二次函數中的定值問題思路探索

2020-11-29 愛數學做數學

二次函數中的定值問題思路探索

隨著拋物線上某動點的運動,由它帶動的一些量中,有變量自然也有常量,其中的常量,就是經常被考查的定值。尋找變化中的不變量,這原本也是初中函數運用的一個重點內容,通常解法思路是將所要探索的量用字母表示出來,然後尋找等量關係,在恆等變換中消掉多餘字母,最終只剩下常數。當然這是思維定勢,並不代表所有定值類問題都能由此突破,但作為嘗試是可以的,即使失敗,從中汲取教訓,為下一次成功打下基礎。

題目

經過(1,0)和(2,3)兩點的拋物線y=ax+c交x軸於A、B兩點,P是拋物線上一動點,平行於x軸的直線l經過點(0,-2).

(1)求拋物線的解析式;

(2)如圖1,y軸上有點C(0,-3/4),連接PC,設點P到直線l的距離為d,PC=t,某同學在探究d-t的值的過程中,思考:當P是拋物線的頂點時,計算d-t的值為___________;當P不是拋物線的頂點時,猜想d-t是一個定值,請你直接寫出這個定值,並證明;

(3)如圖2,點P在第二象限,分別連接PA、PB,並延長交直線l於M、N兩點,若M、N兩點的橫坐標分別為m,n,試證明mn也是一個常數.

解析:

(1)常規二次函數題的「啟手式」,作為基本功,一定要迅速解決問題,將兩個點坐標代入解析式中,求出參數a和c,結果是y=x-1;

(2)當點P是頂點時,它的坐標為(0,-1),此時d=1,t=1/4,於是d-t=3/4;

當點P不是頂點時,不妨設出它的坐標為(p,p-1),於是可以表示出d=t-1-(-2)=p+1,而PC可利用兩點間距離公式求,推導如下:

再來計算d-t=3/4,與P是頂點時完全相同;

(3)從圖中我們可以發現,MN與x軸平行,本著"有平行必有相似"的原則,我們可以構造出不同的相似三角形,從而將點M和N的橫坐標分別納入比例式中,因此過點P作l的垂直,分別與x軸,直線l相交於點G、H,如下圖:

我們利用兩次相似,△PAG∽△PMH,△PBG∽△PNH,分別得到兩組比例式,PG:PH=AG:HM,PG:PH=BG:NH,推導如下:

解題反思

本題推導過程較多,對學生的代數恆等變換提出了一定要求,面對一堆參數和代數式,首先要敢於下手,其次目標要明確,不能如無頭蒼蠅一樣亂碰,始終一根主線,即常規思路。

尤其是遇到根號下一堆代數式的情況,多半根號下的式子是可以化為完全平方的,探索時可大膽前進,而在遇到化簡出來的結果「相似」時,注意它們之間的聯繫,不難求出最後的定值。

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