初探中考试题中存在性探求问题的求解策略
安徽 宣城六中 李庆银 TEL: 13865362899
探索性问题多年来一直备受各级各类考试的青睐,存在性探求问题是其中极其重要的一种。这类问题常出现“是否存在”“是否变化”等疑问句,以示结论有待判断,证明。由于这类题目较好的检测学生素质和能力,近几年来,在中考试题中,特别是压轴题中经常出现,在竞赛中也时有出现。由于这类题型问题多样,背景丰富,没有固定的解法,解答时需要灵活判断,综合运用基础知识,基本技能和数学思想方法。本文试通过几例,初步探讨解答此类问题的一般策略,思路,方法。
一般回答这类问题采用假设—推证---定论。一般是从存在方面入手,寻求结论成立条件,若能找到这个条件,则回答是肯定的,若找不到这个条件或找到的这个条件与已知条件矛盾,则问题的回答是否定的。
例题1 2010年恩施自治州初中毕业及高中招生考试第24题(压轴题)
24.(12分) 如图11,在平面直角坐标系中,二次函数y?x?bx?c的图象与x轴交于A、B两点, A点在原点的左侧,B点的坐标为(3,0),与y轴交于C(0,-3)点,点P是直线BC下方的抛物线上一动点. (1)求这个二次函数的表达式.
(2)连结PO、PC,并把△POC沿CO翻折,得到四边形POP′C ,那么是否存在点P,使四边形POP′C
//2为菱形?若存在,请求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)当点P运动到什么位置时,四边形 ABPC的面积最大并求出此时P点的坐标和四边形ABPC的最大面积.
思路与策略:(1)二次函数表达式中有2个未知字母b 和 c,只要能找到2点或2条件带入即可,由题知将B,C 两点坐标代入可求出。(2)在回答是否
图11
存在P点时,先假设存在,在草稿上用铅笔画出P关于Y轴对称的P′,根据菱形的性质,对角线互相垂直平分,知道P P′
//垂直平分OC,从而知道P的纵坐标,继而求出它的横坐
标。(3)假设在抛物线上且在BC下方的P点符合要求,做PE垂直AB于E,交BC于Q,运用面积分割法,得
S四边形ABPC?S?ABC?S?BPQ?S?CPQ?111AB?OC?QP?OE?QP?EB 222根据坐标关系和图形知,QP=PE—QE,令P(x,x2?2x?3),Q(x,x-3).,得 QP= (x-3)—(x2?2x?3)=3x-x2,带入即可,化简成二次函数,用配方法确定顶点即可解决。
24、 解:(1)将B、C两点的坐标代入得??3b?c?0 ……………………2分
?c??3解得:??b??2
c??3?所以二次函数的表达式为:y?x2?2x?3 ……………………………3分 (2)存在点P,使四边形POPC为菱形.设P点坐标为(x,x2?2x?3), PP交CO于M
若四边形POPC是菱形,则有PC=PO.
连结PP 则PE⊥CO于M, ∴OM=MC=2
∴y=?3.…………………………………………………6分
22∴x?2x?3=?3
////32解得x1=
2?102?10,x2=(不合题意,舍去) 22∴P点的坐标为(
2?10,?3)…………………………8分 222(3)过点P作y轴的平行线与BC交于点Q,与OB交于点E,设P(x,x?2x?3),
易得,直线BC的解析式为y?x?3 则Q点的坐标为(x,x-3).
