中点公式秒压轴题?(2020年江苏无锡第28题)
在学习平面直角坐标系时,我们是这样描述中点公式的,两端点横,纵坐标和的一半即为中点横,纵坐标。学生也好记忆,通常他们也会用“两头一加除以2”来记,也行。后来学习平行四边形时,偶尔会在坐标系中遇到它,利用中点公式,知道三个顶点,可求第四个,比起求解析式再求交点的方法,无疑要快捷许多。
题目
在平面直角坐标系中,O为坐标原点,直线OA交二次函数y=1/4x²的图象于点A,∠AOB=90°,点B在该二次函数的图象上,设过点(0,m)(其中m>0)且平行于x轴的直线交直线OA于点M,交直线OB于点N,以线段OM,ON为邻边作矩形OMPN.
(1)若点A的横坐标为8
①用含m的代数式表示M的坐标;
②点P能否落在该二次函数的图象上?若能,求出m的值;若不能,请说明理由;
(2)当m=2时,若点P恰好落在该二次函数的图象上,请直接写出此时满足条件的所有直线OA的函数表达式.
解析:
(1)点A坐标为(8,16),求出OA解析式为y=2x,由OA⊥OB,求出OB解析式为y=-x/2,将y=m分别代入OA,OB解析式中,得到点M(m/2,m),N(-2m,m);
设MN中点为G,则G(-3m/4,m),而它恰好也是OP的中点,于是得到P(-3m/2,2m),代入抛物线y=1/4x²,解出m=32/9;
(2)当m=2时,不妨设A(t,t²/4),和前面方法类似,先得到OA解析式为y=tx/4,OB解析式为y=-4x/t,表示出M(8/t,2),N(-t/2,2);
仍然设MN中点为G,则G(4/t-t/4,2),它同样是OP中点,于是得到P(8/t-t/2,4),代入y=1/4x²,推导如下:
对应的图象如下:
解题反思
这道题之所以能够用中点公式给“秒”了,其实是源于对矩形对角线互相平分的几何性质,交点即同时为两条对角线的中点,而恰好其中还有一个顶点是原点,只需要表示出另两个,则最后一个顶点P的坐标可得。
在学习一次函数时,我们就知道,两个一次函数图象互相垂直,则它们的一次项系数互为负倒数,这也是能迅速解出本题的技巧之一,毕竟矩形两条边恰巧也是正比例函数,更好求一些。
关于第2问最后是否需要分类讨论点A位置,我的个人意见是不需要,因为在设置点A坐标时,使用的是字母,而字母本身就能代表任何数,而且在坐标计算的过程中,对于字母本身的符号并不敏感,只有在计算线段长度的时候,才会有意识地区分一下符号,毕竟长度只能用正数表示,而使用中点公式,而完全没有顾忌,而图,似乎也没有必要画出来了。
原题的配图其实没什么用处,标准作图的话,点的位置远超过图象本身的范围,勉强画出来,不准确也不利于观察,倒不如直接用解析法,一了百了。
当然,也不是说解析法就不需要函数图象,而是,这个图象在脑子里,想像出来的函数图象,比起纸上的甚至电脑屏幕上的,更好使。
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