本題選自2022年甘肅中考數(shù)學(xué)壓軸題,以二次函數(shù)為背景,考查軸對(duì)稱的性質(zhì)與幾何最值的問題,難度中等,題目考查的方式也是近兩年偶爾會(huì)出現(xiàn)的小趨勢。
【題目】
如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與軸交于,兩點(diǎn),點(diǎn)在軸上,且,,分別是線段,上的動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn),不與點(diǎn),,重合).
(1)求此拋物線的表達(dá)式;
(2)連接并延長交拋物線于點(diǎn),當(dāng)軸,且時(shí),求的長;
(3)連接.
①如圖2,將沿軸翻折得到,當(dāng)點(diǎn)在拋物線上時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo);
②如圖3,連接,當(dāng)時(shí),求的最小值.
【分析】
(1)把點(diǎn)B的坐標(biāo)代入即可得到a的值,拋物線的解析式為。
。
(2)本題也比較簡單,根據(jù)AE的長,得出點(diǎn)E、D、P的坐標(biāo)即可。
因?yàn)辄c(diǎn)A的坐標(biāo)為(-3,0),所以可以的得到點(diǎn)E的坐標(biāo)為(-2,0)。
在拋物線上,當(dāng)x=-2時(shí),y=-3/2。
在AC上,直接利用平行線分線段成比例得到結(jié)論:
DE/OC=AE/OA,那么可以得到DE=4/3。
所以DP=DE+PE=4/3+3/2=17/6。
(3)①將△BCD沿x軸翻折至下方的△BGF,使得點(diǎn)G在拋物線上,并求此時(shí)點(diǎn)G的坐標(biāo)。
通過觀察圖形,可以發(fā)現(xiàn)點(diǎn)D與G關(guān)于x軸對(duì)稱,也就是說點(diǎn)D與G的橫坐標(biāo)相等,縱坐標(biāo)互為相反數(shù)。那么就可以建立等量關(guān)系求解了。
先求直線AC的解析式為y=4/3x+4,設(shè)點(diǎn)D的坐標(biāo)為(m,4/3m+4),得到點(diǎn)G的坐標(biāo)為(m,-4/3m-4),再代入二次函數(shù)的解析式即可:
1/4m2-1/4m-3=-4/3m-4,
解得m1=-3(舍去),m2=-4/3。
那么點(diǎn)G的坐標(biāo)就確定了,G(-4/3,-20/9)。
②本題的條件是CD=AE,要求的是CE+BD的最小值。
本題的特點(diǎn)就是兩個(gè)線段沒有公共點(diǎn),所以需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化。由于點(diǎn)D和E分別為動(dòng)點(diǎn),那么如何轉(zhuǎn)換到一起呢?
可以通過構(gòu)造全等的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)化。
如上圖,過點(diǎn)C作CH∥AE,且使得CH=AC,
那么就可以得到△ACE≌△CHD(SAS),
那么CE就可以轉(zhuǎn)化為HD了。
求BD+CE的最小值就可以轉(zhuǎn)化為求BD+HD的最小值了。
觀察可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)點(diǎn)H、D、B三點(diǎn)共線時(shí),取最小值,此時(shí)最小值為BH的長。
那么只需要求出BH的長即可,通過過點(diǎn)H作AB的垂線,利用勾股定理可以得到BH=√(42+92)=√97。
當(dāng)然,本題還可以有其它的構(gòu)造方式,例如把BE轉(zhuǎn)換到x軸的下方,但是構(gòu)圖沒有作平行這么直接,所以上面的方法是最直接的。
或者像下面這樣構(gòu)造,本質(zhì)上都是一樣的。
本題與2022年遵義中考數(shù)學(xué)的填空壓軸題類似。
【總結(jié)】
(3)①中使得點(diǎn)G落在拋物線上,只需使得點(diǎn)G的坐標(biāo)代入拋物線的解析式能夠成立即可。
(3)②是幾何最值的問題,最終轉(zhuǎn)化為將軍飲馬,或者直接利用兩點(diǎn)之間線段最短進(jìn)行求解即可。
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