林麗
例題 如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,點F的坐標(biāo)是(4,2),點P為一個動點,過點P作x軸的垂線PH,垂足為H,點P在運動過程中始終滿足PF=PH。
(1)判斷點P在運動過程中是否經(jīng)過點C(O,5);
(2)設(shè)動點P的坐標(biāo)為(x,y),求y關(guān)于x的函數(shù)表達(dá)式,填寫下表,并在給定坐標(biāo)系中畫出該函數(shù)的圖像;
(3)點C關(guān)于x軸的對稱點為C',點P在直線C'F的下方時,求線段PF長度的取值范圍。
【分析】(1)當(dāng)P與C(O,5)重合,證明PH=PF即可解決問題。
(2)由PF2=PH2,再根據(jù)函數(shù)表達(dá)式即可解決問題。由題意,得y2= (x-4)2+(y-2)2,整理,得y=1/4x2-2x+5,∴函數(shù)表達(dá)式為y= 1/4x2-2x+5。
(3)先求出直線FC的表達(dá)式,再求出直線FC'與拋物線的交點坐標(biāo)即可判斷。
【點評】本題考查了二次函數(shù)的性質(zhì)、一次函數(shù)的性質(zhì)等知識,解題的關(guān)鍵是理解題意,靈活運用所學(xué)知識解決問題,屬于中考壓軸題。
雖然本題始終未提及“二次函數(shù)”,但其卻是一道不折不扣的“二次函數(shù)”壓軸題。題目中的點P具有如下特征:到定點(F)的距離和到定直線(x軸)的距離相等,從而得到點P運動的軌跡是拋物線y=1/4x2- 2x+5。也就是說,二次函數(shù)可以看作是到定點距離等于到定直線距離的點的軌跡。
【延伸】二次函數(shù)圖像的頂點在原點O,經(jīng)過點A(l,1/4)。點F(O,1)在y軸上。直線y=一1與y軸交于點H。
(1)求二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)點P是(1)中圖像上的點,過點P作x軸的垂線與直線y=-l交于點M,求證:FM平分∠OFP;
(3)當(dāng)△FPM是等邊三角形時,求P點的坐標(biāo)。
【分析】(1)根據(jù)題意,可設(shè)函數(shù)的表達(dá)式為y=ax2,將點A代入函數(shù)表達(dá)式,求出a的值,繼而可求得二次函數(shù)的表達(dá)式。
(2)過點P作PB⊥y軸于點B,利用勾股定理求出PF,表示出PM,可得PF=PM,則∠PFM=∠PMF,再結(jié)合平行線的性質(zhì),可得出結(jié)論。
(3)首先可得∠FMH=30°,設(shè)點P的坐標(biāo)為(x,1/4x2),根據(jù)PF=PM=FM,可得關(guān)于x的方程,求出x的值即可得出答案。
【點評】本題考查了二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,涉及待定系數(shù)法求函數(shù)表達(dá)式、角平分線的性質(zhì)及等邊三角形的性質(zhì)等知識。解決本題的關(guān)鍵是熟練掌握基本知識,應(yīng)用數(shù)形結(jié)合,才能將所學(xué)知識融會貫通。
本題中,點P到定點F的距離和到定直線y=-l的距離相等,同樣,點P是拋物線y=1/4x2上的點,亦屬于軌跡類問題。
【新題】如圖3,以y軸為對稱軸的拋物線與坐標(biāo)軸交于點A(O,4)、B(4,0),y軸上有一定點C(O,3),若點P為拋物線在第一象限內(nèi)的一動點。
(1)直接寫出拋物線的表達(dá)式;
(2)如圖4,連接PC、PB、BC,△PBC面積的最大值是_____:
(3)如圖5,若以P為圓心,PC為半徑的圓與x軸相切于點日,則P點坐標(biāo)是______;
(4)如圖6,點D坐標(biāo)為(2,O),求△PDC的周長最小值。
【分析】(1)利用待定系數(shù)法求出函數(shù)表達(dá)式。
(2)過點P作x軸的垂線,交直線BC于點M,利用鉛垂高求三角形面積的最大值。
(3)當(dāng)OP與x軸相切時,PC=PH,通過方程求出點P坐標(biāo)。
(4)過P作PH⊥x軸于點H,易證PC+PH=5(定值),而DC始終不變,從而得知當(dāng)PD與x軸垂直時,△PDC的周長有最小值。
【點評】本題考查了待定系數(shù)法、鉛垂高求面積、二次函數(shù)性質(zhì)、數(shù)形結(jié)合等知識,特別是第(4)小題,運用了拋物線的特殊點的特殊性質(zhì)解決了動點最值問題。
(作者單位:江蘇省泗陽縣實驗初級中學(xué))