷,不难发现。中考数学压轴题(即最后一道大题)往往是一道图形与计算相结合的题目,即几何与代数结合。

  • 当出现抛物线时,由于解析式中有x的平方,所以计算难度会比其他图形更复杂一些。我们需要灵活理解抛物线的解析式的意义(是抛物线解析式?是二元一次方程?),全面审视解析式的形式(标准形式,对称轴与顶点式,因式分解式)。

  • 利用尽量少的时间,画出尽可能精确的草图。看似浪费了1~2分钟,其实可以帮我们梳理出很多图形间的几何关系,帮助我们迅速判断出解题的方向。但需要注意,一定要将情况考虑全面,不要被脑中的思维定式限制。比如,

    • 北京卷中,不能只画⊙C在AB左侧的情形;

    • 天津卷中,对称中与取值区间的位置关系有3种,都需要考虑;

    • 重庆卷中,很容易忽略Q'位于AW左侧的情形,造成漏解。

  • 在平时的分析中,不要怕浪费时间,一定要分析透。

    • 首先,这是对思维的一次完整的训练。我们在考试解题时,思维往往是点式的,是跳跃的。如果平时也像考试那样,满足于解出答案即可,那思维的训练也是不成体系的,思维的提升将较为缓慢。

    • 其次,这是对知识点的梳理和回顾。无论与本题是否有关(谁也无法事前判断出解题所需的知识点是哪些),知识点的罗列和应用,都是一次有益的练习。

    • 基于以上,多试试不同的方法,即一题多解,是很有益的训练。以本题为例,可以通过纯代数的方式求解,大家可以试试。

中考数学:2015重庆卷压轴题

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