2022年中点坐标法解决二次函数中平行四边形存在性问题 .pdf
学习必备欢迎下载图 2 图 3 图 1 另辟蹊径解决二次函数中平行四边形存在性问题以二次函数为载体的平行四边形存在性问题是近年来中考的热点，其图形复杂， 知识覆盖面广，综合性较强，对学生分析问题和解决问题的能力要求高对这类题，常规解法是先画出平行四边形，再依据“平行四边形的一组对边平行且相等”或“平行四边形的对角线互相平分”来解决由于先要画出草图，若考虑不周，很容易漏解为此，笔者另辟蹊径，借助探究平行四边形顶点坐标公式来解决这一类题1 两个结论，解题的切入点数学课标， 现行初中数学教材中没有线段的中点坐标公式，也没有平行四边形的顶点坐标公式，我们可帮助学生来探究，这可作为解题的切入点。1.1 线段中点坐标公式平面直角坐标系中，点A 坐标为 ( x1, y1)，点 B 坐标为 (x2, y2) ，则线段AB 的中点坐标为(221xx,221yy). 证明： 如图 1，设 AB 中点 P 的坐标为 ( xP, yP). 由 xP-x1=x2-xP，得 xP=221xx，同理yP=221yy，所以线段AB 的中点坐标为 (221xx,221yy). 1.2 平行四边形顶点坐标公式ABCD 的顶点坐标分别为A( xA, yA) 、 B( xB, yB) 、 C( xC, yC) 、 D( xD, yD)， 则：xA+xC=xB+xD；yA+yC=yB+yD.证明：如图 2，连接 AC、BD，相交于点E点 E 为 AC 的中点，E 点坐标为 (2CAxx,2CAyy). 又点 E 为 BD 的中点，E 点坐标为 (2DBxx,2DByy). xA+xC=xB+xD；yA+yC=yB+yD. 即平行四边形对角线两端点的横坐标、纵坐标之和分别相等2 一个基本事实，解题的预备知识如图 3，已知不在同一直线上的三点A、B、C，在平面内另找一个点D，使以 A、B、C、D 为顶点的四边形是平行四边形答案有三种：以AB 为对角线的ACBD1，以 AC 为对角线的ABCD2，以 BC 为对角线的ABD3C3 两类存在性问题解题策略例析与反思3.1 三个定点、一个动点，探究平行四边形的存在性问题例 1已知抛物线y=x2-2x+a( a0）与 y 轴相交于点A，顶点为M. 直线 y=21x-a 分别与 x 轴、 y 轴相交于B、C 两点，并且与直线AM 相交于点N.( 1) 填空：试用含a 的代数式分别表示点M 与 N 的坐标，则M( ), N( )；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页学习必备欢迎下载图 4 图 5 ( 2) 如图 4，将 NAC 沿 y 轴翻折，若点N 的对应点N恰好落在抛物线上，AN与 x轴交于点 D，连接 CD，求 a 的值和四边形ADCN 的面积；( 3) 在抛物线y=x2-2x+a( a0）上是否存在一点P，使得以P、A、C、N 为顶点的四边形是平行四边形？若存在，求出点P 的坐标；若不存在，试说明理由.解： ( 1) M(1, a-1) ， N(a34, -a31) ；( 2) a=-49；S四边形ADCN=16189；( 3) 由已知条件易得A( 0, a)、C( 0, -a) 、N(a34, -a31). 设 P( m, m2-2m+a). 当以 AC 为对角线时，由平行四边形顶点坐标公式（解题时熟练推导出），得：ammaaama23134002, 81525am.P1(25, -85) ；当以 AN 为对角线时，得: ammaaama23103402, 81525am( 不合题意，舍去). 当以 CN 为对角线时，得: ammaaama23103402, 8321am. P2( -21,87). 在抛物线上存在点P1(25, -85) 和 P2( -21,87) ，使得以P、A、C、 N 为顶点的四边形是平行四边形 .反思： 已知三个定点的坐标，可设出抛物线上第四个顶点的坐标，运用平行四边形顶点坐标公式列方程 （组）求解 .这种题型由于三个定点构成的三条线段中哪条为对角线不清楚，往往要以这三条线段分别为对角线分类，分三种情况讨论. 