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中考复习冲刺系列——纯代(函)数压轴选解(9)

永泰一中张祖冬 初中数学延伸课堂 2022-07-16


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【试题】已知直线y=kx+b与抛物线y=ax2(a>0)相交于A、B两点(点A在点B的左侧),直线与y轴正半轴相交于点C.

(1)若B(t,a),求t的值;

(2)在(1)的条件下,直线y=kx+b交x轴的正半轴于点D,当b=2a时,是否存在a使得∠OBD=600成立?如果成立,请求出a的值;如果不成立,说明理由;

(3)过点A作AE⊥x轴,垂足为E,延长AE,BO相交于点F,连接CF,求证:直线CF必过线段OE的中点.

——试题来自一网友咨询上传



【图文解析】

【分析】题干中不可忽略的条件:a>0;因直线与抛物线有两交点,所以两解析式联立,必有两个解(△>0);点C(0,b)在y轴的正半轴,b>0;当然A、B均符合抛物线的解析式.

(1)简析:当点B(t,a)代入抛物线解析式,得:a=at2,因a>0,所以t2=1,解得t=1或-1,因点B在右侧,则t>0,所以t=1.

(2)当t=1时,B(1,a),代入直线解析式y=kx+b,可得k+b=a,得k=a-b,又b=2a,所以有k=a-2a=-a,得直线的解析式为y=-ax+2a=-a(x+2),当x=-2时,y=0由此可得到:直线一定经过(2,0)即题中的D.下面画出符合条件的图(这是解题的关键),如下图示:

由B(1,a)和D(2,0)可知,O与D关于直线BM对称,所以OB=BD.当∠OBD=600时,△OBD是等边三角形,得到∠BOM=600,OB=OD=xD=2,所以a=BM=OBsin∠BOM=2sin600

=√3.即存在这样的a,满足条件.



(3)根据题意,画出符合条件的图,其中直线y=kx+b点相当于绕定点C(0,a)旋转,且与y轴正半轴于C点.

法一:设B(t,at2),如下图示:

      由于B(t,at2),可得直线y=kx+b可改写为y=k(x-t)+at2(这种思路,类似于抛物线的顶点式,也就是高中的“点斜式”,本公众号刚开通时,就已经写过这样的文章,其中2017年福建九下质检和2017年中考压轴解析时用的最多,同时还有过专门的动画演示文章(2017.4.4的文章——动态演示函数图象的平移与函数解析式的关系)(可直接点标题打开),之后也经常应用(本公众号文章中至少可以找到10篇以上!),当x=0时,y=b=-kt+at2,所以C(0,-kt+at2),不难求得:直线OB为y=atx.

另一方面由抛物线解析式y=ax2与直线解析式y=k(x-t)+at2联立,得:

ax2= k(x-t)+at2,移项并因式分解,得a(x+t)(x-t)-k(x-t)=0,即:

      (x-t)[a(x+t)–k]=0,

      解得x1=t,x2=-t+k/a

      所以xA=-t+k/a=xF

      又F点在直线OB(y=atx)上,所以yF=at(-t+k/a)=-at2+kt,同时由C(0,-kt+at2)得xC=-kt+at2,所以OC=EF.

      如下图示,由OC=EF及已知条件不难得到△ONC≌△ENF,得到ON=EN,因此直线CF必过线段OE的中点.(或连接CE,由OC=EF且OC∥EF可得四边形CEFO是平行四边形,根据平行四边形对角线互相平分,即可得到所要的结论).



法二:设A(m,am2),B(n,an2),则直线OB为y=anx,当x=m,y=amn,xF=amn.

      另一方面,由直线y=kx+b和抛物线y=ax2的解析式联立,得:ax2-kx-b=0,由根与系数的关系,可得mn=-b/a,所以amn=-b,因此xF=-b,所以OC=EF,……(下同)

【反思】上述两种证法各有千秋,计算量均不大,但第一种解法更通用,而且还可详细求得点A的坐标(不是偶然,是必然的结果,即中间的计算必能因式分解),后续拓展或延伸的空间更大,第二种解法用到了“根与系数的关系“,解法有所局限性。大胆训练”含参“计算,不胆计算能力能得到有效训练,而且对后续的高中学习显然更有帮助,万不可望而却步.


特别说明进入公众号,回复“1,2,3…14,888”中的任意一个”“,可查找到相应资料.


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