咬定青山不放松,盯緊參數便成功
在二次函數壓軸題中,含參數的解析式或方程,一直是學生解題的攔路虎,對代數恒等變換不熟練,或者信心不足,便會被淘汰掉。面對此類問題,首要任務便是克服對參數的恐懼,其次便是紮實的計算功底,第三就是細心與耐心。
題目
在平面直角坐标系xOy中,已知抛物線的頂點坐标為(2,0),且經過點(4,1),如圖,直線y=1/4x與抛物線交于A、B兩點,直線l為y=-1
(1)求抛物線的解析式;
(2)在l上是否存在一點P,使PA PB取得最小值?若存在,求出點P的坐标,若不存在,請說明理由;
(3)已知F(s,t)為平面内一定點,M(m,n)為抛物線上一動點,且點M到直線l的距離與點M到點F的距離總是相等,求定點F的坐标.
解析:
(1)在已知抛物線頂點的前提下,使用頂點式無疑最簡單的,設y=a(x-2)²,将點(4,1)代入,求得a=1/4,于是y=1/4(x-2)²;
(2)熟悉将軍飲馬問題的學生,極容易找到方法,将點A或B中的一個點關于直線l的對稱點作出,然後連接它與另一個點,與直線l的交點即為點P,如下圖:
不妨作點A關于直線l的對稱點A'(1,-9/4),然後與點B(4,1)坐标一起,求出直線A'B的解析式為y=-13/12x 4/3,它與y=-1的交點即為點P(28/13,-1);
(3)從條件中的描述我們知道,有兩個距離相等,即點M到點F的距離和點M到直線l的距離,分别表示出來列出方程,這是一個較為複雜的含參數的方程,且參數較多,而在整理這個方程的過程中,牢記我們最終需要求什麼,在整理之前,點M的坐标可寫成(m,1/4(m-2)²),這樣在一開始便少掉一個參數n,消參和消元一樣,而點F(s,t)為定點,意味着s和t均為常數,那麼整個方程中,我們隻重點關注m即可,因此整理的目标,就是一個含m的參數方程,如下圖:
此問的理解難點就在于M為抛物線上一動點,換個說法,M為抛物線上任意一點,既然是任意一點,參數m可取任何實數,即對整理後的關于m的方程來講,恒成立。
方程恒成立,初中階段有一個最典型的模型就是Ax=B,其中A=0,B=0,而連小學生都知道“零乘任何數都為零”,即x為任何實數。
再分别解上述方程①,得t=1,代入到方程②得s=2,再到方程③中驗證,左邊=0,于是存在定點F(2,1)。
解題反思
等式恒成立,對初中階段的學生來講,理解上存在一定難度,而含參數的方程,任意實數均為它的根,意義與恒成立一樣,即對于Ax=B這樣的關于x的方程,系數A與常數項B均為零,此時x的值可取任意實數,都能使方程兩邊相等;拓展一下,若A=0,B≠0,則x取任意實數,方程兩邊均不相等。這個思路可用于解決函數恒過定點,以及恒不過定點的難題。
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