3.2 两个定点、两个动点，探究平行四边形存在性问题例 2如图 5，在平面直角坐标系中，抛物线A( -1, 0), B( 3, 0), C( 0, -1) 三点 .（1）求该抛物线的表达式；（2）点 Q 在 y 轴上，点P 在抛物线上，要使以点Q、P、A、 B 为顶点的四边形是平行四边形，求所有满足条件点P 的坐标 .解 ： （1）易求抛物线的表达式为y=132312xx；( 2) 由题意知点Q 在 y 轴上，设点Q 坐标为 ( 0, t) ；点 P 在抛物线上，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页学习必备欢迎下载图 6 设点 P 坐标为 ( m,132312mm). 尽管点 Q 在 y 轴上，也是个动点，但可理解成一个定点，这样就转化为三定一动了当以 AQ 为对角线时，由四个顶点的横坐标公式得：-1+0=3+m，m=-4， P1( -4, 7) ；当以 BQ 为对角线时，得：-1+m= 3+ 0， m=4， P2( 4,35) ；当以 AB 为对角线时，得：-1+3=m+ 0， m=2， P3( 2, -1).综上，满足条件的点P 为 P1( -4, 7) 、P2( 4,35) 、P3( 2, -1).反思： 这种题型往往特殊，一个动点在抛物线上，另一个动点在x轴（y轴）或对称轴或某一定直线上设出抛物线上的动点坐标，另一个动点若在x轴上，纵坐标为0，则用平行四边形顶点纵坐标公式；若在y轴上，横坐标为0，则用平行四边形顶点横坐标公式该动点哪个坐标已知就用与该坐标有关的公式本例中点Q的纵坐标t没有用上，可以不设另外，把在定直线上的动点看成一个定点，这样就转化为三定一动了，分别以三个定点构成的三条线段为对角线分类，分三种情况讨论. 例 3如图 6，在平面直角坐标系中，已知抛物线经过A( -4, 0), B( 0, -4), C(2, 0) 三点（1）求抛物线的解析式；（2） 若点 M 为第三象限内抛物线上一动点，点 M 的横坐标为m， AMB 的面积为S 求S关于 m 的函数关系式，并求出S的最大值；（3）若点 P 是抛物线上的动点，点Q 是直线 y=-x 上的动点，判断有几个位置能使以点 P、Q、 B、O 为顶点的四边形为平行四边形，直接写出相应的点Q 的坐标解： （1）易求抛物线的解析式为y=21x2+x-4；（2）s=-m2-4m( -4m0) ；s最大=4（过程略）；（3）尽管是直接写出点Q 的坐标，这里也写出过程由题意知O( 0, 0) 、B( 0, -4). 由于点 Q 是直线 y=-x 上的动点，设Q( s, -s) ，把 Q 看做定点；设P( m,21m2+m-4).当以 OQ 为对角线时，42140002mmsmss=-252. Q1( -2+52, 2-52) ，Q2( -2-52, 2+52) ；当以 BQ 为对角线时，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页学习必备欢迎下载smmsm44210002s1=- 4，s2= 0(舍). Q3( -4, 4) ；当以 OB 为对角线时，42140002mmsmss1=4，s2= 0( 舍). Q4(4, -4). 综上，满足条件的点Q 为 Q1( -2+52, 2-52) 、 Q2( -2-52, 2+52) 、Q3( -4, 4) 、Q4( 4, -4).反思： 该题中的点Q是直线 y=-x 上的动点， 设动点Q的坐标为 (s,-s)，把Q看做定点，就可根据平行四边形顶点坐标公式列方程组了. 4 问题总结这种题型， 关键是合理有序分类：无论是三定一动，还是两定两动，统统把抛物线上的动点作为第四个动点， 其余三个作为定点， 分别以这三个定点构成的三条线段为对角线分类，分三种情况讨论，然后运用平行四边形顶点坐标公式转化为方程（组）这种解法，不必画出平行四边形草图，只要合理分类，有序组合，从对角线入手不会漏解，条理清楚，而且适用范围广 其本质是用代数的方法解决几何问题，体现的是分类讨论思想、数形结合的思想.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页
