余中華
中考數(shù)學(xué)試卷中,常??梢钥吹竭@樣的一些綜合題,它們有著長長的題干,復(fù)雜的圖形.大多數(shù)同學(xué)遇到這類題目往往心生畏懼,不知道如何下手.下面以南通市一道中考壓軸題為例,評述我們該如何抓住關(guān)鍵點,提取題目中的核心要素.
已知拋物線y=x2-2mx+m2+m-1(m為常數(shù))的頂點為P,直線l:y=x-1.
(1)求證:點P在直線l上.
(2)當m=-3時,拋物線與x軸交于A、B兩點,與y軸交于點C,與直線l的另一個交點為Q,M是x軸下方拋物線上一點,∠PAQ=∠ACM(如圖1),求點M的坐標.
(3)若以拋物線與直線l的兩個交點及坐標原點為頂點的三角形為等腰三角形,請直接寫出所有符合要求的m的值.
圖1
第(1)小問,觀察解析式可以發(fā)現(xiàn)x2-2mx+m2是一個完全平方式,因此這個解析式可以寫成y=(x-m)2+m-1,很容易得到頂點P的坐標為(m,m-1).接著證明P(m,m-1)在直線l上即可,此時就不用考慮其他條件和圖形了,題目就簡化成“求證P(m,m-1)在直線l上”.可將x=m代入y=x-1后看y的值是否是m-1.
其實P(m,m-1)不是一個點,隨著m取不同的值,那么(m,m-1)就是不同的坐標,就代表一系列的點,這些點的橫坐標x和縱坐標y總滿足y=x-1,這也能說明點P不管坐標是什么,它始終在直線y=x-1上.
再看第(2)小問,當m=-3時,A、B、C、P、Q這些點的坐標都可以求出來.除了這些點,“∠PAQ=∠ACM”還涉及點M,M雖然是一個動點,但M始終是拋物線與直線CM的交點.拋物線的解析式已知,本題只要能求出直線CM的解析式,通過解方程組就可以求出點M的坐標.因此本題的關(guān)鍵步驟可以簡化為:
如圖2,已知P(-3,-4),A(-5,0),B(-1,0),C(0,5),Q(-2,-3),∠ACM=∠PAQ.求直線CM的解析式.
圖2
很顯然,要發(fā)揮點P、點Q的作用,需要將這兩個點的橫縱坐標都轉(zhuǎn)化為線段的長,考慮過這兩點作x軸的垂線,如圖3,那么PE=4,AE=2,QF=3,AF=3,可見這個圖中有兩個等腰直角三角形△AFQ、△AOC,由∠ACM=∠PAQ就可以得到∠PAE=∠CGO(G為直線CM與x軸的交點),接著根據(jù)△PAE∽△CGO可求出G點坐標,從而求出CM的解析式,最后根據(jù)點M是CM和拋物線的交點,求出點M的坐標.
圖3
第(3)小問討論的是當△OPQ是等腰三角形時,求m的值.因此本題只需討論O、P、Q三個點位置.由于P、Q是直線l與拋物線的交點,經(jīng)過解方程組可以求出P、Q的坐標分別為P(m,m-1),Q(m+1,m),本題實際上是一個長度為 2的線段PQ在直線l上移動.因此本小題可以簡化為:
如圖4,已知P(m,m-1),Q(m+1,m),O(0,0),當m為何值時,△OPQ是等腰三角形.
圖4
通過這道題目,大家可以發(fā)現(xiàn),后面兩個問題經(jīng)過信息提取,分別得到了一個簡化后的題干和簡化后的圖形.由于沒有無效信息的干擾,問題變得非常簡單,很容易發(fā)現(xiàn)解決問題的思路.
因此對于一道綜合題,可能多個小問題共用一個圖形.對于每道小題,圖形上的所有信息不一定都能用得到,這些信息對于這一小題來說就是無效信息.這些信息保留在圖形上,不但對解決這道問題沒有幫助,反而干擾解題思路的尋找.因此學(xué)會提取題干和圖形中的有效信息,簡化題干和圖形,對于問題的解決是很有幫助的.
請大家試著畫出下面這道題的3個小問題中簡化之后的題干和圖形.
如圖5,O為坐標原點,點B在x軸的正半軸上,四邊形OACB是平行四邊形,sin∠AOB=反比例函數(shù)在第一象限內(nèi)的圖像經(jīng)過點A,與BC交于點F.
圖5
(1)若OA=10,求反比例函數(shù)的解析式.
(2)若點F為BC的中點,且△AOF的面積S=12,求OA的長和點C的坐標.
(3)在(2)的條件下,過點F作EF∥OB,交OA于點E(如圖6),點P為直線EF上的一個動點,連接PA,PO.是否存在這樣的點P,使以P,O,A為頂點的三角形是直角三角形?若存在,請直接寫出所有點P的坐標;若不存在,請說明理由.
圖6