初高中衔接相关知识图文例析(4)—判别式的妙用
本系列内容不全是为了中考,更可以延伸到中考后,为高一年的数学学习打下必要的基础。本人大胆建议:中考结束后,同学们可以借助本系列内容进行拓展式的学习,顺利渡过“初高中衔接”这个门槛,更快地适应今后高中的学习!
注:本想按初中知识点顺序写,应朋友们的要求:与中考关系更紧密的内容先写。所以只能打乱了顺序!
本篇说明:判别式的相关知识不仅是初中数学教学的重点,在高中数学中也是一个重中之重的内容。本篇试图通过几道典型例题的解析,引起大家的注意!特别说明:本篇小文中出现的例题均是网络收集和朋友提供。
典型试题图文解析:
例1. 已知:如图,矩形ABCD中,AD=a,DC=b,在AB上找一点E,使E点与C、D的连线将此矩形分成的三个三角形相似,设AE=x,问:这样的点E是否存在?若存在,这样的点E有几个?请说明理由.
解析:显然当∠DEC=90°时,矩形被分成的三个三角形相似。由此得到:AD:AE=BE:BC,即a:x=(b-x):a,整理,得:x^2-bx+a^2=0,其判别式Δ=b^2-4a^2=(b+2a)(b-2a),因b+2a>0,所以只需讨论b-2a的符号。
不难得到:(1)当b>2a时,Δ>0,符合条件的点E有两个点;(2)当b=2a时,Δ=0,符合条件的点E有一个点;(3)当b<2a时,Δ<0符合条件的点E不存在.
另:本题用“圆”的相关知识来解,也很方便:
小结:利用方程根的情况(判别式Δ)来判断点的个数。
例2 如图,已知边长为a的正方形ABCD内接于边长为b的正方形EFGH,试求b/a的取值范围.
解析:设BF=x,则通过全等不难证明:BE=CF=a-x,在RtΔBEF中,由勾股定理,得:
由于x的值是存在的(显然是废话),则上述关于x的二次方程有实数根,所以Δ≥0(看来”废话不废“,还真帮上忙了.呵呵!).
即:
小结:根据勾股定理,建立方程模型,巧妙利用根的判别式突破。
例3 已知三个实数a、b、c满足a+b+c=0,abc=1,求证:a、b、c中至少有一个大于1.5.
解析:由a+b+c=0知,三个实数中至少有一个为正数,不妨设c>0,则有b=-a-c,代入abc=1中,得:a(-a-c)c=1,即a(-a-c)=1/c,整理得:a^2+ac+1/c=0,因a为实数,所以关于a的一元二次方程a^2+ac+1/c=0有实数根(“废话不废”),因此:
…….
小结:又一道通过建立方程模型,巧妙利用根的判别式突破。
下面再以一道朋友提供的压轴题解析,作为本文的结束.
例4 已知二次函数y=0.5(m-n)x^2+nx+t-n.
(1)当m=t=0时,判断二次函数图象和x轴的交点个数.
(2)若n=t=3m,当x为何值时,函数有最值?
(3)是否存在实数m和t,使二次函数y=0.5(m-n)x^2+nx+t-n与x轴有交点,且n的最大值和最小值分别为9和3?若存在,求m和t的值;若不存在,请说明理由.
——试题来源:一个公众号朋友提供
解析:
(1)只需将m=t=0代入原解析式,得到含有字母系数n的二次函数,再根据“Δ”的符号,判定图象与x轴的交点个数.答案如下:
将m=t=0代入,得到:y=-(n/2)(x^2)+nx-n(n≠0).
Δ=……=-(n^2),又n≠0,得到△=-(n^2)<0.
所以该二次函数图象和x轴的交点个数为0.
(2)类似(1),将n=t=3m代入,得到含有字母m的二次函数,再通过配方,即可得到答案。答案如下:
∵n=t=3m,∴y=-mx^2+3mx(由m-n≠0可得m≠0).
配方,得:y=-m(x-1.5)^2+2.25m.
∴当x=1.5时,函数有最值.(也可分m>0和m<0讨论).
下面详细解析第(3)小题
(3)务必审清题意,逐个条件分析,最后综合.
根据“二次函数y=0.5(m-n)x^2+nx+t-n与x轴有交点”可得到:Δ=……=-(n^2)-4×0.5(m-n)×(t-n)=-n^2+2(m+t)n-2mt≥0,得到Δ为关于n的二次函数(因n的取值明确).
“Δ为关于n的二次函数”这个结论是解题的关键(注意体会)!!!且Δ≥0.
根据“且n的最大值和最小值分别为9和3”及结合上述结论,可以得到:本题的题意相当于“当3≤n≤9时,Δ≥0(即关于n的函数Δ的值为非负数——相当于此时函数Δ的图象在n轴上或上方”).
由此得到:分别当n=3或9时,关于n的函数值Δ=0.所以:
小结:本题其实难度不大,关键是:有没有真正理解题意,能否从题意得到有用且关键的结论。因此,做这类题时,务必要逐字逐句地审清题意,找出解题的突破口.
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