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中考数学:2015辽宁沈阳卷压轴题

 xfshok 2018-01-19

前言:本卷压轴题最后1个小题,在明天单独发表一篇解析。请谅解,请关注。

题目

如图,抛物线y=-2x^2/3-4x/3+2与x轴交于B,C两点(点B在点C左侧),与y轴交于点A,抛物线的顶点为D。

中考数学:2015辽宁沈阳卷压轴题1、写出点A,B,C,D的坐标;

2、点P是线段BC上的动点,与B,C不重合。

①过点P作x轴的垂线,交抛物线于点E,若PE=PC,求点E的坐标;

②在①的条件下,点F是坐标轴上的点,且点F到EA和ED的距离相等,请直接写出线段EF的长;

③若点Q是线段AB上的动点,与A,B不重合;点R是线段AC上的动点,与A,C不重合,请直接写出△PQR周长的最小值。


分析

题目1:

问:这4个点的坐标怎么求?

答:让抛物线解析式符合题设描述,解方程得。

  • 点A:抛物线与y轴交点,其坐标满足x=0,y=-2x^2/3-4x/3+2=2;

  • 点B,C:抛物线与x轴交点,其坐标满足y=0=-2x^2/3-4x/3+2,解得x=-1±2。由于B在C左侧,所以B(-3,0),C(1,0);

  • 点D:抛物线的顶点,其坐标满足x=-1,y=8/3;

题目2①:

问:E的坐标怎么求?

答:用E的坐标表达PE=PC,解方程得。

记P(p,0),由于PE⊥x轴,所以E的横坐标为p;由于E在抛物线上,所以E的纵坐标为-2p^2/3-4p/3+2。于是

  • PE=|E的纵坐标-P的纵坐标|=|-2p^2/3-4p/3+2|

  • PC=|C的横坐标-P的纵坐标|=|1-p|

问:如何消去PE、PC表达式的绝对值符号?

答:根据P的位置

题目中,P为线段BC上的点,与B,C不重合。所以P的横坐标小于C的横坐标;又,抛物线开口向下,与x轴交于B,C两点,所以E在x轴上方,即E的纵坐标大于0。所以

  • PE=-2p^2/3-4p/3+2

  • PC=1-p

即有-2p^2/3-4p/3+2=1-p,通过整理得到关于p的方程-2p^2/3-p/3+1=0。可得p=-3/2,或p=1(此时P与C重合,舍去)。于是,E的坐标(-3/2,5/2);

题目2②:

问:如何求EF的长度?

答:求F的坐标,通过距离公式求解。

问:如何求F的坐标?

答:用F的坐标表达“F到EA和ED的距离相等”。

问:什么情况下,F到EA和ED的距离相等?

答:F位于EA和ED夹角的平分线上。

所以,需要研究EA和ED的夹角。

画出草图如下,作直线ED和直线EA,ED与y轴交于G,与x轴交于H,作EF1⊥y轴,F1为交点,可以求得F1坐标为(0,5/2)。

中考数学:2015辽宁沈阳卷压轴题此处,要注意EA与ED的夹角有两个:∠GEA和∠AEH,我们先看这两个夹角的性质。

先看∠GEA,有

  • ∠GEA=∠GEF1+∠F1EA

求解tan∠GEF1和tan∠F1EA,需要知道G的坐标,从而需要直线EG和EA的解析式(已知两点,求解过程略)。

  • 直线EG:y=x/3+3

  • 直线EA:y=-x/3+2

则G(0,3),H(-9,0)于是

  • GF1=1/2,F1A=1/2,EF1=3/2

  • tan∠GEF1=tan∠F1EA=1/3

即∠GEF1=∠F1EA,F1即符合题意对F的要求。

再看∠AEH,有

  • ∠AEH=∠AEP+∠PEH

与上述类似,可以得到

  • tan∠AEP=tan∠PEH=3

即∠AEP=∠PEH,P即符合题意对F的要求。所以,符合题意的F坐标为(0,5/2)和(-3/2,0),EF为5/2或3/2。

思路二:也可以用F的坐标(f,0)或(0,f)表达F到直线ED和EA的距离。


题目2③:一定要注意,P,Q,R此时都是动点。

具体解析过程明天见


解题

1、A坐标(0,2),B坐标(-3,0),C坐标(1,0),D坐标(-1,8/3);

2、①记P坐标(p,0)。

∵ PE⊥x轴

∴ E的横坐标为p

∵ E在抛物线上

∴ E的纵坐标为-2p^2/3-4p/3+2

∵ P在线段BC上,且与B,C不重合

∴ -3<p<1

∴ -2p^2/3-4p/3+2>0

∴ PE=-2p^2/3-4p/3+2,PC=1-p

∵ PE=PC

∴ -2p^2/3-4p/3+2=1-p

解得p=-3/2,或p=1。当p=1时,P与C重合,不符合题意,舍去。所以E的坐标(-3/2,5/2);

②EF等于3/2或5/2;

③△PQR周长的最小值为32/√65。


回顾:

1、跟着问题找条件,过程中常常会遇到一些巧合,比如本题中ED与EA夹角的2条平分线恰好分别与y轴和x轴平行。有时候,这些巧合几乎是必须的,比如昨天的福州卷中关于PD×DQ的表达式,恰好可以把一个4次幂代数式转换成2次幂代数式;有时则不是必须的,比如今天的题目,角平分线与坐标轴不平行时,也可以通过直线解析式与坐标轴的交点进行求解,只是相对要复杂了。我们不能忽略这些巧合,因为这可以大大提高解题效率;但是,更不能只顾着找巧合,偏离了正常的思维过程。

2、也可以用F的坐标(f,0)或(0,f)表达F到直线ED和EA的距离:

第1步,求出过F且垂直于ED和EA的直线的解析式(含参数f);

第2步,求出交点坐标(含参数f)

第3步,用距离公式表达F到直线ED和EA的距离(含参数f)

第4步,这两个距离相等,可以得到一个方程(以f为未知数)

第5步,解除f,校验解是否合理。中考数学:2015辽宁沈阳卷压轴题

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