利用对称性解二次函数中面积相等及角相等的问题

来源 :数学学习与研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangtianmei03
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  【摘要】二次函数是初中数学中的重要内容,也是难点之一,此处知识点多,题型复杂多变,大多是二次函数结合几何图形进行考查.在本文中,作者基于自己的教学体会对知识点逐一剖析,供大家参考.
  【关键词】二次函数;对称性;面积相等;角相等
  一、知识点剖析
  如图1,在线段AB外有一点C.
  (1)过点C作直线m∥AB,如图2所示,
  则直线m上任意一点D与点A,B构成的三角形的面积与△ABC的面积相等.
  (2)作点C关于直线AB的对称点C′,如图3所示.
  ①过点C′作直线n∥AB,则直线n上任意一点D与点A,B构成的三角形的面积与△ABC的面积也相等;
  ②连接AC′,BC′,则△ABC≌△ABC′,有对应边相等,对应角相等.
  二、典例赏析
  如图4,抛物线y=-x2 2x 3与x轴交于A,B两点,交y轴的正半轴于点C,点D为抛物线的顶点,点P在x轴上,连接PC.
  (1)若∠PCB=∠CBD,求点P的坐标.
  (2)在上一问的条件下,若点P在线段OB上,在抛物线上是否存在点M,使得S△PCB=S△MCB?若存在,求出点M的坐标.
  解 (1)①点P在点B的左边.
  如图5所示,过点C作直线l∥BD,此时直线l与x轴的交点即为点P1.
  由抛物线的函数解析式,易得A(-1,0),B(3,0),C(0,3),D(1,4),
  ∴直线BD的函数解析式为y=-2x 6.
  ∵l∥BD,∴设直线l的解析式为y=-2x b.
  将C(0,3)代入,解得b=3,∴直线l的解析式为y=-2x 3.
  将y=0代入y=-2x 3,解得x=1.5,
  ∴P1(1.5,0).
  ②点P在点B的右边.
  方法一:利用对称性.
  如图6所示,作点P1关于直线BC的对称点P′1,连接P1P′1交CB于点E,连接CP′1与x轴交于点P2.
  ∵B(3,0),C(0,3),
  ∴直线BC的函数解析式为y=-x 3.
  设直线P1P′1的函数解析式为y=kx b.
  ∵P1P′1⊥CB,∴-1×k=-1,解得k=1.
  将P1(1.5,0)代入y=x b,解得b=-1.5,∴y=x-1.5.
  ∵点E为BC,P1P′1的交点,∴-x 3=x-1.5,解得x=94.
  将x=94代入y=x-1.5,解得y=34,∴点E的坐标为94,34.
  ∵点E为P1P′1的中点,∴点P′1的坐标为(3,1.5),
  ∴直线CP′1的函数解析式为y=-12x 3.
  将y=0代入y=-12x 3,解得x=6,∴P2(6,0).
  方法二:构造全等形.
  ∵直线BC的函数解析式为y=-x 3,∴∠CBP1=45°.
  如图6所示,过点B作直线a⊥x轴,截取BP′1=BP1,∴△BCP1≌△BCP′1(SAS).
  ∵B(3,0),P1(1.5,0),∴BP1=BP′1=1.5,∴点P′1的坐标为(3,1.5).
  设直线CP′1的函数解析式为y=kx b,
  将C(0,3),P′1(3,1.5)代入,可求得y=-12x 3,
  再将y=0代入y=-12x 3,解得x=6,∴P2(6,0).
  (2)由上一问可知点P(1.5,0).
  ①点M在线段CB的下方.
  如图8所示,过点P作直线m∥CB,交抛物线于点M1,M2,此时S△PCB=S△MCB(同底等高,面积相等).
  ∵点P在线段OB上,∴P(1.5,0),
  ∴直线m的函数解析式为y=-x 1.5.
  ∵点M1,M2为直线m与抛物线的交点,
  ∴-x 1.5=-x2 2x 3,解得x1=-15 32,x2=15 32,
  将x1=-15 32,x2=15 32分别代入y=-x 1.5,解得y1=152,y2=-152,
  ∴M1-15 32,152,M215 32,-152.
