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巧用面积法识破圆加抛物线组合“纸老虎”

通常在中考数学压轴题中,二次函数和圆作为综合性最强的两大知识集合,最容易出现,如果它们携手在同一道压轴题中,可想而知其难度之大。不过呢!凡事总有例外,下面这道压轴题看上去又有圆又有抛物线,然而,却是典型的“纸老虎”,看上去吓人而已,心理承受能力弱一点的学生,极易在读题伊始有心理阴影,但只要认真读完,思考,才会发现它真面目。

题目

如图,抛物线y=ax²+6ax(a为常数,a>0)与x轴交于O,A两点,点B为抛物线的顶点,点D的坐标为(t,0)(-3<t<0),连接BD并延长与过点O,A,B三点的⊙P相交于点C。

(1)求点A的坐标;

(2)过点C作⊙P的切线CE交x轴于点E

①如图1,求证:CE=DE;

②如图2,连接AC,BE,BO,当a=√3/3,∠CAE=∠OBE时,求1/OD-1/OE的值。

解析:

(1)将抛物线解析式化成y=ax(x+6)即可看出点A坐标(-6,0);

(2)圆和抛物线都是轴对称图形,因此,利用对称轴解决会更轻松一些,不妨作抛物线对称轴x=-3,如下图:

①接PC,由于CE是⊙P切线,所以∠PCE=90°,即∠ECD+∠PCB=90°,点O与点A关于x=-3对称,且AP=OP,因此圆心P在OA垂直平分线即对称轴x=-3上,在Rt△BDF中,∠PBC+∠ADB=90°,其中∠PBC=∠PCB,∠ADB=∠CDE,于是上式变成∠PCB+∠CDE=90°,因此同角的余角相等,得到∠ECD=∠EDC,所以CE=DE;

②先解读条件a=√3/3,我们可以马上确定抛物线解析式,同时得到顶点B坐标为(-3,-3√3),再解读条件∠CAE=∠OBE,其中∠CAE为圆周角,它和∠CBD相等,于是可得∠CBD=∠OBE,即OB是△DBE的角平分线。

顺着解读出来的条件探索:三角形的角平分线,存在如下比例关系,BD:BE=OD:OE,是不是很惊喜?发现了结论中的OD和OE?不要高兴太早,我们先证明这个结论,如下图:

对于角平分线OB来讲,点O到BD和BE距离相等,因此可得△BOD与△BOE面积比为BD:BE,仍然是这两个三角形,换成以OD和OE为底,则面积比也可为OD:OE,所以有BD:BE=OD:OE。

设E(x,0),于是BD和BE长度可用距离公式求得,代入上述比例式中,即可找到x与t之间的关系,推导如下:

解题反思:

抛物线的条件居然在最后一问中基本没用上,只用到了点B坐标,而三角形角平分线所构成的比例线段,则巧妙地绕过了许多障碍,关于这部分内容,可以用面积法推导出来,直接运用则有超纲嫌疑,于是,平时教学过程中,对于角平分线比例线段,到底作何要求呢?

我的思考是,对于学有余力的学生,有必要进行这一推导的演练,毕竟在解题过程中,只要对比例线段的来源进行了事先证明,是可以使用的,但更大的好处在于,学生通过迅速构建三角形角平分比例线段,快速完成了解题思路,对提高整张试卷的解题信心,极有好处。

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