S四边形ABPC?S?ABC?S?BPQ?S?CPQ??111AB?OC?QP?OE?QP?EB 22211?4?3?(?x2?3x)?3 2223?3?75=??x??? ……………10分
2?2?8当x?3时,四边形ABPC的面积最大 2此时P点的坐标为?,?面积的最大值为?3?215??,四边形ABPC的 4?75. ………………12 8例2. 2010年桂林市初中毕业升学考试第26题(压轴题)
26..(本题满分12分)如图,过A(8,0)、B(0,83)两点的直线与直线y?3x交于
点C.平行于y轴的直线l从原点O出发,以每秒1个单位长度的速度沿x轴向右平移,到C点时停止;l分别交线段BC、OC于点D、E,以DE为边向左侧作等边△DEF,设△DEF与△BCO重叠部分的面积为S(平方单位),直线l的运动时间为t(秒). (1)直接写出C点坐标和t的取值范围; (2)求S与t的函数关系式;
(3)设直线l与x轴交于点P,是否存在这样的点P,使得以P、O、F为顶点的三角形
为等腰三角形,若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
y y 83 Bl 83 BDCy?3x y?3x FECO
AP8x O备用图1A8x
(本题12 分)
思路与策略:(1)C是直线AB与OC的交点,根据两点A,B坐标求出直线AB的表达式,后与直线OC表达式联立即可。或利用tan∠A= tan∠COA=
COA=600,△OAC3,得出∠A=∠
为正三角形,易得C的坐标。(2)在以DE为边向左侧作等边△DEF时,发现F有落在Y轴内,Y轴外,Y轴上可能。首先求出F落在Y轴上时,由线段DE等于D的纵坐标减去E的纵坐标,设它们的横坐标为t,利用前面的知识得 D点的坐标是(t,?3t?83),E的坐标是(t,3t)
∴DE=?3t?83-3t=83?23t 在利用300的直角三角形中,600所对的
直角边是300所对的直角边的3倍关系,得到它的高是(12?3t),建立关系,然后分两种情况分别计算,利用不同的图形,在备用图中运用梯形的公式不难得到。
(3)中正常情况下等腰三角形有三种可能。在用铅笔直线演绎运动时感觉有的边相等不太可能,从长短来看容易发现FO≥
11BO=43,FP≥BO =43,OP≤4,腰只有可能是FO,22FP,且F在Y轴的右侧,假设二者相等,根据对称性知F在OP的垂直平分线上, 根据等腰三角形的三线合一的性质知等边△DEF的DE边上的高为:12?3t,它为OP的一半,建立关系,顺而解出。
解(1)C(4,43) ……………………………2分
t的取值范围是:0≤t≤4 ……………………………… 3分
(2)∵D点的坐标是(t,?3t?83),E的坐标是(t,3t) ∴DE=?3t?83-3t=83?23t ……………………4分 ∴等边△DEF的DE边上的高为:12?3t
∴当点F在BO边上时:12?3t=t,∴t=3 ……………………5分 ① 当0≤t<3时,重叠部分为等腰梯形,可求梯形上底为:83?23t-23t …7分 3S=
t23(83?23t?83?23t?t) 23
t14(163?3t) 2373t2?83t ………………………………8分 =?3=
② 当3≤t≤4时,重叠部分为等边三角形
y 83 Bl DC1S=(83?23t)(12?3t) ………………… 9分 2=33t?243t?483 ……………………10分 (3)存在,P(
2y?3x FE24,0) ……………………12分 7说明:∵FO≥43,FP≥43,OP≤4
∴以P,O,F以顶点的等腰三角形,腰只有可能是FO,FP, 若FO=FP时,t=2(12-3t),t=
OAP8x 2424,∴P(,0) 77例3 2010年黑龙江鸡西市初中毕业学业考试第28题(压轴题) 28. (本小题满分10分)
如图,矩形OABC在平面直角坐标系中,若OA、OC的长满足
OA?2?OC?23??2?0.
⑴求B、C两点的坐标.
⑵把△ABC沿AC对折,点B落在点B′处,线段AB′与x轴交于点D,求直线BB′的解析式.
⑶在直线BB′上是否存在点P,使△ADP为直角三角形?若存在,请直接写出 P 点坐标;若不存在,请说明理由. .
y A B O D B′ C x
思路与策略:(1)由非负数的性质知:OA=2,OC=23,易得:B(23,2),C(23,
0).(2)由tan∠1=
223=
3,所以∠1=300,由翻折知,∠1=∠2=300,推出∠3=300,要3求B′的坐标,作B′E垂直Y轴于E,由AB=A B′=23
利用300的直角三角板形特殊关系得B′E=3,AE=3, 又AO=2,所以 B′(3,—1),根据B,B′两 点坐标确定一次函数表达式,y=3x—4
(3)假设在在直线BB′上有P点,画出草图感受出它 的两种可能,由特殊度数和边角关系,∠PAB=300, ∠AB B′=600,所以∠P1=300,推出AB=BP1,
过P1做AB的垂直线交AB于M,根据300直角三角形性质得BM=3,P1M=3,所以P1( 33,
5),同理 推出 P2(
53,1),或用两直线的交点问题也可求,既联立两个一次函数的表3达式求解。解答过程略。