  ②点M在线段CB的上方.
  方法一:利用对称性.
  由上一问的“对称性解法”可知,点P关于BC的对称点P′的坐标为(3,1.5).
  如图9所示,过点P′作直线n∥BC,交抛物线于点M3,M4,此时S△PCB=S△MCB.
  由题意可得直线n的函数解析式为y=-x 92.
  ∵点M3,M4为直线n与抛物线的交点,
  ∴-x 92=-x2 2x 3,解得x1=-3 32,x2=3 32,
  将x1=-3 32,x2=3 32分别代入y=-x 92,解得y1=3 62,y2=6-32,
  ∴M3-3 32,3 62,M43 32,6-32.
  方法二:構造全等形.
  如图10所示,由上一问的“构造全等形解法”可知,过点B作直线a⊥x轴,截取BP′=BP,则△BCP≌△BCP′(SAS).
  ∵B(3,0),P(1.5,0),∴BP=BP′=1.5,
  ∴点P′的坐标为(3,1.5).
  过点P′作直线n∥BC,交抛物线于点M3,M4,此时S△PCB=S△MCB.
  由题意可得直线n的解析式为y=-x 92.
  ∵点M3,M4为直线n与抛物线的交点,
  ∴-x 92=-x2 2x 3,
  同上可得M3-3 32,3 62,M43 32,6-32.
  三、结 语
  二次函数中面积相等和角相等的问题,它们的解法有很多类似的地方.找角相等可利用平行线的性质“两直线平行,内错角相等”;找面积相等则可利用“平行线间的距离相等”.而问题的难点在于如何将其他情况利用已掌握的知识加以解决.本文给出了两种方法:①利用对称性;②构造全等形.对比两种解法,我们可以发现“构造全等形解法”较为简便,但是具有局限性,如题目中出现30°,45°,60°等特殊角时可以采用,若问题中给出的不是特殊角,该方法可能就无法使用.“对称性解法”能解决的问题较为广泛.两种解法都要掌握.
  【参考文献】
  [1]陈汝作,钱耀邦.初中数学解题技巧[M].上海:东方出版中心,1995.
其他文献
韩城古城民居依托古城为背景,成为关中地区民居最为集中的片区,同时也成为关中地区城镇传统民居的典范。本文通过对韩城古城及其民居的历史沿革的分析,重点对民居院落的形态
针对汽轮机振动的全工况仿真,讨论了一种基于图形组态的汽轮机振动与故障设置的数学模型,提出了一种可扩充的故障设置方法,并就油膜振荡故障和大轴弯曲故障的设置给出了适用
本文忽略土的粘性对孔隙水压力消散的影响,对同一时刻发生的主、次固结分别考虑,按简单的数学表达式计算后叠加得到总固结沉降。这种简化方法的特点是计算简便,可求得不同时刻的
随着事业单位实现企业化管理的逐步推进,内部管理体系建设没有及时跟进,转型中的管理短板、风险管控等矛盾日益凸显。因此,完善企业化管理单位的管理体系、健全内控制度越来
目的探讨舌苔与幽门螺杆菌感染的相关性,筛选特异性高的舌苔,并为中医辨证客观化提供依据。方法:计算机检索中国学术期刊网络出版总库(CAJD)、中国生物医学文献数据库(CBM)、
在大修中常发现GT13D3燃气轮机的许多高温紧固件已经损坏,通过对进口高温紧固件的分析和研究,进行了国产化的替代试验,最终取得了成功.同时电厂也取得了显著的经济效益.
储气蓄能发电(简称CAES)的功能一如抽水蓄能发电,是利用电网低谷富裕的电力,用电动机压气机组输出的压缩空气储存起来,电网高峰时再利用已储存的压缩空气,经一定的工序发电,CAES适
中国特色社会主义经济是中国特色社会主义政治经济学的研究对象和现实依据,其形成经历了新中国的社会主义改造、中国特色计划经济和改革开放三个阶段。新中国的成立标志着中