例6 2010年上海市宝山区中考模拟第24题
如图1,已知点A (-2,4) 和点B (1,0)都在抛物线y?mx2?2mx?n上.
(1)求m、n;
(2)向右平移上述抛物线,记平移后点A的对应点为A′,点B的对应点为B′,若四边形A A′B′B为菱形,求平移后抛物线的表达式;
(3)记平移后抛物线的对称轴与直线AB′ 的交点为C,试在x轴上找一个点D,使得以点B′、C、D为顶点的三角形与△ABC相似.
图1
动感体验
请打开几何画板文件名“10宝山24”,拖动点A′向右平移,可以体验到,平移5个单位后,四边形A A′B′B为菱形.再拖动点D在x轴上运动,可以体验到,△B′CD与△ABC相似有两种情况.
思路点拨
1.点A与点B的坐标在3个题目中处处用到,各具特色.第(1)题用在待定系数法中;第(2)题用来计算平移的距离;第(3)题用来求点B′ 的坐标、AC和B′C的长.
2.抛物线左右平移,变化的是对称轴,开口和形状都不变.
3.探求△ABC与△B′CD相似,根据菱形的性质,∠BAC=∠CB′D,因此按照夹角的两边对应成比例,分两种情况讨论.
满分解答
(1) 因为点A (-2,4) 和点B (1,0)都在抛物线y?mx2?2mx?n上,所以
4?4m?4m?n?4, 解得,n?4. m???3?m?2m?n?0.(2)如图2,由点A (-2,4) 和点B (1,0),可得AB=5.因为四边形A A′B′B为菱形,所以A A′=B′B= AB=5.因为y??4284162x?x?4???x?1??,所以原抛物线的对3333,称轴x=-1向右平移5个单位后,对应的直线为x=4.
因此平移后的抛物线的解析式为y??4?x?4?2?16. 33
图2
(3) 由点A (-2,4) 和点B′ (6,0),可得A B′=45. 如图2,由AM//CN,可得
B'NB'C2B'C?,即?.解得B'C?5.所以B'MB'A845AC?35.根据菱形的性质,在△ABC与△B′CD中,∠BAC=∠CB′D.
①如图3,当标为(3,0).
②如图4,当
ABB'C55?时,,解得B'D?3.此时OD=3,点D的坐?ACB'D35B'DABB'D5135B'D??时,,解得B'D?.此时OD=,点D的
33ACBC'355坐标为(
13,0). 3
图3 图4
考点伸展
在本题情境下,我们还可以探求△B′CD与△AB B′相似,其实这是有公共底角的两个等腰三角形,容易想象,存在两种情况.
我们也可以讨论△B′CD与△CB B′相似,这两个三角形有一组公共角∠B,根据对应边成比例,分两种情况计算.
例7 2009年临沂市中考第26题
如图1,抛物线经过点A(4,0)、B(1,0)、C(0,-2)三点. (1)求此抛物线的解析式;
(2)P是抛物线上的一个动点,过P作PM⊥x轴,垂足为M,是否存在点P,使得以A、P、M为顶点的三角形与△OAC相似?若存在,请求出符合条件的 点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)在直线AC上方的抛物线是有一点D,使得△DCA的面积最大,求出点D的坐标.
,
图1
动感体验
请打开几何画板文件名“09临沂26”,拖动点P在抛物线上运动,可以体验到,△PAM的形状在变化,分别双击按钮“P在B左侧”、“ P在x轴上方”和“P在A右侧”,可以显示△PAM与△OAC相似的三个情景.
双击按钮“第(3)题”, 拖动点D在x轴上方的抛物线上运动,观察△DCA的形状和面积随D变化的图象,可以体验到,E是AC的中点时,△DCA的面积最大.
思路点拨
1.已知抛物线与x轴的两个交点,用待定系数法求解析式时,设交点式比较简便. 2.数形结合,用解析式表示图象上点的坐标,用点的坐标表示线段的长. 3.按照两条直角边对应成比例,分两种情况列方程.
4.把△DCA可以分割为共底的两个三角形,高的和等于OA.
满分解答
(1)因为抛物线与x轴交于A(4,0)、B(1,0)两点,设抛物线的解析式为
1y?a(x?1)(x?4),代入点C的 坐标(0,-2),解得a??.所以抛物线的解析式为
2115y??(x?1)(x?4)??x2?x?2.
2221(2)设点P的坐标为(x,?(x?1)(x?4)).
21①如图2,当点P在x轴上方时,1<x<4,PM??(x?1)(x?4),AM?4?x.
21?(x?1)(x?4)AMAO??2,那么2如果?2.解得x?5不合题意. PMCO4?x1?(x?1)(x?4)AMAO11??,那么2如果?.解得x?2. PMCO24?x2此时点P的坐标为(2,1).
②如图3,当点P在点A的右侧时,x>4,PM?1(x?1)(x?4),AM?x?4. 21(x?1)(x?4)解方程2?2,得x?5.此时点P的坐标为(5,?2).
x?41(x?1)(x?4)12解方程?,得x?2不合题意.
x?421③如图4,当点P在点B的左侧时,x<1,PM?(x?1)(x?4),AM?4?x.
21(x?1)(x?4)2解方程?2,得x??3.此时点P的坐标为(?3,?14).
4?x1(x?1)(x?4)1解方程2?,得x?0.此时点P与点O重合,不合题意.
4?x2综上所述,符合条件的 点P的坐标为(2,1)或(?3,?14)或(5,?2).
图2 图3 图4 (3)如图5,过点D作x轴的垂线交AC于E.直线AC的解析式为y?设点D的横坐标为m(1?m?4),那么点D的坐标为(m,?1x?2. 2125m?m?2),点E的221121251坐标为(m,m?2).所以DE?(?m?m?2)?(m?2)??m?2m.
2222211222因此S?DAC?(?m?2m)?4??m?4m??(m?2)?4.
22当m?2时,△DCA的面积最大,此时点D的坐标为(2,1).