多年來中考試題中,數與代數綜合問題經久不衰,它常常涉及數與式、方程與不等式、函數與圖像、應用與探索等多方面的内容。大家普遍認為它具有綜合性強、區分度高、難度大等特點。往往所涉及的知識點多、技巧性強、覆蓋面大。
解答這類問題的關鍵是正确理解題目中的已知與未知之間的關系。運用不等式的性質、方程的解法或根的判别式與根與系數關系、函數圖像位置特性以及增減性等進行綜合分析,其間往往一般還需要進行分類讨論才可完滿求解問題。
類型1 數與式難題,靈活巧解源于代數式的融會貫通
例1.(南通中考題)已知x=2m n 2和x=m 2n時,多項式x² 4x 6的值相等,且m﹣n 2≠0,則當x=3(m n 1)時,多項式x² 4x 6的值等于______.
【思路1】把x=2m n 2和x=m 2n分别代入多項式x² 4x 6中,由相等關系,(2m n 2)² 4(2m n 2) 6=(m 2n)² 4(m 2n) 6,化簡得(m-n 2)(3m 3m 6)=0, 因m﹣n 2≠0,所以3m 3m 6=0,x=-3, 代入多項式x² 4x 6可求得值為3.
【思路2】取m=0, 則x=n 2和x=2n,别代入多項式x² 4x 6中,由相等關系,可得n=-2,再把m=0, n=-2,代入x=3(m n 1)=-3,代入所求式同樣求出結果。
【思路3】先将x=2m n 2和x=m 2n時,多項式x² 4x 6的值相等理解為x=2m n 2和x=m 2n時,二次函數y=x² 4x 6的值相等,
∴3m 3n 2=﹣4,m n=﹣2,
∴當x=3(m n 1)=3(﹣2 1)=﹣3時,
x² 4x 6=(﹣3)2 4×(﹣3) 6=3.
故答案為:3.
類型2 方程型難題,依據已知條件,順藤摸瓜,靈活轉化條件是這類問題常用策略
例2. (荊州中考題)已知關于x的一元二次方程x² (k﹣5)x 1﹣k=0,其中k為常數.
(1)求證:無論k為何值,方程總有兩個不相等實數根;
(2)已知函數y=x² (k﹣5)x 1﹣k的圖象不經過第三象限,求k的取值範圍;
(3)若原方程的一個根大于3,另一個根小于3,求k的最大整數值.
【分析】(1)求出方程的判别式△的值,利用配方法得出△>0,根據判别式的意義即可證明;
(2)由于已知二次函數圖像不經過第三象限,又△=(k﹣5)²﹣4(1﹣k)=(k﹣3)² 12>0,所以抛物線的頂點在x軸的下方經過一、二、四象限,根據二次項系數知道抛物線開口向上,由此可以得出關于k的不等式組,解不等式組即可求解;
(3)設方程的兩個根分别是x1,x2,根據題意得(x1﹣3)(x2﹣3)<0,根據一元二次方程根與系數的關系求得k的取值範圍,再進一步求出k的最大整數值.
【解答】(1)證明:∵△=(k﹣5)²﹣4(1﹣k)=k²﹣6k 21=(k﹣3)² 12>0,∴無論k為何值,方程總有兩個不相等實數根;
(2)解:∵二次函數y=x² (k﹣5)x 1﹣k的圖象不經過第三象限,二次項系數a=1,∴抛物線開口方向向上,
∵△=(k﹣3)² 12>0,∴抛物線與x軸有兩個交點,
設抛物線與x軸的交點的橫坐标分别為x1,x2,
∴x1 x2=5﹣k>0,x1•x2=1﹣k≥0,解得k≤1,
即k的取值範圍是k≤1;
(3)解:設方程的兩個根分别是x1,x2,
根據題意,得(x1﹣3)(x2﹣3)<0,即x1•x2﹣3(x1 x2) 9<0,
又x1 x2=5﹣k,x1•x2=1﹣k,
代入得,1﹣k﹣3(5﹣k) 9<0,解得k<5/2.
則k的最大整數值為2.
【點評】本題考查了抛物線與x軸的交點,二次函數的圖象和性質,二次函數與一元二次方程的關系,根的判别式,根與系數的關系,綜合性較強,難度适中.
例3.(樂山中考題)已知關于x的一元二次方程mx² (1﹣5m)x﹣5=0(m≠0).
(1)求證:無論m為任何非零實數,此方程總有兩個實數根;
(2)若抛物線y=mx² (1﹣5m)x﹣5與x軸交于A(x1,0)、B(x2,0)兩點,且|x1﹣x2|=6,求m的值;
(3)若m>0,點P(a,b)與Q(a n,b)在(2)中的抛物線上(點P、Q不重合),求代數式4a²﹣n² 8n的值.
【分析】(1)直接利用△=b²﹣4ac,進而利用偶次方的性質得出答案;
(2)首先解方程,進而由|x1﹣x2|=6,求出答案;
(3)利用(2)中所求得出m的值,進而利用二次函數對稱軸得出答案.
【解答】(1)證明:由題意可得:
△=(1﹣5m)²﹣4m×(﹣5)
=1 25m²﹣10m 20m=25m² 10m 1=(5m 1)²≥0,
故無論m為任何非零實數,此方程總有兩個實數根;
(2)解:mx² (1﹣5m)x﹣5=0,
(x﹣5)(mx 1)=0,解得:x1=﹣1/m,x2=5,
由|x1﹣x2|=6,得|﹣1/m﹣5|=6,
解得:m=1或m=﹣1/11;
(3)解:由(2)得,當m>0時,m=1,
此時抛物線為y=x²﹣4x﹣5,其對稱軸為:x=2,
由題已知,P,Q關于x=2對稱,
∴(a a 2)/2=2,即2a=4﹣n,
∴4a²﹣n² 8n=(4﹣n)²﹣n² 8n=16.
