2021年湖南益阳中考数学的这道压轴题,与分段函数有关。第一小题两个问题太简单,最后一道小题太难,简直可以说是“开局新手级,最后噩梦级”。另外,学完这道题,你会知道直线解析式的点斜式,在中考数学中有多重要的。
已知函数“当x<=0时,y=-x;当x>0时,y=x^2”的图像如图1所示,点A(x1,y1)在第一象限内的函数图像上. (1)若点B(x2,y2)也在上述函数图像上,满足x2<x1. ①当y2=y1=4时,求x1,x2的值;②若|x2|=|x1|,设w=y1-y2,求w的最小值; (2)过A点作y轴的垂线AP,垂足为P,点P关于x轴的对称点为P’,过A点作x轴的垂线AQ,垂足为Q,Q关于直线AP’的对称点为Q’,直线AQ’是否与y轴交于某定点?若是,求出这个定点的坐标;若不是,请说明理由.
解:(1)①当y1=x1^2=4时,x1=2或x1=-2(舍去),当y2=-x2=4时,x2=-4.
②当|x2|=|x1|时,y2=-x2=x1,
w=y1-y2=x1^2-x1=(x1-1/2)^2-1/4, ∴当x1=1/2时,w=-1/4最小.
(2)依题意A(x1,x1^2),P(0,x1^2),P’(0,-x1^2),Q(x1,0),
直线AP’的解析式为:y=2x1^2x/x1-x1^2=2x1x-x1^2.【第一次运用直线解析式的点斜式,虽然这个运算没有那么复杂,但一定要仔细了,因为一旦出错,后面就非常麻烦,下面每一步都有同样的道理】
直线QQ’的解析式为:y=-(x-x1)/(2x1)=-x/(2x1) 1/2.【第二次运用直线解析式的点斜式,与第一次不同的是,第一次的斜率是利用直角三角形APP'的两条直角边的比求得的。而这次是利用QQ'和AP'互相垂直,两者的斜率积等于-1求得的】
可设Q’(q,-q/(2x1) 1/2),过Q’作Q’C//AQ交AP’于C, 则C(q,2x1q-x1^2),【这一步是解题最关键之所在,不用这种方法当然也可以求,但会特别复杂】
四边形AQCQ’是菱形,∴x1^2 2x1q-x1^2=-q/(2x1) 1/2,【菱形很容易证明,后面的等式利用了菱形的对角线互相平分,所以AP'的中点和QQ'的中点是同一点,通过列它们的纵坐标的中点公式得到的】
解得:∴q=x1/(4x1^2 1),-q/(2x1) 1/2=2x1^2/(4x1^2 1),【这是Q'点的坐标】
直线AQ’的解析式为:y-x1^2=(2x1^2/(4x1^2 1)-x1^2)(x-x1)/(x1/(4x1^2 1)-x1)【这是第三次运用直线解析式的点斜式,这次求斜率是利用A,Q’的坐标斜率公式求的。即两点的纵坐标差除以横坐标差,就是AQ’的斜率】
化简得y=(4x1^2-1)x/(4x1) 1/4,∴直线AQ’与y轴交于点(0,1/4).
这道题运用了三次直线解析式的点斜式,每一次求斜率的方法都有不同,非常有代表性。题目的运算量其实还蛮大的,平时不多练运算,中考遇到这种运算量大的题,是完全没有办法的。
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