這道中考數學壓軸題,涉及到抛物線的平移,三角形的最大面積,以及抛物線上的平行四邊形的存在性問題。每一個問題,老黃都要用最簡便的方法,給大家演示一下解法。
将抛物線y=ax^2(a≠0)向左平移1個單位,再向上平移4個單位後,得到抛物線H:y=a(x-h)^2 k.抛物線H與x軸交于點A,B, 與y軸交于點C. 已知A(-3,0),點P是抛物線H上的一個動點.
(1)求抛物線H的表達式;
(2)如圖1,點P在線段AC上方的抛物線H上運動(不與A,C重合),過點P作PD⊥AB,垂足為D,PD交AC于點E. 作PF⊥AC,垂足為F,求△PEF的面積的最大值;
(3)如圖2,點Q是抛物線H的對稱軸l上的一個動點,在抛物線H上,是否存在點P,使得以點A,P,C,Q為頂點的四邊形是平行四邊形?若存在,求出所有符合條件的點P的坐标;若不存在,說明理由.
分析:(1)直接求H的解析式,不如把A點平移回去,代入原抛物線解析式,求a值那麼簡便。
(2)主要利用三角形PEF和三角形ACO相似,三角形ACO的面積一定,所以PE越大,相似比越大,三角形PEF的面積就越大。PE最大時,三角形PEF的面積就最大。這樣解會簡便得多。
(3)分成兩種情況,三種情形。一種情況是PQ為對角線時,利用PQ的中點就是AC的中點求P點的坐标,非常簡捷。一種情況是PQ為邊時,又分成P點在對稱軸兩側兩種情形。利用平行四邊形對邊兩個端點的橫坐标差相等來求,也特别簡捷。本來對邊兩個端點的縱坐标差也必須是相等的,但Q點的縱坐标可取任意值,所以縱坐标方面是一定能滿足的,并不需要特别申明。
下面組織解題過程:
解:(1)平移前A點的位置為(-2,-4),
-4=4a, a=-1,
抛物線H的表達式為:y=-(x 1)^2 4.
(2)C(0,3), 直線AC的解析式為:y=x 3,
AC=根号(OA^2 OC^2)=3根号2.
設P(p,-(p 1)^2 4), 則E(p,p 3),
PE=-(p 1)^2 4-(p 3)=-(p 3/2)^2 9/4.
當p=-3/2時, PE=9/4最大.
又△PEF∽△ACO, 且PE/AC=3根号2/8.
∴S△PEF=9S△ACO /32=9OA·OC/64=81/64最大.
(3)可設Q(-1,q), 當PQ是平行四邊形APCQ的對角線時, PQ的中點坐标為(-1.5,1.5),
p-1=-3,解得p=-2,-(p 1)^2 4=3,
當PQ是平行四邊形ACPQ的邊時,p=-1-(-3)=2,-(p 1)^2 4=-5,
當PQ是平行四邊形ACQP的邊時,-3-p=-(-1),解得p=-4, -(p 1)^2 4=-5,
∴P(-2,3)或(2,-5)或(-4,-5).
這類壓軸題型在中考數學中出現的概率是很高的。掌握了這些簡便的解決方法,對中考數學是非常有幫助的。
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