類型3 函數難題,通過關鍵點坐标紐帶特性,融會貫通方程、不等式與函數知識三者之間聯系,是解決函數必要條件及常用策略。
例4.(蘇州中考題)如圖①,直線l表示一條東西走向的筆直公路,四邊形ABCD是一塊邊長為100米的正方形草地,點A,D在直線l上,小明從點A出發,沿公路l向西走了若幹米後到達點E處,然後轉身沿射線EB方向走到點F處,接着又改變方向沿射線FC方向走到公路l上的點G處,最後沿公路l回到點A處.設AE=x米(其中x>0),GA=y米,已知y與x之間的函數關系如圖②所示,
(1)求圖②中線段MN所在直線的函數表達式;
(2)試問小明從起點A出發直至最後回到點A處,所走過的路徑(即△EFG)是否可以是一個等腰三角形?如果可以,求出相應x的值;如果不可以,說明理由.
【分析】(1)根據點M、N的坐标,利用待定系數法即可求出圖②中線段MN所在直線的函數表達式;
(2)分FE=FG、FG=EG及EF=EG三種情況考慮:①考慮FE=FG是否成立,連接EC,通過計算可得出ED=GD,結合CD⊥EG,可得出CE=CG,根據等腰三角形的性質可得出∠CGE=∠CEG、∠FEG>∠CGE,進而可得出FE≠FG;②考慮FG=EG是否成立,由正方形的性質可得出BC∥EG,進而可得出△FBC∽△FEG,根據相似三角形的性質可得出若FG=EG則FC=BC,進而可得出CG、DG的長度,在Rt△CDG中,利用勾股定理即可求出x的值;③考慮EF=EG是否成立,同理可得出若EF=EG則FB=BC,進而可得出BE的長度,在Rt△ABE中,利用勾股定理即可求出x的值.綜上即可得出結論.
【解答】(1)設線段MN所在直線的函數表達式為y=kx b,
将M(30,230)、N(100,300)代入y=kx b,
30k b=230,100k b=300,解得:k=1, b=200,
∴線段MN所在直線的函數表達式為y=x 200.
(2)分三種情況考慮:
①考慮FE=FG是否成立,連接EC,如圖所示.
∵AE=x,AD=100,GA=x 200,∴ED=GD=x 100.
又∵CD⊥EG,∴CE=CG,∴∠CGE=∠CEG,
∴∠FEG>∠CGE,∴FE≠FG;
②考慮FG=EG是否成立.
∵四邊形ABCD是正方形,∴BC∥EG,∴△FBC∽△FEG.
假設FG=EG成立,則FC=BC成立,∴FC=BC=100.
∵AE=x,GA=x 200,∴FG=EG=AE GA=2x 200,
∴CG=FG﹣FC=2x 200﹣100=2x 100.
在Rt△CDG中,CD=100,GD=x 100,CG=2x 100,
∴100² (x 100)²=(2x 100)²,
解得:x1=﹣100(不合題意,舍去),x2=100/3;
③考慮EF=EG是否成立.
同理,假設EF=EG成立,則FB=BC成立,
∴BE=EF﹣FB=2x 200﹣100=2x 100.
在Rt△ABE中,AE=x,AB=100,BE=2x 100,
∴100² x²=(2x 100)²,
解得:x1=0(不合題意,舍去),x2=﹣400/3(不合題意,舍去).
綜上所述:當x=100/3時,△EFG是一個等腰三角形.
【點評】本題考查了待定系數法求一次函數解析式、等腰三角形的判定與性質、相似三角形的判定與性質、正方形的性質以及勾股定理,解題的關鍵是:(1)根據點的坐标,利用待定系數法求出一次函數關系式;(2)分FE=FG、FG=EG及EF=EG三種情況求出x的值.
例5(資陽中考題)如圖,已知直線l分别與x軸、y軸交于A,B兩點,與雙曲線y=a/x(a≠0,x>0)分别交于D、E兩點.
(1)若點D的坐标為(4,1),點E的坐标為(1,4):
①分别求出直線l與雙曲線的解析式;
②若将直線l向下平移m(m>0)個單位,當m為何值時,直線l與雙曲線有且隻有一個交點?
(2)假設點A的坐标為(a,0),點B的坐标為(0,b),點D為線段AB的n等分點,請直接寫出b的值.
【解析】(1)①把D(4,1)代入y=a/x得a=1×4=4,
所以反比例函數解析式為y=4/x(x>0);
設直線l的解析式為y=kx t,
化為關于x的方程得x² (m﹣5)x 4=0,
△=(m﹣5)2﹣4×4=0,解得m1=1,m2=9,
而m=9時,解得x=﹣2,故舍去,
所以當m=1時,直線l與雙曲線有且隻有一個交點;
(2)作DF⊥x軸,如圖,
∵點D為線段AB的n等分點,∴DA:AB=1:n,
∵DF∥OB,∴△ADF∽△ABO,
∴AF/AO=DF/BO=AD/AB,即AF/a=DF/b=1/n,
∴AF=a/n,DF=b/n,∴OF=a﹣ a/n,∴D點坐标為(a﹣a/n ,b/n),
方法總結:從以上5個例題我們不難體會到這類問題求解策略,"順藤摸瓜",通俗地講就是在閱讀題幹的時候,每出現一個條件,就必須大膽聯想有這個條件能推導出什麼結論,得出的結論對解題所求結果有什麼幫助,還可繼續拓展得到什麼,想辦法溝通靠攏。
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