柳暗花明寻定线

2024年武汉中考数学第24题

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作为二次函数综合压轴题,2024年武汉中考数学第24题颇有难度,尤其是其第3问,含参坐标较多,结论却是定直线,非常考验学生的基本计算推演,也符合初高衔接要求。

这一类问题的求解,除了基本计算能力之外,更需要对二次函数的深入理解,对其中几何元素的深入理解,以及对数与形关系的深入理解,这三个“深入理解”需要我们在平时教学中去落实,才能在面临压轴题时,从容不迫。

题目

抛物线y=1/2x²+2x-5/2交x轴于A,B两点(A在B的右边),交y轴于点C.

(1)直接写出点A,B,C的坐标;

(2)如图1,连接AC,BC,过第三象限的抛物线上的点P作直线PQ∥AC,交y轴于点Q,若BC平分线段PQ,求点P的坐标;

(3)如图2,点D与原点O关于点C对称,过原点的直线EF交抛物线于E,F两点(点E在x轴下方),线段DE交抛物线于另一点G,连接FG,若∠EGF=90°,求直线DE的解析式.

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解析:

01

(1)点C坐标直接观察得到,(0,-5/2),将解析式化为交点式,y=1/2(x-1)(x+5)得到点A(1,0),B(-5,0);

02

(2)关键词“平行”和“中点”触发构造全等三角形的buff,但在坐标系中,沿坐标轴方向的平行线才是解决本题最需要的,过点P作PH∥y轴,如下图:

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显然△PHJ≌△QCJ,于是得到PH=QC,我们利用它来构建方程,设P(t,1/2t²+2t-5/2),求出直线BC解析式y=-1/2x-5/2,表示出点H(t,-1/2t-5/2),这样就可以表示出PH=-1/2t-5/2-(1/2t²+25-5/2);

再求出直线AC解析式y=5/2x-5/2,设PQ解析式为y=5/2x+b,代入P点坐标,得PQ解析式为y=5/2x+1/2t²-t/2-5/2,这样可得到点Q坐标(0,1/2t²-t/2-5/2),于是QC可以表示出来,QC=1/2t²-t/2-5/2+5/2;

联立得方程-1/2t-5/2-(1/2t²+25-5/2)=1/2t²-t/2-5/2+5/2

解得t1=0(舍),t2=-2,则P(-2,-9/2);

03

(3)根据题目给出的条件,目前可以确定的是抛物线解析式y=1/2x²+2x-5/2,点D坐标为(0,-5),∠EGF=90°,或理解为DE⊥FG,如下图:

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直线EF过原点,则可设直线EF为y=kx,直线DE经过点D,则可设直线DE为y=mx-5,然后分别用参数表示出E、F、G三个点坐标为(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),这三个点恰好是一个直角三角形的三个顶点,因此我们需要探究这三个点坐标间的关系,过点G作y轴的垂线,再分别过点E、F作x轴的垂线,如下图:

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我们很容易可以得到EM:GN=GM:FN,推导如下:

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解题反思

本题难点在第3问,多数学生在面对三个动点多个参数的时候,会手足无措,这个时候就极考验学生的应变能力,三个动点中,EF过原点且∠EGF=90°,再加上EG过点D,事实上已经确定了这三个点的位置,因此最终所求的直线DE是一条确定的直线。

在解题过程中,也有学生列出了过于复杂的关系式,例如用参数表示出△EFG三边,然后用勾股定理列出一个等式,导致次数太高,在后续化简带来极大麻烦。

在面对多参数综合题的时候,我们需要学会抓住关键的等量关系,同时需要较强的计算推理能力,从而得到正确的关系式,这在未来学习更多函数知识的时候非常重要。